Sähkö on niin elintärkeä osa elämäämme, että olisi vaikea kuvitella elämää ilman sitä. Jo lyhyet sähkökatkokset aiheuttavat sen, että joudumme pulaan, kun valot eivät pelaakaan ja tietokoneeseen ei saada virtaa.
Sähkö on kuitenkin ollut päivittäisessä käytössämme vasta verrattain lyhyen aikaa, varsinkin jos ottaa huomioon koko ihmiskunnan historian. Toisin kuin monet kuvittelevat, sähkön historia juontaa kuitenkin pidemmälle kuin hehkulampun keksimiseen.
Antiikin aikoina ymmärrettiin jo esimerkiksi hankaussähkön merkitys, mutta tietysti varsinaiset sähkön kehitysaskeleet sijoittuvat huomattavasti myöhäisempään aikaan. Tässä artikkelissamme kerromme sinulle, mitä sähkö on ja miten sähkön hyödyntämisen kehitys on edennyt aina varhaisista ajoista näihin päiviin.
Sähkö tuntuu itsestään selvältä asialta, mutta mitä sähkö itse asiassa on? Sähkö on fysiikan ilmiö, joka liittyy sähkövarauksen liikkeeseen. Sähkövaraus on ominaisuus, joka liittyy atomin hiukkasiin, kuten elektroneihin ja protoneihin. Kun sähkövaraukselliset hiukkaset liikkuvat, ne tuottavat sähkövirtaa, joka on sähköenergian liikettä.
Sähköä syntyy nykyisin monella eri tavalla, mutta ylivoimaisesti yleisin tapa synnyttää sähköä on niin sanottu sähkömagneettinen induktio. Sähkömagneettinen induktio perustuu siihen, että sähkövirta syntyy, kun sähköjohtoon asetetaan muuttuva magneettikenttä tai magneettikenttä kulkee sähköjohdon läpi.
Nykyisin energiantuotannossa käytettävät tuotantometodit, kuten esimerkiksi fossiilisten polttoaineiden polttaminen, ydinvoimatuotanto, tuulivoima tai aurinkoenergia perustuvat kaikki sähkömagneettiseen induktioon. Induktion avulla liike-energia saadaan muutettua sähköenergiaksi ja jaettua ja jalostettua sitten eteenpäin.
Kilpailuttamalla sähkösopimuksesi kauttamme säästät rahaa ja aikaa.
Usein sähkön historiasta puhuttaessa aloitetaan tarinan kertominen 1700-luvulta ja Benjamin Franklinista, mutta todellisuudessa sähkön esiasteita tunnettiin jo vanhalla ajalla. Esimerkiksi hankaussähköstä puhui jo kreikkalainen filosofi Thales, joka havaitsi, että meripihkaa hangatessa se vetää kevyitä esineitä puoleensa ja kipinöi. Sähkö-sanakin tulee alun perin kreikan meripihkaa tarkoittavasta elektron-sanasta.
Myöhemmin 1500-luvulla William Gilbert huomasi, että myös tietyt muut esineet saavat samanlaisen vetovoiman eli niistä tulee elektrisiä meripihkan tavoin. Syntyi myös epäelektrisyyden käsite eli tietyt ainekset eivät tulleetkaan sähköisiksi, kuten erilaiset metallit.
Sähköstä tuli tieteenala kuitenkin vasta 1700-luvulla. Pioneeri oli Charles François Dufay (1698-1739), ranskalainen fyysikko ja tiedemies, joka tunnetaan erityisesti sähköisyyden ja sähkövarauksen tutkimisesta. Hän oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, jotka osoittivat, että sähkövaraukset voivat olla kahdentyyppisiä ja että vastakkaiset varaukset houkuttelevat toisiaan ja samanlaiset hylkivät toisiaan.
Dufay työskenteli myös ilmakehän sähköisyyden parissa ja havaitsi, että pilvissä on sähkövarauksia. Hän osoitti myös, että salamaniskut johtuvat sähkövarauksista pilvien sisällä ja että maan ja pilvien välillä voi tapahtua sähköpurkaus.
Vaikka tietynlainen ymmärrys sähköstä kehittyi jo varhaisella ajalla, kehittyi keskiajan lopulla ja sai yhä kehittyneempiä muotoja valistuksen ajalla, varsinainen sähköteknologian hyödyntäminen alkoi vasta 1800-luvulla. Fyysikko fyysikko H. C. Ørsted keksi vuonna 1820 sähkömagnetismin. Oikeastaan koko 1800-luku nojasi pitkälti yksittäisten keksijöiden saavutuksiin. Näistä saavutuksista monet ovat tuttuja vielä tänäkin päivänä.
