Teknologisk udvikling i Industrisamfundet i Danmark Elektrificering i samfundet

Transkript

1 2011 Teknologisk udvikling i Industrisamfundet i Danmark Elektrificering i samfundet Af: Rami Kaddoura, Safa Sarac, Martin Schmidt. Fag: Teknologi og Teknologihistorie. Vejleder: Arne Wamsler og Jørn Chr. Bendtsen. Skole: HT, Roskilde Tekniske Gymnasium Modtaget: 4/ Afleveres: 17/

2 Indhold 1. Indledning Branchevalg Projektafgrænsning Problemformulering Tidsplan Karakteristisk af perioden Det økonomiske system Den sociale lagdeling Det politiske styre Civil samfundet Dynamoen Edisons glødelampe Signalement af perioden Elværkernes udvikling Vekselstrøm eller jævnstrøm Elektriciteten i Danmark Private og offentlige elværker El-netværket udvikles Sjællands el-netværk Flere private elværker Produktet Forslag til produktet Produkt research Krav til produktet Skitsefase Beskrivelse af det valgte produkt Planlægning af produktionsperioden Fremstillingsprocessen Test af produkt Miljøanalyse

3 11. Konklusion Litteraturliste Bilag 1. Projektbeskrivelse Bilag 2. Tidsplan 1/2/ Bilag 3. Skitser af produktet Bilag 4. Kilde (Ørsteds artikel) Bilag 5. Værkstedsbestillingsseddel

4 1. Indledning Denne tværfaglige projektopgave er lavet i samarbejde med fagene teknologi og teknologihistorie. Rapporten er bearbejdet af tre 2.års elever studerende på det tekniske gymnasium, HT, i Roskilde. I forbindelse med fagene teknologi og teknologi historie, har vi fået til opgave at udarbejde en projektopgave med det overordnede tema: Industrisamfundet i Danmark, Som temaet også fortæller noget om projektet, omhandler hele projektet om industrialiseringen i Danmark mellem perioden Ud fra det overordnede tema, skulle vi vælge et emne der underordnede sig til temaet. Derfor valgte vi at beskæftige os med energisektoren/branchen i industrisamfundet. Igen ud fra vores underordnede emne har vi lavet et produkt, som også har relevans til det valgte emne. I denne opgave har vi valg at konkretisere vores underordnede emne, så vi helt specifikt har valgt at fokusere på elektrificeringen af det danske samfund. Vi har arbejdet med forudsætningerne for at elektriciteten kunne slå igennem i Danmark, det elektriske netværks opbygning i forhold til udlandet og hvorfor det så ud som det gjorde. Derudover kommer vi ind på de forskellige elektriske opfindelser, der fandtes i denne tidsperiode, og hvorfor det netop er glødelampen der slog igennem som belysning af husstande og ikke gaslampen eller stearinlys. I rapporten kommer vi også ind på flere videnskabsmænd og deres opfindelser, som b. la Thomas Edison og hans glødelampe, så vi på denne måde kan lave en sammenhængende analyse af perioden. Vi karakteriser samtidig hele perioden i industrisamfundet, som f.eks. det økonomiske system, sociale lagdeling, politiske styre og civil samfundet. Som produkt har vi i gruppen valg at fremstille en dynamo, der kan producere strøm, ved hjælp af magnetisme. Kravet til produktet var at vi enten kunne fremstille en del af et produkt der var udviklet i industrisamfundet, eller videreudvikle et produkt inden for den pågældende periode. Rapportens struktur har vi primært valgt at lave ud fra 3-kassemodellen, men da vi efterhånden også har fået overblik i rapportstrukturering i teknologi faget, har vi netop prøvet at bygge vores rapport på en teknologisk og en teknologi historisk måde. Den teknologi historiske strukturform er baseret på 3-kassemodellen, nemlig årsag teknologiskudvikling konsekvenser, mens den teknologiske strukturform er mest baseret på nøjere analyse af produktet. De anvendte kilder tager udgangspunkt i bogen skruen uden ende. Wikipedia.org er også blevet brugt som inspiration, men da kilden ikke er en helt troværdig kilde, har vi i gruppen først og fremmest gået efter bogen skruen uden ende, og dernæst nogle kilder fra forskellige bøger, evt. på nettet, netop for at kunne sammenligne dem. Undervisningsmaterialet som vi fik til rådighed i klassen er også blevet brugt. Under det sidste afsnit litteraturliste kan du finde grundige beskrivelse af fodnotekilderne. 4

