© Michael Kestler
2018

Geschichte der Elektrizität

von der Entdeckung bis heute - ein „Wimpernschlag“ in der Geschichte der Menschheit und doch

hat sie diese völlig verändert…

Inhalt

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600 v.Chr. Thales von Milet, ein griechischer Philosoph und Mathematiker, machte bereits 600 vor Christus eine verblüffende Entdeckung: er rieb ein Stück Bernstein an einem Tierfell. Danach blieben zum Beispiel kleine Federn und Stückchen von Stroh daran haften. Milet konnte dieses Phänomen allerdings noch nicht erklären. Es war aber der Ursprung der Entdeckung der Elektrizität. 1600 der Brite William Gilbert macht Experimente mit Bernstein durch. In Folge seiner Versuche entwickelte er erste Thesen und Theorien. Gilbert war es auch, der das erste Mal den Begriff "elektrisch" verwendete. Seine Erkenntnisse waren die Grundlage für sämtliche weiteren Versuche und Entdeckungen anderer Forscher. Gilbert war Leibarzt der Königin Elisabeth I., sein Meisterwerk, De Magnete erschien im Jahre 1600 in London, in dem er die Erscheinungen des Magnetismus darlegt und um eigene Experimente bereichert hat. In diesem Werk wird die Erde selbst als großer Magnet beschrieben. Gilberts Buch hat Galilei stark beeinflußt. 1672 war ein weiterer wichtiger Meilenstein in der Erforschung der Elektrizität. In diesem Jahr erfand Otto von Guericke, ein deutscher Physiker, eine Maschine zu Erzeugung von elektrischen Ladungen. Er nannte den Apparat "Elektrisiermaschine" und sie ist als erster wirklicher Generator zu sehen. Sie bestand im Wesentlichen aus einer Schwefelkugel, die drehend angebracht war. So wurden Funken erzeugt. Der Magdeburger Bürgermeister Otto von Guericke ist noch heute bekannt durch sein Buch Neue Magdeburger Versuche über den leeren Raum, in dem er u.a. seine Versuche mit der von ihm entwickelten Luftpumpe und mit der elektrisch aufgeladenen Schwefelkugel beschreibt. Das Buch ist aber weit umfassender, indem es dem engeren Thema eine zeitgenössische Beschreibung des Kosmos voranstellt und die wirkenden Kräfte diskutiert, die Erde und Mond, Sonne und Planeten beieinanderhält und dafür sorgt, daß sich die Menschen, speziell die Antipoden auf der rotierenden Erde halten können. 1709 entdeckte der englische Instrumentenmacher Francis Hauksbee, ein Freund Newtons, daß, wenn man ein wenig Quecksilber in das Glas eines Von-Guericke-Generators tat und die Luft herauspumpte, das Glas zu glimmen anfing sobald man Ladung aufbrachte und die Hand darüberhielt. Das Glimmen war hell genug, um dabei zu lesen und ähnelte den Elmsfeuern. Ohne es zu wissen, hatte er das Neonlicht erfunden. 1733 konnte ein französischer Wissenschaftler namens du Fay nachweisen, dass es zwei unterschiedliche Arten von Ladungen gibt. Er entdeckte die positive und die negative Ladung. 1745 Der erste Kondensator wurde von zwei verschiedenen Wissenschaftlern, die aber unabhängig voneinander arbeiteten, entwickelt. Diese Wissenschaftler waren der deutsche Physiker von Kleist und der Niederländer von Musschenbroek. Der Kondensator wurde unter den Namen Kleistsche Flasche oder Leidener Flasche bekannt. In eine mit Alkohol gefüllte Flasche wird ein Nagel gesteckt. Anschließend wird ein Kontakt zu einer Stromquelle hergestellt. Auf diese Art und Weise wird Strom erzeugt. 