Esimerkiksi vuonna 1821 Michael Faraday keksi sähkömoottorin sekä hieman myöhemmin sähkömagneettisen induktion. Faradayn häkki on edelleen monelle mökkieläjälle tuttu ukkosenjohdatin, jonka ajatus pohjaa tietysti Faradayn innovaatioon.
Vuonna 1837 Samuel Morse keksi sähkölennättimen, joka aurasi latua monenlaisen viestintäteknologian kehitykselle. Samoihin aikoihin syntyi myös Antonio Meuccin keskimä puhelin. Langaton lennätin lasketaan myös samaan kategoriaan ja sen syntyhistoria juontaa 1800-luvun loppupuolelle.
Yksi sähkön kehitykseen eniten vaikuttaneista tekijöistä oli tietysti Thomas Alva Edison, joka keksi ensin fonografin 1877 ja heti perään sähkövalaistuksen vuonna 1879. Jotain Edisonin keksinnön merkityksellisyydestä kertoo sekin, että perinteisen sähkölampun konsepti on edelleen lähes samanlainen kuin Edisonin aikoihin.
Myös kaupunkien sähköistymisen ensiaskeleet otettiin 1800-luvun lopulla. Esimerkiksi kortteleihin sijoitettu valaistussähkölaitoksia otettiin käyttöön noihin aikoihin ja Suomen ensimmäinen kaupunkisähkölaitos vihittiin Tampereelle vuonna 1888.
Sähkövaloa käytettiin aivan ensimmäisen kerran Suomessa vuonna 1887, kun VR:n konepajaa valaistuun. Tästä ei mennyt kuin muutama vuosi, kun Finlayson tehtaan kutomosali valaistiin kokonaan Tampereella sähkön avulla. Vuosi oli tuolloin 1882. Sähkön kehityksessä oltiin myös Suomessa melko edistyneitä, sillä suomalainen Gottfrid Strömberg keksi dynamon vuonna 1881 eli vain paria vuotta myöhemmin kuin Edison oli keksinyt hehkulamppunsa.
Jos 1800-luvulla harjoiteltiin sähkön kehityksen parissa, voidaan tietysti ilman muuta sanoa, että 1900-luvulle tultaessa sähkö teki lopullisen läpimurtonsa ja ryhtyi vaikuttamaan merkittävästi yhteiskunnan kehitykseen. Yksi merkittävimpiä kehityksiä 1900-luvulla oli elektroniikan kehitys. Tällöin ruvettiin myös tuottamaan sähköenergiaa yhä laajemmin erityisesti teollisuuteen ja hiljalleen myös yksityiskoteihin.
Elektroniikan kehitys on vaikuttanut meihin erittäin merkittävästi ja 1900-luvun aikaansaannoksia ovat esimerkiksi radio, televisio, matkapuhelimet ja tietokoneet.
Sähköenergiasta puhutaan yleensä tilanteessa, jossa sähköä käytetään energian tuotantoon ja jakeluun. Tällaisten teknologioiden edistäjinä mainitaan usein jo aiemmin mainittu Edison sekä Nikola Tesla. Edison avasi esimerkiksi jo 1800-luvun loppupuolella maailman ensimmäisen höyrykäyttöisen sähkövoimalan Lontoossa, joka tuotti virtaa katulamppuihin sekä voimalan lähistöllä sijaitseviin asuntoihin. Samantyyppinen järjestelmä otettiin käyttöön vain hieman myöhemmin Yhdysvalloissa.
Edisonin keksintö oli tasasähköverkko, kun taas Nikola Teslan keksintö oli vaihtosähkö. Vaihtosähkössä jännite muuttui helposti muuntajan avulla, kun taas tasasähköverkossa vastaavaa ominaisuutta ei ollut, vaan jännite oli aina tasainen. Tesla ja Edison kävivät taistelua omien järjestelmiensä puolesta. Loppujen lopuksi näistä herroista tuli ikuisia vihamiehiä sähkötaistelun tuoksinassa.
Sähköllä on ollut valtava vaikutus yhteiskunnan kehitykseen ja elämäntapoihin. Sähkön keksiminen ja sen laajamittainen käyttöönotto 1800-luvun loppupuolella muutti perusteellisesti ihmisten elämää ja mahdollisti monia uusia keksintöjä ja teknologisia edistysaskeleita.