5 2. Branchevalg Her kommer vi kort og præcist ind på hvilke ting vi har tænkt os at undersøge i sammenhæng med vores emne. 2.1 Projektafgrænsning Dynamo en (1874) HC. Ørsted elektromagnetis men Mawell (1820) elektromagneti ske feltteori (1865) Pearl Street elværket (1882) Vekselstrømsm otor & (1889) transformator Energi Faraday - induktionen (1831) Edison glødelamp e (1878) 2.2 Problemformulering 1. Hvad karakteriserer industrisamfundet nationalt og internationalt i perioden ? 2. Hvilke forudsætninger var der for at samfundet kunne elektrificeres med hensyn til viden og opfindelser? 3. Hvilke energikilder brugte man til at producere el og hvordan var el-netværket opbygget? 4. Hvilke gode og dårlige konsekvenser havde det for samfundet? 5

6 2.3 Tidsplan Hovedaktivitet Underaktivitet Ansvarlig Uge 1 Uge 2 Ug e 3 Ug e 4-5 Ug e 6 Ug e 7 Indledning: Forside Indledning: Konklusion Rami Safa Alle Projektbeskrivelse: Brainstorm: Gruppedannelse: Problemstilling: Informationssøgning: Projektbeskrivelse: Projektbeskrivelse 2: Alle Alle Alle Alle Alle Dokumentation af underemner: Research, Analyse, Dokumentation (underemner): Før perioden - Ørsted - Faraday - Ampere - Teori om dynamoen Martin Signalement af perioden (el.) - El-netværk - El-værker - Edison - Udvikling - Jævnstrøm/vekselstrøm - energikilder Rami Martin Generelle konsekvenser Alle Glødelampen - Produktion - Virkning Safa Karakteristik af perioden Safa Tilkendegivelse af produkt: Værkstedbestillings-seddel Alle Værksted: Plan. Værksted: Produktudvikling & Dokumentation Alle Alle Det endelige (korrekturlæsning): Alle 6

7 3. Karakteristisk af perioden I dette afsnit kommer vi ind på karakteristik af perioden i industrisamfundet Vi kommer ind på nogle helt centrale begivenheder og ændringer der skete, evt. før, og i perioden. Med fokus på det økonomiske system, sociale lagdeling, politiske styre og civil samfundet, vil vi karakterisere perioden nøjere. 3.1 Det økonomiske system Det økonomiske system i industrisamfundet blev efterhånden ændret. Man gik fra feudalt til kapitalistisk industrisystem. Før i tiden var nogle klasser af befolkningen afhængige af andre klasser, som var meget rigere og ikke mindst havde de mere rettigheder end dem. Som eksempel var bønnerne oftest afhængige af godsejerne, i længere perioder, og det var så godsejerne der havde magten, mens bønderne blev undertrykt. Efter overgangen fra feudal til kapitalistisk styre, skete der store ændringer i det økonomiske system. Arbejdskraften i de forskellige klasser blev efterhånden til en varer man kan købe og sælge, og der var nu tale om det frie marked, hvor der var konkurrence blandt virksomheder, eller bare sælgerne. Hermed blev arbejderklasserne mere og mere politisk repræsenteret i det nye økonomiske system. 3.2 Den sociale lagdeling Den sociale lagdeling i industrisamfundet var grupperet efter befolkningens klasse og rigdom. Når man skal illustrere befolkningens gruppering, sker det oftest ved hjælp af pyramiden, som også er illustreret til højre. Billedet til højre viser de forskellige klasser i samfundet, hvor dem der er højere oppe i pyramiden har magten over dem der er på trinnet under dem i pyramiden. Som vi kan se til figuren på højre, som viser klassesamfundet fra år , er borgerskabet placeret øverst på trinnet/laget på pyramiden. Før i tiden, helt tilbage til år f.kr., blev kongen og stor jordbesidder placeret i toppen af pyramiden. Da borgerskabet begyndte med at komme til magten, med kapitalismens gennembrud, siges det at være starten på industrisamfundet. I sammenligning med klassesamfundet fra andre perioder Uden for industrisamfundet, kan det være oplagt at understrege at håndværkerne gennem perioderne nærmest er blevet forsvundet. Borgerskabet er efterfulgt af konger o. lign., som er efterfulgt af småborgerskab. Desuden er der kommet betydeligt lag af funktionær og tjenestemænd, som i nogle lande blev ansat for at føre linkerne bag velfærdssamfundet ud i livet. Det skal huskes at siges at der med tiden også kom politiske repræsentanter for de forskellige lag i samfundet, senere i den pågældende periode. I 1900-tallet var der kun Venstre og Højre partierne De fik navnene 7

