Elektricitet

Det är svårt att tänka sig ett liv utan el. Tänk bara vad du behöver el till; att ladda din dator, äta varm mat, ta dig till skolan eller jobbet. Kort sagt det mesta här i livet. Men vad är egentligen energi för något? Här reder vi ut detta och berättar om när elektriciteten gjorde sitt intåg i Sverige.

Industrialiseringen, som växte fram från slutet av 1700-talet, innebar en ökad användning av energi och då växte också en teori fram om att energiförbrukningen kunde kopplas till graden av civilisation, alltså att ju mer energi som förbrukades, desto högre stående kultur. Att en hög energiförbrukning skulle vara något negativt är en tanke som började växa sig stark först under 1970-talet.

Idag är målet istället att energieffektivisera och använda så lite energi som möjligt. Och den energi vi förbrukar ska dessutom helst vara producerad på ett rent och miljövänligt sätt.

Förnybar och icke förnybar energi

Det finns både förnybara och icke förnybara energikällor. Icke förnybara energikällor är fossila bränslen som naturgas, råolja, stenkol och torv. De finns i begränsad omfattning och nybildas mycket långsamt. Det betyder att de faktiskt kan ta slut. Uran, som används till bränsle i kärnkraftverk, nybildas inte alls. Dessutom får vi en rad olika utsläpp eller biprodukter när vi använder dessa källor som inte är bra för miljön eller för oss människor.

Bland de förnybara energikällorna använder vi idag mest vattenkraft och biomassa. Vindkraft, solenergi, vågkraft, tidvattenenergi och jordvärme är också förnybara energikällor, som vi skulle kunna utnyttja mer.

Läs mer om olika energikällor

Vad är energiprincipen?

Ordet energi kommer från det grekiska ordet energeia som betyder verksamhet eller handlingskraft. Men, det var först under 1800-talet som man upptäckte sambandet mellan arbete, värme och rörelse. Tidigare hade man skiljt på termisk (värme) och mekanisk (kraft) energi. Det man upptäckte nu var den så kallade energiprincipen. Energiprincipen innebär i stora drag att energi inte kan skapas eller förintas, utan bara omvandlas mellan olika former: till exempel mellan mekanisk, elektrisk, kemisk energi och värmeenergi.

Elektricitet

När energi omvandlas kan vi få ljus, kraft/rörelse, värme och kyla. Ett exempel på det är hur lägesenergin i vattenkraftstationens vattenmagasin blir till rörelseenergi i en turbin, för att sedan omvandlas till elektrisk energi i vattenkraftverkets generator. Elektriciteten kan i sin tur med en vridning på spisknappen förvandlas till värmeenergi.

År 1893 överfördes för första gången elektrisk kraft från ett ställe till ett annat med en ny metod, trefas växelström. Från Aseas nybyggda vattenkraftstation i Hellsjön i Dalarna överfördes då kraft till Grängesbergs gruvor, en sträcka på 15 kilometer. Det blev inledningen till elektrifieringen i landet.

Första elektriska belysningen

I Sverige tändes elektriska bågljuslampor för första gången år 1876 vid sågverken Marma i Hälsingland och Näs i Dalarna. Resultatet blev att de dittills så korta arbetsdagarna under vintertid kunde förlängas och då kunde man också öka produktionen.

Det tog dock tid innan det elektriska ljuset blev tillgängligt för alla. Sveriges första elverk öppnade i Göteborg år 1884. Även på landsbygden byggdes elverk och år 1893 fanns 100 elektriska anläggningar i Sverige. Det var främst industrin som använde sig av elkraft. I hemmen var fotogenlampan den billigaste och vanligaste typen av belysning fram till 1910-talet. Efter första världskriget kom elektrifieringen av Sverige igång på allvar.

Elektriska apparater

Först i slutet av 1830-talet började elektriciteten användas i praktiken. En forskare som gjorde detta möjligt var Michael Faraday. År 1832 konstruerade han de första eldrivna apparaterna, och flera av hans konstruktioner la grunden till moderna elgeneratorer och motorer.