Sähköä käytetään laajasti eri tarkoituksiin, kuten valaistukseen, lämmitykseen, ilmastointiin, tietoliikenteeseen ja elektronisten laitteiden käyttöön. Se on mahdollistanut teollisen vallankumouksen, joka on johtanut massatuotannon ja tehostetun tuotannon kehittymiseen. Tämä on puolestaan johtanut suurempaan tuottavuuteen ja taloudelliseen kasvuun, mikä on vienyt taas suorastaan harppauksin ihmiskuntaa eteenpäin.
Sähkö on myös parantanut elämänlaatua monin tavoin. Esimerkiksi sähkövalaistus on parantanut ihmisten turvallisuutta, antanut mahdollisuuden jatkaa työtä auringonlaskun jälkeen ja mahdollistanut vapaa-ajan vieton. Sähköinen viestintä on myös muuttanut tapaa, jolla ihmiset kommunikoivat ja jakavat tietoa, mikä on edistänyt koulutusta ja yhteiskunnallista vuorovaikutusta.
Lisäksi sähkö on muuttanut liikenteen, mikä on vaikuttanut liikkuvuuteen ja logistiikkaan, mikä on vaikuttanut kaupungistumiseen ja erilaisten kulkuvälineiden kehittymiseen. Esimerkiksi sähköautot ja hybridiautot ovat kehittyneet yhä yleisemmiksi, ja niiden käyttöönotto on vähentänyt ympäristön saastumista.
Sähköllä on siis ollut merkittävä vaikutus yhteiskunnan kehitykseen ja se on edelleen keskeinen tekijä teknologisessa kehityksessä ja taloudellisessa kasvussa.
Tulevaisuudessa sähkön rooli ei ainakaan ole vähenemään päin, sillä nykyisin puhutaan yhä enemmän sähköistyvästä yhteiskunnasta. Esimerkiksi liikenteen sähköistyminen on jo nyt voimakkaasti käynnissä oleva asia, joka tulee varmasti lisääntymään tulevaisuudessa entisestään. Ylipäätään kehitys siirtyy jatkuvasti pois fossiilisten polttoaineiden hyödyntämisestä, joka tarkoittaa ennen muuta liikenteen suhteen sähköisempää tulevaisuutta. Näistä syistä johtuen tulemme varmasti näkemään seuraavien vuosikymmenien aikana merkittävää kehitystä sähkön hyödyntämisen suhteen. Jo 1800-luvun loppupuolella alkanut kehitys tulee jatkumaan entisestään tulevaisuudessa.
Kilpailuttamalla sähkösopimuksesi kauttamme säästät rahaa ja aikaa.
Listaamme vielä artikkelimme lopuksi kysymyksiä ja vastauksia yleisimpiin aiheisiin, jotka liittyvät sähköön, energiaan sekä sähkön historiaan.
Sähkön keksimisen historiaa on vaikea yksilöidä tiettyyn ajanjaksoon, vaan kyseessä on kehitys, jossa useat tieteilijät, insinöörit ja keksijät ovat tehneet tärkeää työtä eri aikakausilla. Varhaisimmat havainnot sähköstä on tehty jo Antiikin Kreikassa. Kuitenkin varsinaisesti sähkön kehitys otti merkittävimmät edistysaskeleet 1800-luvun loppupuolella, jolloin syntyivät myös ensimmäiset sovellutukset, kuten generaattori sekä hehkulamppu.
Kuten aiemmassa kysymyksessä vastasimme, kukaan yksittäinen henkilö ei saa kunniaa sähkön keksimisestä, vaan kyseessä on pitkän aikavälin prosessi. Kreikkalainen filosofi Thales huomasi, että jos hankaa villakangasta pronssitankoon, syntyy kipinöitä. Tämä on tiettävästi ensimmäinen havainto staattisesta sähköstä. Muita merkittäviä sähkön parissa uurastaneita ihmisiä olivat esimerkiksi generaattorin keksijä Michael Faraday sekä hehkulampun isä Thomas Alva Edison.
Energia on kyky tehdä työtä tai siirtää lämpöä. Energiaaa esiintyy monissa eri muodoissa, kuten liike-energiana, potentiaalienergiana, sähköenergiana, lämpöenergiana ja vaikkapa valoenergiana.