8 fordi de sad på hver sin side, når man kom ind til dem. Partiet/fløjen Højre repræsenterede de store fabriks ejere, mens venstre repræsenterede de rige godsejere. 3.3 Det politiske styre Før vores pågældende periode var det ikke et parlamentarisk styre man havde. Det var nemlig kongen der styrede det hele, og kort sagt var der enevældestyreform. Eftersom befolkningen i de forskellige lande i verden, b. la Frankrig, ikke længere vil have enevældestyre, begyndte de også at gå i mod den enevældestyreform. Frankrig begyndte allerede i 1789 at demonstrere mod den enevældestyre form de havde. Den borgerlige revolution i Frankrig fandt sted mellem , som var en periode med politiske omvæltninger, og som medførte enevældens fald og borgerskabets allerførste politiske fremstød. Revolutionens baggrund var den voksende økonomiske og sociale spænding i Frankrig gennem 1700-tallet. Den franske enevælde byggede på adelens og kirkens skattefrihed, mens borgerskab og bønder holdtes uden for al politisk magt, som franskmændene var meget utilfredse med situationen. Stænderforsamlingen i 1789 var det største årsag til Den Franske Revolution. I Danmark var det d.5.juni.1849 at den rigeste grundlov trådte i kraft. I grundloven er der blevet tilføjet nogle forskellige love eftersom tiden gik, og den sidste ændring skete i 1953 på baggrund af parlamentarismen. Nu var Danmark et mere demokratisk land. Parlamentarismen, blev indskrevet i grundloven i 1953, nu er det at en regering ikke kan blive siddende, hvis den har et flertal i Folketinget imod sig. I Danmark var det ikke alle der havde stemmeret, man havde nemlig stemmeret efter rigdom. I en grundlovsændring blev der træffet den beslutning i at kvinder også fik stemmeret fremover, og det skete i Med grundloven blev magten delt op i tre dele, nemlig den lovgivende, den udøvende og den dømmende magt. Når magten netop er delt op på denne måde, sikres demokratiet, og grundloven er en lov hvor alle andre love skal underordne sig. 3.4 Civil samfundet I industrisamfundet blev individet betragtet som et rationelt fornuftigt væsen. Man tilhørte sig, alt efter hvilke befolkningsgruppe man hørte inde under, i det politiske liv, hvis medlemmer havde samme politiske overbevisning som individet selv. Med hensyn til staten var hvert individ tilknyttet et af flere politiske partifællesskaber. I civilsamfundet og livet udenfor arbejdslivet er der oftest et rodfæstet fællesskab i familien Danskerne og samfundet: Individ og samfund i forandring l: side

9 4. Dynamoen I dette afsnit kommer vi ind på forudsætningerne for dynamoens opfindelse. Herunder kommer vi ind på de forskellige forsker og videnskabsmænd der stod bag teorien. Hans Christian Ørsteds opdagelse Grundviden for opfindelsen af dynamoen blev lagt af H. C. Ørsted i Her opdagede Ørsted sammenhængen mellem strøm og magnetisme. Han forudsagde allerede i 1912, at en elektrisk strøm kan påvirke en strøm, men beviste først den påstand i 1920 under en forelæsning i København skildrede Ørsted det store øjeblik i en artikel i et engelsk leksikon, hvor han omtaler sig selv i tredje person 4. Ørsteds store opdagelse blev i størstedelen af Europa modtaget med stor begejstring. Dog var Det Franske Akademi i Paris skeptiske, og derfor nedsatte de en kommission, der skulle efterprøve Ørsteds forsøg. Der gik kun en uge, inden den franske kommission kunne påvise, at Ørsteds forsøg forløb som beskrevet 5. André-Marie Ampere En af dem, der var dybt fascineret af Ørsteds opdagelse var franskmanden André-Marie Ampere. Han var ikke medlem af kommissionen, men gik selv i gang med at eksperimenterer, da han på baggrund af Ørsteds opdagelse havde en teori om, at to strømførende ledninger også ville påvirke hinanden. Kort tid efter, at Ørsted havde offentliggjort sammenhængen mellem strøm og magnetisme, lykkedes det Ampere at få to ledere til at tiltrække eller frastøde hinanden, afhængigt af strømretningen, og han påviste, at to strømførende spoler opfører sig som to magneter. 6 Michael Faraday I 1821 blev Michael Faraday bedt om af en tidsskriftsredaktør, at skrive en overskrift over H.C. Ørsteds arbejde. Han fandt Ørsteds opdagelser meget spændende og efterprøvede alle forsøgene. Det var derigennem han fandt på en teori om, at hvis strøm kunne frembringe et magnetfelt, så måtte et magnetfelt også kunne frembringe strøm. Denne teori arbejdede han med i ti år inden det i 1831 lykkedes ham at bevise sin teori. Dette gjorde han, da han fremstillede verdens første elektromotor, der var bygget som to rotationsapparater, hvor en strømførende ledning roterer om en magnet og omvendt 7. Michael Faraday havde altså opdaget det fænomen, vi kender som induktion. Det var muligt ved hjælp af magnetisme, at frembringe strøm, da de to naturfænomener hænger sammen. 4 Se bilag