Telegrafen var den första apparaten som använde elektricitet i ett större system. Några av elkraftens pionjärer började sina yrkeskarriärer som telegrafingenjörer, bland andra Thomas Edison, som senare (1879) tog patent på glödlampan. En annan viktig elektrisk uppfinning var telefonen, som Alexander Graham Bell tog patent på 1876.

Elnät

Mot slutet av 1800-talet grundades de första elkraftverken i USA. De tillverkade likström, det vill säga elektrisk ström som flyter i bara en riktning i ledningarna. Uppfinnaren Nikola Tesla utvecklade tekniken för växelström, som hela tiden byter riktning i kraftledningarna. Detta gjorde det möjligt att överföra mer kraft över långa avstånd.

Stockholm fick sitt första ångdrivna elkraftverk, Brunkebergsverket, 1892. Med tiden började elektriciteten spridas i större och större nät.

Under 1900-talet har växelström använts mest. Dock börjar likström användas mer idag, tack vare innovationen HVDC (High Voltage Direct Current) system, som utvecklats i bland annat Sverige. Den första tillämpningen i världen av högspänd likström försåg från 1954 Gotland med elektricitet via en ledning från Västervik. På havsbotten behövs bara en kabel, vattnet fungerar som återledare. Med denna teknik har det svenska elnätet bundits samman med Danmark, Tyskland och Polen. Handeln med energi sker med hjälp av HVDC över hela Europa.

Några svåra ord

Primärenergi är själva energikällan, till exempel råolja, kol, träd, uran och vatten. Exempel: För att driva ett kärnkraftverk behövs uran.

Omvandling av primärenergi sker till exempel i olika kraftverk och raffinaderier. Exempel: Kärnkraftverket omvandlar energikällan till elektricitet.

Energibärare är energiformer som är lämpliga för slutlig användning, t.ex. bensin, elektricitet, gas, pellets. Exempel: Elektriciteten som producerats i kärnkraftverket.

Energianvändning – allt vi använder energin till (och som behöver energi för att fungera), till exempel kylskåp, bilar, spisar och datorer.

Energitjänster – till exempel mat, kläder, varma bostäder, belysning, transporter.

Och ännu mer…

Engelsmannen William Gilbert var den första som beskrev olika elektriska fenomen i detalj. I sitt verk De Magnete (som kom ut 1600) myntade han ordet ”elektrisk”, som kommer av det grekiska ordet för ”bärnsten”.

På 1700-talet blev det populärt att experimentera med elektricitet. Sällskapslekarna vid Ludvig XV:s hov i Frankrike gick ofta ut på att ge varandra små elektriska stötar eller se flera personer hoppa till samtidigt när de fick en stöt.

På 1740-talet utvecklade Petrus van Musschenbroek i Holland så kallade leidenflaskor där han försökte samla den elektriska vätskan. En flaska fylldes delvis med vatten och kopplades till en enkel elektrisk generator. När man sedan rörde vid flaskan fick man en våldsam stöt. Leidenflaskan är i själva verket en kondensator, alltså något som kan lagra elektricitet.

Från Baghdad till rosa kaniner

Ett fynd som gjorts i utkanten av Baghdad pekar på att batteriet är långt mycket äldre än vad vi trott. Bagdadbatteriet tycks vara en enkel galvanisk cell som kan generera elektricitet. Dagens batterier härstammar från den forskning som Alessandro Volta och Luigi Galvani ägnade sig åt på 1700-talet. Galvani var intresserad av hur muskler och nerver påverkades av elektricitet. I sina berömda experiment med grodben kopplade han dem till två olika metaller. Då ryckte grodbenen som om grodorna fortfarande levde. Galvani trodde att muskler och nerver kunde alstra elektricitet. Men Volta bevisade att det var metallerna som producerade elektricitet när de kom i kontakt med varandra.

Källa

Boken 100 innovationer; 1 – 50 Antibiotika – läsk: förteckning över artikelförfattare och källor på sid 194–203.

Kontakta sidansvarig