1748 erhält die Leidener Flasche dann ihre endgültige Form, nachdem viele andere Wissenschaftler daran getüftelt haben. In dieser endgültigen Form ist kein Alkohol mehr vorhanden. Eine Innenwand, die mit Metall beschichtet wurde, ersetzt den Nagel des Originals. Die Außenwand wurde ebenfalls mit Metall beschichtet und bildet so eine Gegenelektrode. Diese Änderung beruht auf der Erkenntnis, dass jeder Leiter die elektrische Ladung speichern kann. Dazu muss er von einem Nichtleiter umgeben sein, der spannungsfest ist. 1751 Johann Heinrich Winkler, Ordinarius für lateinische und griechische Sprache an Leipziger Universität und seit 1750 Professor für Physik verbesserte Hauksbee's Elektrisiermaschine, ließ Glasröhren zu Buchstaben biegen, pumpte sie leer und erzeugte in ihnen elektrisches Licht: Leuchtreklamen zu Lebzeiten Johann Sebastian Bachs! 1752 war es an Benjamin Franklin, dem amerikanischen Forscher und Politiker, zu zeigen, dass auch Blitze in der Natur etwas mit Elektrizität zu tun haben. Berühmt geworden ist sein Drachenexperiment, bei dem er in der Nähe von Gewitterwolken einen Drachen steigen ließ. Zwischen der Schnur des Drachen und einem Schlüssel, der aus Metall bestand und geerdet war, entstanden Funken. Diese waren der Beweise für seine These. Heute noch profitieren wir von dieser Erkenntnis, denn als Folge des Beweises erfand Franklin den Blitzableiter. 1766 konnten die britischen Forscher Priestley und Cavendish nachweisen, dass es keine Ladung im Inneren eines Körpers gibt. Priestley machte außerdem noch eine bahnbrechende Entdeckung. Er fand heraus, dass die bestehende Kraft zwischen zwei Ladungen umgekehrt proportional ist, wie das Quadrat ihrer Entfernungen. Diese Entdeckung kann der französische Wissenschaftler Coulomb 1777 bestätigen. Er erfand eine Drehwaage, mit der die Kraft, die von elektrischen Ladungen ausgeübt wird, gemessen werden konnte. Nach ihm wurde das daraus folgenden Coulomb Gesetz benannt. 1774 James Watt gründete zusammen mit M. Boulton eine Maschinenfabrik. Er erfand die erste Dampfmaschine, die Kopierpresse und u.a. den Dampfkondensator. 1777 Lichtenberg entdeckt in dem feinen Staub auf dem "Kuchen" seines Elektrophors sternförmige Muster, die nach ihm benannten Lichtenbergfiguren. Er war es, der für die beiden Arten von Elektrizität die mathematischen Symbole "Plus" und "Minus" einführte. Er war zunächst Extraordinarius für reine und angewandte Mathematik und ab 1780 Ordinarius für Physik in Göttingen. Lichtenberg baute den mit nahezu 2m Durchmesser größten bekannten Elektrophor. Mit diesem Instrument ließen sich Funken von 40cm Länge erzeugen. 1786 machte der Italiener Galvani Versuche mit Froschbeinen, die er mit einem Metallmesser berührte. Dabei konnten Bewegungen der Muskeln ausgelöst werden. Er nannte das "tierische Elektrizität", die wirkliche Ursache war aber der Stromfluss zwischen den verschiedenen Metallen: das Messer war aus Stahl, die verwendete Unterlage für den präparierten Frosch bestand aus Zinn. 1799 Galvanis Experimente wurden von Alessandro Volta, Professor für Physik in Pavia, fortgeführt. Er hörte 1792 von Galvanis Experimenten und stellte eigene Versuche mit der von verschiedenen Metallen ausgehenden Elektrizität an. Anhand der Intensität der Geschmacksempfindung, die verschiedene Metallkombinationen an seiner Zunge hervorrufen, kann er die Metalle in eine Spannungsreihe einordnen. 1799 stellt er seine bedeutendste Erfindung, die Voltasäule, den Urtyp aller elektrischen Batterien, vor. 1810-1827 Allesandro Graf Volta entwickelt die Theorie vom elektrischen Strom, entdeckt die Elektrolyse von Wasser. 1810-1839 Erstes, einfaches Modell eines Elektromotors wird gebaut 1820 entdeckte der Däne Oersted, dass Magnetfelder durch elektrische Ströme erzeugt werden können. Der Franzose Ampère führt Oersteds Versuche fort und entwickelt erste Theorien zum Einfluss von Magneten und zum Elektromagnetismus. 