10 Faradays rotationsapparat Piii og Siemens Den parisiske instrumentmager Piii konstruerede allerede året efter Faradays opdagelse i 1831 et instrument, der kunne frembringe strøm ved at lade en magnet roterer tæt rundt om nogle spoler. Det var dette apparat, der blev videreudviklet til dynamoen, hvor magneterne blev erstattet af elektromagneter. Elektromagneterne fik strøm fra dynamoen selv, men Piii var ikke den eneste til at få denne idé. Omtrent samtidig arbejdede tyskeren Werner von Siemens med den samme idé. Han var også den første til at anvende idéen i større praktisk og derfor tillægger man Siemens æren for opfindelsen af dynamoen, selvom det var Piii der konstruerede den første 8. Piii s elektromagnetiske generator, verdens første dynamo Dynamoen var et vigtigt element i verdens første elværk, Pearl Street, som brugte kæmpe dynamoer

11 5. Edisons glødelampe 9 Thomas Alva Edison blev født den 11. februar 1847 i USA, og mistede livet den 18. oktober Edison er en af de mest kendte amerikanske opfinder nogensinde. Allerede som 30-årig lykkedes det Edison at tage patent på flere opfindelser, som også spillede en vigtig rolle for hvor kendt en person han var(er), især i USA. Edison har i alt taget patent på opfindelser, og derfor siges det også at han var den industrielle ledere. Blandt hans opfindelser var fonografen (1877), glødelampen (1878), diktafonen (1887) og meget mere. Ikke nok med at Edison var en god opfinder, var han samtidig også en dygtig forretningsmand, men da Edison træffet en meget stor beslutning, måtte han også sælge sine forretninger til fordel for sig selv. Han tog nemlig en beslutning at han fremover vil leve for at gøre opfindelser, og derfor valgte han at sælge sine forretninger for at bygge et veludstyret laboratorium i Melno Park. Han ansatte hermed også en lille gruppe teknikere som medarbejdere. Som overskriften også fortæller noget om, skal vi i dette afsnit fokusere på T.A. Edisons opfindelse, glødelampen. Opfindelsen af den omtalte glødelampe skete for første gang i Edison havde fået en idé om at opfinde et helt nyt belysningssystem. Han havde en idé i at erstatte det gamle gasforsyningssystem med et elektrisk forsyningssystem (elektrisk belysningssystem), hvor glødelampen spillede en central rolle. Edison satte start på sin idé ved at investerer en dynamo. Alt gik ikke som forventede. Edisons glødelampe virkede ikke og han havde også økonomiske problemer, men da Edison nu var sten sikker på at hans idé på et eller andet tidspunkt ville virke, kom der også flere interesser og opbakning inden for hans idé. Det var Edisons økonomiske rådgiver G.P. Lowrey der overbevidste ham i at han ville få brug for mere kapital. Det lykkedes også Edison og Lowrey at skaffe mere kapital. Det skete ved at nogle selskaber inviterede penge i hans opfindelse, altså aktieselskaber, hvor Edison også havde dannet en aktieselskab ved navnet The Edison Electric Light Company. Til gengæld skulle det nævnte selskab stå for de kommercielle udnyttelse af de patienter, Edison fremover ville få tilkendt på dette område Så fik Edison sit økonomiske støtte og gik i gang med en videreudbygning af Menlo Park. Der blev nemlig bygget et helt nyt laboratorium, og der blev ansat nye medarbejder, som f.eks. den bekendte fysiker Francis Upton. Arbejdet blev med tiden systematiserede, og det var hermed også tegn på at udviklingen ville fortsætte hurtigere, så man på denne måde kunne komme frem til en hurtigere løsning. Problemerne med glødelampen fortsatte. Glødetråden i lampen brændte over i løbet af meget kort tid, også selvom der blev brugt flere forskellige reguleringsmekanismer. Årsagen til at glødetråden hurtigt brændte over, var at glødetråden oiderede hurtigt ved den høje temperatur, og det mest oplagte for Edison var at udnytte en metode andre opfindere også havde prøvet, nemlig at nedsætte oidationen ved at 9 Thomas Alva Edison: Great American Inventor af Michael Burgan Skruen uden ende side