Energia ei voi luoda tai hävittää, sillä energia muuttuu aina toiseksi energiamuodoksi. Esimerkiksi auton bensiinissä oleva kemiallinen energia muuttuu liike-energiaksi auton liikkuessa eteenpäin.
Energian yksikkö on joule (J), mutta sitä voidaan mitata myös muissa yksiköissä, kuten kilowattitunneissa (kWh) tai kaloreissa (cal). Energia on perusperiaate fysiikassa ja se on tärkeä käsite monissa tieteenaloissa, kuten fysiikassa, kemiassa ja tekniikassa.
Sähkön käyttöönotto oli erittäin merkittävä kehitysaskel yhteiskunnassa ja sillä oli valtava vaikutus yhteiskunnan kehitykseen monin tavoin. Esimerkiksi teollisuuden vallankumouksen aikoihin sähkön käyttöönotto mullisti tuotantomenetelmät ja mahdollisti massatuotannon. Teollisuuslaitokset saattoivat käyttää sähköä voimanlähteenä, mikä mahdollisti tehokkaamman ja automatisoidumman tuotannon.
Sähkön käyttöönotto toi mukanaan myös suuria yhteiskunnallisia muutoksia, kuten asumisolojen parantumisen, viihdekulttuurin syntymisen, työajan lyhenemisen sekä kotitöiden helpottumisen.
Sähkö on myös ollut tärkeä tekijä taloudellisessa kehityksessä, sillä se on mahdollistanut uusien teollisuudenalojen ja työpaikkojen syntymisen. Sähkön käyttöönotto oli yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka edistivät yhteiskunnan modernisoitumista. Se mahdollisti paremmat kommunikaatio- ja kuljetusjärjestelmät, joiden avulla ihmiset pystyivät liikkumaan nopeammin ja kommunikoimaan helpommin.
Sähkövalon historia Suomessa alkoi vuonna 1882, jolloin Helsingin yliopiston fysiikan professori Gustaf Komppa esitteli ensimmäisen sähkövalon kaupallisesti käyttökelpoisen version. Komppa oli pystyttänyt sähkögeneraattorin Helsingin yliopiston fysiikan laitokselle ja käytti sitä valaistakseen laboratorionsa sähkövalolla.
Vuonna 1887 Helsingin kaupunki rakennutti kaupungin ensimmäisen sähkölaitoksen, joka toimitti sähköä kadunvarsi- ja sisävalaisimiin. Ensimmäinen julkisesti valaistu katu oli Helsingin Esplanadi, joka valaistiin sähköllä vuonna 1889.
Sähkö tuli Suomeen ensimmäisen kerran 1800-luvun lopulla, kun Suomessa alettiin kokeilla sähkön käyttöä valaistuksessa ja teollisuudessa. 1900-luvun alussa sähköistys eteni voimakkaasti, ja sähkövalon käyttö yleistyi nopeasti kaupungeissa ja teollisuudessa. Vuonna 1914 perustettiin valtion sähköteknillinen tarkastuslaitos, joka edisti sähköalan turvallisuutta ja kehitystä Suomessa.
Sähkö on fysiikan ilmiö, jossa sähkövaraukset liikkuvat tai pysyvät paikallaan sähkökentän vaikutuksesta. Sähkövarauksia ovat elektronit, jotka ovat atomien ulkokehällä olevia negatiivisia hiukkasia, ja protonit, jotka ovat atomien ytimestä löytyviä positiivisia hiukkasia.
Sähköllä on kaksi perusmuotoa: staattinen sähkö ja virtaava sähkö. Staattinen sähkö syntyy, kun sähkövaraukset kerääntyvät eristävälle pinnalle, kun taas virtaava sähkö tarkoittaa sähkövirran kuljettamaa energiaa.
Sähköä voidaan tuottaa monella eri tavalla. Yleisimmin käytettyjä sähköntuotantomuotoja ovat fossiiliset polttoaineet (kuten kivihiili, öljy ja maakaasu), ydinenergia, vesivoima, aurinkoenergia, tuulivoima sekä erilaiset biopolttoaineet. Sähköntuotanto voi tapahtua keskitetysti suurissa voimalaitoksissa tai hajautetusti pienemmässä mittakaavassa, kuten aurinkopaneeleilla ja tuuliturbiineilla.
Kilpailuttamalla sähkösopimuksesi kauttamme säästät rahaa ja aikaa.