1826 wurde vom deutschen Physiker Ohm das nach ihm benannte Ohmsche Gesetz entwickelt. Er erkannte den Zusammenhang zwischen Spannung, Widerstand und Stromstärke und entwickelte eine entsprechende Formel zur Berechnung der drei Größen. Ohm, Dr.phil und Privatdozent an der Universität Erlangen, erarbeitete ab 1817 als Lehrer am Jesuitengymnasium in Köln sein berühmtes Gesetz über den Stromfluß in elektrischen Leitern. Erst 1833 wird er zum Professor für Physik an der Polytechnischen Hochschule in Nürnberg ernannt. Nachdem ihm die Royal Society ihre höchste Auszeichnung, die Copley Medaille verliehen hatte und er korrespierendes Mitglied der Akademien zu Berlin und Turin geworden war, wurde er 1845 ordentliches Mitglied der bayrischen Akademie und 1849 zum zweiten Konservator der Mathematisch-Physikalischen Staatssammlungen, verbunden mit der venia legendi. Erst mit 63 Jahren wurde der lange Verkannte 1852 wirklicher Professor der Universität München und Leiter des Physikalischen Kabinetts. 1831 entdeckte der Brite Faraday die Wirkungsweise der elektromagnetischen Induktion. Er findet heraus, dass Elektrizität unter Einwirkung von Magneten und Bewegung entstehen kann. 1840-1879 Erstes Transatlantikkabel für eine Telegrafenverbindung zwischen Europa und den USA wird verlegt. 1849 Gründung der Würzburger Stadtwerke durch ein von den städtischen Gremien Würzburgs beschlossenen Projekt zur Beleuchtung der Stadt mit Gaslaternen. Hierzu sollt eine Konzession über Würzburgs Beleuchtung vergeben werden, jedoch kam der Würzburger Magistrat zu dem Entschluss, selbst ein (Holz-)Gaswerk zu errichten. Dieses konnte im Jahr 1855 eingeweiht werden und versorgte anfänglich 616 Straßenlaternen und 150 Haushalte 1859 Zusammen mit Robert Bunsen entwickelt Robert Kirchhoff das Spektroskop und die Spektralanalyse, erklärt die Fraunhoferschen Linien und formuliert das Strahlungsgesetz. Bereits 1845, als zwanzigjähriger Student publiziert er eine bahnbrechende Arbeit über den Stromfluß in einer kreisförmigen Ebene. Hierin beweist er seine mathematische Lösung mit Hilfe von Experimenten mit Hilfe einer Brückenschaltung. Im Anhang dieser Arbeit finden sich nebenbei die heute noch mit seinem Namen verbundenen Knoten- und Maschenregeln für elektrische Stromkreise. 1866 erfand der deutsche Ingenieur Siemens dann die erste Dynamomaschine. Es war der erste Generator, der wirklich auch in der Praxis eingesetzt werden konnte. Werner Siemens ließ im Jahre 1866 seine Dynamomaschine patentieren, deren Aufbau verhalf dem Elektromotor als Antriebsmaschine zum Durchbruch bei einer praxistauglichen breiten Anwendung. Die Bauformen von Elektromotoren wurde im Laufe der Jahre verbessert, so dass der Bedarf an elektrischer Energie für Antriebe immer höher wurde und in Berlin um die Jahrhundertwende (1900) erstmals den Energiebedarf für Beleuchtungszwecke, damals auch „Lichtstrom“ genannt, überstieg. 1877: Der wohl bekannteste Erfinder war aber Edison. Er verbesserte 1877 die Glühlampe die in ihrer ursprünglichen Form noch heute verfügbar ist. Neben zahlreicher weiterer Erfindungen entwickelte er unter anderem den Filmprojektor. Ab 1882 wurden Kraftwerke von ihm mit entwickelt, die Elektrizität für die städtische Beleuchtung und auch für private Haushalte liefern sollten. Allerdings arbeitete er mit Gleichstrom, was hohe Leitungsverluste zur Folge hatte. 1878  Wird die Weltausstellung Paris mit der neuartigen Kohlebogenlampe ausgestattet. 1882 Erste deutsche Blockstation von Paul Reißer in Stuttgart geht in Betrieb (Strom für 30 Glühlampen) und die ersten elektrischen Straßenlampen Berlins erleuchten die Leipziger Straße, den Potsdamer Platz und die Kochstraße Der Amerikaner Westinghouse erwarb von dem Elektrotechniker Tesla ein Patent für den Bau von Wechselstromgeneratoren. Westinghouse sah die Probleme, die bei der alleinigen Verwendung von Gleichstrom entstanden und widmete sich der Entwicklung des Wechselstroms. 