12 anbringe glødetråden i en glasbeholder. At fremstille glasbeholder viste sig at være meget dyrt. Edison ville have de bedste varer, så han valgte de bedste vakuumpumper. Der blev sat en ekstra arbejdsgruppe i gang, som skulle holde styr og forbedre disse pumper, så man hele tiden kunne fremstille de nødvendige pærer med et lavt tryk. Medarbejderne fik også til opgave at undersøge hvilke materialer der bedst var egnet til at være glødetråd i vakuum. Efter blot et par måneder kom Edison og Co. Frem til at udskifte platintråden, som de brugte som tråd i glødelampen, med kultråd. Edison lavet en form for spiraler af kultråd, og derefter begyndte han med at anvende kultråd, som også kunne holde længere tid end platintrråd. Det var ikke kun glødelamperne der var problemer med. Edison satte en helt tredjegruppe i gang, han var nemlig ikke helt tilfreds med dynamoen. Edison og Co. Målinger viste at dynamoen kun kunne levere en elektrisk effekt, der kun var under 40 % af den mekaniske effekt den fik tilhørt fra dampmaskinen, som blev drevet rundt. Grunden til at Edison satte den tredje gruppe i gang, var at han selv kunne mærke at der kunne konstrueres en helt ny og bedre dynamo. Edison gennemtænkte over hvordan han kunne lave et system, og stille krave til glødelamperne og det elektriske netværk, så systemet som helhed kunne blive konkurrencedygtigt med gas. Det lykkedes Edison og Upton at finde en forklaring på problemet; Et elektrisk system med lamper anbragt i parallelforbindelse vil være langt mere økonomisk, hvis lamperne har stor indre modstand, end hvis de har lille indre modstand. Man fandt aldrig ud i hvilke rækkefølge Thomas Edison fremstillede sine opfindelser i, og desuden vidste man heller ikke hvordan Edison kom i tanke om de forskellige opfindelser, da han var meget opmærksom på hemmeligheden bag hele processen, men da man så fik undersøgt hans endelige produkt, kunne man efter evt. ræsonnementer se hvordan han havde bygget det hele op. Edison spekulerede længe over hvilke form for strømsystem der kunne være bedst at bruge, jævn eller vekselstrøm. Selvom Edison var sten sikker på at jævnstrøm (DC) vil være det bedste valg, blev han efter kort tid bevidst over at vekselstrøm (AC) vil være det bedste valg. I starten var der problemer med begge de systemer, der var nemlig tale om en meget stor strøm tab, når det drejede sig om at sende strøm over længere afstande. Da problemet blev løst ved hjælp af vekselstrømsteknologien, brugte man vekselstrøm til elforsyningerne. I den kommende afsnit, afsnit 7, beskriver vi veksel -og jævnstrøm endnu nøjere. 12

