Sebbene sia possibile tracciare la storia dello sfruttamento dell’energia elettrica e identificare le persone responsabili di varie scoperte lungo il percorso, è difficile dare un nome alla persona che per prima ha scoperto l’elettricità. Molto presto nella storia umana, le persone avrebbero assistito a un fulmine, un’ovvia manifestazione naturale, ma non sarebbero state in grado di spiegarlo. La storia nota dell’elettricità risale almeno al 620-550 a.C., quando, nell’antica Grecia, si scoprì che lo sfregamento della pelliccia sull’ambra provocava un’attrazione tra i due. Questa scoperta è attribuita al filosofo Talete di Mileto. Dovevano passare molti secoli prima che qualcuno fosse in grado di collegare questo fenomeno con i fulmini, e ancora un secolo prima che le correnti elettriche venissero utilizzate in modo pratico.
I primi esperimenti
Nel XVII secolo erano state fatte molte scoperte relative all’elettricità, come l’invenzione di un primo generatore elettrostatico, la differenziazione tra cariche positive e negative e la classificazione dei materiali come conduttori o isolanti. Nell’anno 17, il medico inglese William Gilbert fece per la prima volta il collegamento tra l’attrazione di oggetti di carica opposta e il magnetismo. Ha coniato il termine elettrico, dal greco elektron – che significa ambra – per identificare la forza che alcune sostanze esercitano quando si sfregano l’una contro l’altra.
Benjamin Franklin
Benjamin Franklin è forse il nome più associato all’elettricità. Nel 1750, cercò di dimostrare che il fulmine era causato dall’elettricità descrivendo un esperimento in cui un conduttore elettrico sarebbe stato utilizzato per estrarre energia da una nuvola temporalesca. Sembra che prima che fosse in grado di eseguire ciò, uno sperimentatore francese di nome Thomas-Francois Dalibard, che aveva letto gli scritti di Fraklin sull’argomento, ottenne con successo una scarica elettrica da una nuvola temporalesca usando un palo metallico di 40 metri a maggio 12.2. A Franklin è attribuito il merito di aver condotto un esperimento simile nel giugno di quell’anno, in cui ha fatto volare un aquilone con una chiave di metallo attaccata ad esso in una nuvola adatta. I dettagli storici precisi non sono chiari, ma potrebbe aver poi recuperato la chiave e scaricato l’elettricità da essa.
Anche se non è chiaro esattamente quando, come o anche se Franklin abbia effettivamente eseguito il suo esperimento con i fulmini, gli viene giustamente attribuita l’idea alla base. Confermata la relazione tra illuminazione ed elettricità, ha inventato il parafulmine, un palo di metallo che conduce in sicurezza l’elettricità lontano da un edificio durante un temporale. Franklin osservò e documentò altri fenomeni elettrici, ma fu lasciato ad altri determinare la vera natura dell’elettricità e sfruttarne la potenza.
Galvani, Volta e l’invenzione della batteria
Gli scienziati italiani Luigi Galvani e Alessandro Volta hanno entrambi avuto un ruolo nello sviluppo della prima batteria tra la fine del XVIII e l’inizio del XIX secolo. Nel 18 Galvani scoprì quella che chiamò “elettricità animale” quando scoprì che la zampa di una rana si contraeva se collegata a due metalli diversi. Volta in seguito dimostrò che la parte “animale” non era necessaria e che coppie di metalli diversi, come zinco e rame, potevano produrre una corrente se immerse in un elettrolita, come l’acqua salata. Questo dispositivo è noto come cella galvanica.
Volta ha continuato a creare un “palo voltaico” costituito da strati alternati di rame e zinco separati da carta imbevuta di acqua salata. Questo ha generato una corrente maggiore ed è accreditato come la prima batteria. Questi dispositivi funzionano perché lo zinco ha una maggiore tendenza a perdere elettroni rispetto al rame, per cui quando sono collegati da un elettrolita, gli elettroni fluiranno dall’uno all’altro, formando una cella galvanica. Una serie di celle galvaniche collegate tra loro, come in una pila voltaica, costituisce una batteria.
È stato teorizzato che un artefatto scoperto in Iraq, e che si pensa risalga tra il 224 e il 640 d.C., potrebbe essere stato un tipo di batteria. Consisteva in un piccolo vaso di terracotta contenente un tubo di rame che circondava un’asta di ferro. Se riempito con un elettrolita, come il succo d’uva, può produrre una corrente elettrica. La maggior parte degli scienziati, tuttavia, pensa che i vasi fossero usati per conservare i rotoli e che la loro capacità di generare una corrente sia puramente casuale.
Michael Faraday
Nel 1831, lo scienziato inglese Michael Faraday scoprì che una corrente elettrica poteva essere indotta in un filo di rame da un campo magnetico in movimento. Ciò ha portato a due invenzioni cruciali: la dinamo e il motore elettrico. Una dinamo genera una corrente elettrica mediante il movimento relativo di bobine di filo di rame e magneti ed è il metodo principale oggi impiegato per generare elettricità per uso domestico e industriale. Il motore elettrico sfrutta lo stesso principio: una corrente che scorre in un campo magnetico produce movimento.
Thomas Edison e Nicola Tesla
In seguito all’invenzione nel 1860 della lampadina elettrica da parte del fisico britannico Joseph Swan, l’inventore americano Thomas Edison ebbe l’idea, alla fine del 1800, di trasmettere elettricità tramite cavi a ogni casa per fornire illuminazione. Edison prevedeva di utilizzare la corrente continua (DC) prodotta dai generatori allora disponibili. Ciò, tuttavia, avrebbe significato posizionare i generatori a intervalli frequenti, poiché molta potenza veniva persa a causa della resistenza dei cavi.
Nicola Tesla, un ingegnere e inventore di origine serba che ha lavorato con Edison per un periodo, ha sviluppato un nuovo tipo di generatore che produceva una corrente che cambiava direzione molte volte al secondo, nota come corrente alternata (AC). Questo aveva il vantaggio che la tensione e la corrente potevano essere variate usando un trasformatore. La perdita di potenza potrebbe essere minimizzata trasmettendo l’elettricità a bassa corrente e alta tensione, quindi riducendo la tensione e aumentando la corrente per uso domestico. Nonostante la feroce opposizione di Edison, fu adottata la corrente alternata, e questo è il tipo di corrente che viene utilizzata oggi nelle case.