1885 Heinrich Hertz führt bahnbrechenden Experimente zu elektromagnetischen Wellen durch. Hertz studierte in München und in Berlin bei Kirchhoff und Helmholtz. 1883 habilitiert er sich in Kiel und erhält einen Lehrauftrag für theoretische Physik. 1889 Ruf nach Bonn, wo er u.a. Experimente zu Kathodenstrahlen beginnt. am 1.1.1894 stirbt der 36-jährige nach langem Leiden an einer Blutvergiftung. 1887 Friedrich August Haselwander baut einen dreiphasigen Syncrongenerator 1891 entwickelte Tesla einen Transformator für die Erzeugung von Hochspannung für Wechselstrom. 1891 Erste Drehstromkraftübertragung über größere Entfernungen von Laufen nach Frankfurt a. M. anläßlich der Elektrotechnischen-Ausstellung realisiert. 1896 Der Verband deutscher Elektrotechniker stellt erste Sicherheitsbestimmungen für elektrische Anlagen auf. 1897 entwickelten Ferdinand Braun und Jonathan Zenneck die Kathodenstrahlröhre, auch „Braunsche Röhre“ genannt. Mittels eines Elektronenstrahls und seiner Steuerung durch elektrostatische Ablenkplatten oder elektromagnetische Spulen ließen sich aufeinanderfolgende Bildpunkte auf eine mit Leuchtstoff beschichtete Glasscheibe projizieren. 1898 Marie und Pierre Curie entdecken die radioaktiven Elemente Radium und Polonium 1903 In Mexiko wird das Wasserkraftwerk Necaxa gebaut. 1906 Thury nimmt die erste 125 kV Gleichstromfernübertragung der Welt in Frankreich in Betrieb. 1909 Inbetriebnahme der ersten 100 - kV Freileitung der Welt in Amerika 1911 Bau der ersten deutschen 110 - kV Leitung von Lauchhammer nach Riesa. Im Deutschen Reich gibt es 2320 Elektrizitätswerke mit einer Gesamtleistung von 2260 MW. 1912 Erster Stromtarif mit Grundgebühr 1915 Errichtung des größten Braunkohlekraftwerks der Welt Golpa-Zschornewitz. 1917 Der Schmied Anton Kestler installiert die ersten Gleichstromleitungen in Schwanfeld bei Schweinfurt, dem ältesten Dorf Deutschlands und ist somit einer der ersten „Elektriker“ in Deutschland. 1918 Ernest Rutherford entdeckt die Gesetze des radioaktiven Zerfalls 1920-1929 Der Engländer John Logie Biard erfindet den Fernseher basierend auf der Erfindung von Ferdinand Baun. 1922 Erste deutsche 220 kV Übertragung zwischen Letmathe und Ronsdorf 1930 Letztendlich konnte sich die Verwendung von Wechselstrom allgemein durchsetzen und in den kommenden Jahren steigerte sich der Energiebedarf privater Haushalte und auch von Unternehmen um ein Vielfaches. 1930 setzte dann ein großflächiger Anschluss der privaten Haushalte an das öffentliche Stromnetz ein. Das ist eigentlich der Zeitpunkt, seit dem der Elektrische Strom aus dem Leben der Menschen überhaupt nicht mehr wegzudenken ist. 1932 James Chadwick entdeckt das Neutron 1937 In den USA werden erste Turbogeneratoren mit Wasserstoffkühlung eingesetzt 1938 Die deutschen Wissenschaftler Otto Hahn , Fritz Straßmann und Liese Meitner entdecken die künstliche Kernspaltung 1939 Eine Kilowattstunde Strom kostet im Deutschen Reich etwa 8 Pfennig 1941 Konrad Zuse führt den ersten programmgesteuerten Digitalrechner der Welt vor, den Z3 1954 Inbetriebnahme des Heizkraftwerkes an der Würzburger Friedensbrücke mit eine Leistung von ca. 8 MW. Trennung des Netzes der DDR und der BRD 1960 Das erste deutsche Ölkraftwerk in Schilling geht in Betrieb. 