Trudno podać jedną konkretną datę odkrycia elektryczności. Za pewnego rodzaju cezurę można jednak przyjąć rok 1800, w którym włoski fizyk Alessandro Volta zaprezentował światu pierwszą baterię i udowodnił, że prąd elektryczny może być bardzo użytecznym narzędziem. To odkrycie zapoczątkowało okres intensywnych badań i rozwoju, podczas których naukowcy zrozumieli zasady rządzące elektrycznością i nauczyli się je wykorzystywać w konstrukcji nowych urządzeń. Powstały pierwsze silniki elektryczne, mechaniczne generatory prądu, żarówki, telegraf, telefon, radio i inne urządzenia elektryczne, dzięki którym w XX wieku mogła dokonać się największa w dziejach ludzkości rewolucja naukowo-techniczna.
Dlaczego prąd jest tak użyteczny?
Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Najczęściej nośnikami tych ładunków są elektrony, wchodzące w skład każdego atomu we wszechświecie. Ponieważ wszystko co nas otacza zbudowane jest z atomów, o elektrony nietrudno. Z punktu widzenia zastosowań szczególnie interesujące są metale, w których część elektronów jest słabo związana z atomami, przez co może swobodnie przemieszczać się z miejsca na miejsce. To właśnie dlatego wszystkie przewody wykonane są z metali.
Początkowo ludzkość wykorzystywała prąd elektryczny jedynie do zasilania i transportu energii. Wraz z rozwojem nauki okazało się jednak, że prąd i elektrony mogą także transportować informację. Na przykład zmieniając natężenie prądu w przewodzie możemy przesłać wiadomość. Tak narodził się telegraf, który wyewoluował w telefon, a ten stał się z kolei inspiracją dla radia.
Współcześnie wykorzystujemy elektrony do transportu informacji w komputerach. Również cały internet zawdzięcza swoje istnienie elektronom. Unikalna własność prądu polegająca na jednoczesnym transporcie informacji i dużych energii na dowolną odległość sprawia, że jest to wygodne i niezastąpione medium.
Prąd i ja
Nikt z nas nie ma wątpliwości, że elektryczność mocno wpływa na nasze życie. Żeby to sobie jednak lepiej uświadomić, warto wykonać proste doświadczenie i policzyć z ilu urządzeń elektrycznych korzystamy na co dzień.
No to startujemy. Pisząc ten tekst korzystam z komputera, słucham jednocześnie muzyki na słuchawkach i popijam herbatę, którą przygotowałem za pomocą czajnika elektrycznego. Od czasu do czasu korzystam z internetu dostarczanego przez router Wifi, a obok mnie świeci się biurowa lampka. Razem już pięć, a dotychczas nie ruszyłem się nawet sprzed biurka. Gdybym liczył dalej, szybko przekonałbym się, że tylko w moim mieszkaniu takich urządzeń mam kilkadziesiąt.
Oprócz codziennych czynności, których nie moglibyśmy wykonać bez energii elektrycznej, warto zdawać sobie sprawę jak duże zmiany w funkcjonowaniu społeczeństw spowodowała elektryczność. Jedną z nich jest powstanie nocnego życia. Do końca XIX wieku zjawisko to nie miało szans się rozwinąć ze względu na trudności w oświetleniu wnętrz i ulic. Oczywiście, organizowano po zmroku imprezy i spotkania, ale należały one raczej do wyjątków i zdarzały się rzadko.
Popularyzacja bezpiecznego i taniego oświetlenia spowodowała również, że ludzie zmienili godziny wstawania i kładzenia się spać. Fabryki mogły w końcu kontynuować produkcję 24 godziny na dobę, pojawiły się więc nowe możliwości pracy po zmroku. Nasza nocna aktywność wzrosła. Oświetlenie razem z rozwojem maszyn elektrycznych i automatyzacją sprawiło z kolei, że ludzkość zaczęła gwałtownie wytwarzać więcej dóbr. Zaczęliśmy więcej posiadać i przy okazji mniej szanować posiadane przedmioty, generując coraz więcej śmieci.
Nie sposób nie wspomnieć również o rozwoju informatyki, który w latach 90 ubiegłego wieku zaowocował Internetem. Dzięki niemu mamy dziś prawie nieograniczony dostęp do informacji, przez co redefinicji musiała ulec np. rola szkoły. Nauczyciel lub podręcznik nie jest już jedynym źródłem wiadomości o świecie.
A gdyby prądu zabrakło?
O tym jak bardzo nasze życie zależne jest od elektryczności, można przekonać się śledząc historie blackoutów, czyli długotrwałych, rozległych zaników napięcia w sieci energetycznej. W nocy z 27 na 28 września 2003 awarii uległa sieć energetyczna pokrywająca znaczny obszar Włoch, a dotkniętych zostało nią ponad 50 milionów osób. Pomimo, że noc nie jest szczytem aktywności człowieka, tysiące podróżnych musiało zostać ewakuowanych z pociągów i wagonów metra, a lotniska zostały sparaliżowane. Brak zasilania oznaczał również kłopoty dla wielu szpitali, z których ewakuowano najciężej chorych pacjentów.
Z podobnymi kłopotami musieli się zmierzyć w tym samym roku Amerykanie i Kanadyjczycy, którzy w sierpniu 2003 potrzebowali aż ponad tygodnia, aby usunąć skutki rozległej awarii, która dotknęła prawie 60 mln osób. Gospodarka i codzienne życie północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych zostały sparaliżowane.
Co dalej?
Prąd elektryczny jest jednak na tyle atrakcyjnym źródłem energii, że coraz częściej będziemy z niego korzystać, a jego konsumpcja będzie rosnąć. Coraz popularniejsze stają się samochody i autobusy elektryczne. Wzrasta liczba procedur administracyjnych przeprowadzanych za pomocą systemów komputerowych. W naszych kuchniach prym zaczynają wieść płyty indukcyjne, a poczciwe kuchenki gazowe przeżywają powolny zmierzch popularności.
Ludzkość nie wymyśliła dotychczas lepszego medium transportującego energię, dlatego od prądu elektrycznego nie ma odwrotu. Nie jest to taka zła perspektywa, biorąc pod uwagę, że do wielu jego zalet można dołożyć jeszcze jedną – jest to ekologiczne źródło energii.