1961 Das erste deutsche Versuchs - Kernkraftwerk bei Kahl am Main geht in Betrieb. Es hat eine elektrische Leistung von 16 MW. 1966 Als erstes deutsches Kernkraftwerk in der BRD Ist Gundremmingen A fertiggestellt. Der Hochtemperaturreaktor Jülich, eine Versuchsanlage, nimmt den Betrieb auf. Die Wiederaufbereitungsanlage in Le Hague arbeitet. 1967 Der Assuan Staudamm wird eingeweiht 1974 Der Block A des Kernkraftwerkes Biblis, mit 1,2 GW Leistung, der bisher größte Druckwasserreaktor der Welt, geht in Betrieb 1979 Der bisher schwerste Störfall in einem westlichen Kernkraftwerk ereignet sich in der US-Anlage Three Mile Island bei Harrisburg. 1981 Erste europäische Sonnenkraftwerke auf Sizilien (EURELIOS) und bei Almeria in Spanien sind fertiggestellt. 1982 Das Kernkraftwerk Grafenrheinfeld (Abkürzung: KKG) geht mit einer Leistung von 1345 Megawatt in Betrieb. 1983 GROWIAN , die vom Bundesforschungsministerium geförderte große Windenergieanlage, geht in Betrieb 1986 In Tschernobyl kommt es zum bisher schwersten Reaktorunfall : Bei dem Supergau in der Ukraine werden erhebliche Mengen radioaktiver Stoffe freigesetzt. 1987 In der Bundesrepublik beginnt die Umstellung auf die international vereinbarte neue Nennspannung der Stromnetze (Erhöhung von 220/380 V auf 230/400 V) 1990 Auf Helgoland - und ein Jahr später - beim Windpark Westküste gehen die beiden größten Windkraftanlagen Deutschlands mit jeweils 1,2 MW elektrischer Leistung in Betrieb. 1992 Der Elektromeister Michael Kestler gründet die Firma Kestler Elektrotechnik. 1999 Das für eine Öffnung des Strommarktes geänderte Energiewirtschaftsgesetz tritt am 28. April in Kraft. 2000 Durch das Inkrafttreten des EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) und der Förderung kleinerer Solaranlagen beginnt der Ausbau der Photovoltaik in Deutschland. 2011 Im japanischen Atomkraftwerk Fukushima Daiichi kommt es am 11.März 2011 zum katastrophalen Unfall. Die Katastrophe erreichte auf der siebenstufigen INES-Skala (Internationale Bewertungsskala für nukleare Ereignisse) die höchste Stufe 7. 2015 Das Kernkraftwerk Grafenrheinfeld wird am 27. Juni 2015 außer Betrieb genommen. 2016 Die Stromerzeugung in Deutschland berug brutto 648,4 Mrd. kWh Strom. Der Bruttoinlandsstromverbrauch in Deutschland lag bei 594,7 Mrd. kWh. 2017 Eine Kilowattstunde Strom kostet dem privaten Endkunden in Deutschland etwa 30 Cent Aktuell gib es in Deutschland über 1100 Stromanbieter, die die Haushalte regional und überregional mit Strom versorgen. Die vier größten überregionalen Stromanbieter sind laut Stromanbietervergleich.de EnBW, E.ON, RWE und Vattenfall. E.ON mit Hauptsitz in Düsseldorf, gilt sogar als das größte Energieversorgungsunternehmen der Welt und ist gleichzeitig Marktführer in Deutschland. Danach kommt RWE AG aus Dortmund, gefolgt von der EnBW AG aus Karlsruhe und als Schlusslicht Vattenfall Europe AG aus Norddeutschland. Diese vier großen Stromanbieter teilen sich auch das Hochspannungsnetz quer durch Deutschland und beliefern so alle deutschen Haushalte mit Strom. Damit das alles auch reibungslos klappt, stehen kleine regionale Stromanbieter zur Verfügung, die unter dem Dach der überregionalen Energieversorgungsunternehmen walten. Sie leiten den Strom je nach Gebiet bzw. Wohnort an die Verbraucher entsprechend weiter. Die Folge: unterschiedliche regionale Strompreise. Schließlich hat jeder Anbieter andere Konditionen.
William Gilbert  (1544-1603) Otto von Guericke  (1602-1686) Benjamin Franklin  (1706-1790) Joseph Priestley  (1733-1804) Luigi Galvani (1737-1798) Georg Christoph  Lichtenberg (1742-1799) Allessandro Volta  (1745-1827) André Marie Ampère  (1775-1836) Georg Simon Ohm  (1789-1849) Michael Faraday  (1791-1867) Gustav Robert  Kirchhoff  (1824-1887) Heinrich Hertz  (1857-1894) Thomas Alva Edison  (1847-1931)