13 6. Signalement af perioden I dette afsnit, karakteriserer vi perioden ud fra elektricitetens udvikling. 6.1 Elværkernes udvikling Der var sket store forandringer indenfor elværkerne i Amerika, hvor Thomas Edison spillede en central rolle. I årene udviklede Thomas Edison et forsyningssystem, som kunne levere strøm til forbrugerne. Det gjorde han af to gode grunde. Den ene grund var, at havde tiltænkt det som et demonstrationsanlæg for at vise verdenen at det elektriske system fungerede udmærket i sin helhed. Den anden grund var, at han ville have at hans glødelampe skulle være adskilt fra andres glødelampeopfindelser. F.eks. så havde Joseph Swan udviklet en lampe som kun havde håb om at leverer strøm til et bedrestillet borgerskab, som havde kontorbygninger og velstående boliger m.m. Mens Thomas Edisons henblik var så at få udviklet sin glødelampe til at alle kunne få gavn af den. Derfor ville han gerne have at hans glødelampe skulle være det centrale element i et stort og omfattende elektrisk system, som skulle leverer billigt elektricitet fra et centralt elværk ud til boliger, fabrikker og kontorer. December 1880 blev Edison Electric Illuminating Companny of New York stiftet og de havde til formål at fører planen ud i livet. Der blev bygget et kraftværk i Pearl Street på Manhattan i New York og fra 1882 spillede det en vigtig rolle, da den var med til at forsyne offentligheden med elektricitet. Det skete vha. at de dynamoer der var blevet opstillet, blev trukket af en dampmaskine og dermed leverede den en jævnspænding på 110 volt. 12 Billedet til højre, viser Pearl-street elværket, hvor de store dynamoer blev drevet af dampmaskiner. Det var placeret midt nogenlunde i et tæt bebyggede befolkningscenter. Da det var et jævnstrømssystem, hvor det kun var muligt at leverer strømmen over korte afstande på grund af spændingstabet i ledningsnettet. Der indgik flere forskellige aktieselskaber under forsyningssystemet, hvor nogle stod bag produktionen af forskellige komponenter til systemet og andre som drev selve forsyningsvirksomheden. 13 Der blev udviklet andre komponenter som skulle tilsluttes i boligerne hos forbrugerne, det var noget i stil med: kontakter, sikringer, lampefatninger og elmålere som 12 H.S. Jensen, m.fl.: Skruen uden ende, Ingeniøren 2001, side Skov- og Naturstyrelsen, Miljø- og Energiministeriet Vanddrevne elværker Danmark , side 7 13

14 skulle bruges til at registrer elforbruget. Her viste det sig så at de dynamoer der var blevet fremstillet fungerede udmærket, men da de kun kunne få 60 elpærer til at lyse samtidigt, kunne det ikke betale sig at fremstille dem. Derfor måtte man udvikle større og mere effektive dynamoer til forsyningssystemet. De nye elpærer viste sig at være effektive og fungerede godt, men hvis man ville producere dem billigere ved masseproduktion, måtte man finde på nye metoder til at fremstille dem, således at produktionsprocessen blev formindsket og mere enkelt. Der blev også gravet elkabler under jorden, således at ledningsnettet var mindre sårbart overfor vejret og til sidst fik man lavet de installationer der manglede hos forbrugerne. Alt dette skete på blot tre år, og d. 4. september 1882 blev virksomheden for alvor sat i gang med 82 forbruger med tilsammen 400 lamper. Den udvikling steg eksponentielt og i løbet af blot to år steg forbrugerne til i alt 500 og med tilsammen lamper. 14 Systemet udbredte sig hurtigt til Europa, fordi alle vil være indenfor elektrificeringsområdet. Allerede i 1883 blev der indviet centralstationer i Milano og Berlin, samtidig med den europæiske produktion af elkomponenter begyndte at blive opbygget. Nogle firmaer blev hurtigt store indenfor området i forhold til andre. Nogle af de store firmaer var så ment Siemens & Halske og Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG), der bl.a. fremstillede Edison-produkter på licens. Siemens & Halske og AEG var de udenlandske selskaber der havde størst indflydelse på overførelsen af elteknologien til Danmark. Billedet til højre viser elværket i Odense der blev opført blot få måneder efter det første lille danske elværk i Køge d. 13. oktober Her er en lille tabel over elektricitetsværkerne i Danmark År Antal værker Antal arbejdere Mekanisk kraft HK HK HK 14 H.S. Jensen, m.fl.: Skruen uden ende, Ingeniøren 2001, side Ole Hyldtoft, m.fl.: Det industrielle Danmark, side

15 7. Vekselstrøm eller jævnstrøm De første elværker producerede normalt jævnstrøm ved ca. 100 volt, og vha. nogle jordkabler og luftledninger blev strømmen fordelt ud til forbundne forbrugers glødelamper. Nu var der i princippet også andre ting der havde brug for elektricitet, så som kulbuelys som behøvede vekselstrøm. Anvendelsen af højspændt vekselstrøm gjorde det muligt at placere kraftværker længere borte fra forbrugeren. Hvis kraftværket f.eks. var kulfyret kunne det i princippet anlægges ved en havn, således at det var let at modtage kul fra skibe. Så til nogle formål var jævnstrøm den bedste ting at bruge, og til andre blev vekselstrøm fortrukken. Et kombineret system eksisterede ikke. Den negative side fra jævnstrømssystemet var, at den ikke kunne transmitteres over store afstande, og her skulle man være forberedte på at elektrificeringen spredte bebyggelse. Som ovennævnt fortrak Thomas Edison i starten at bruge jævnstrømsystemet, hvor man så ville placere store centrale elværker tæt ved egnede energikilder, så som et vandfald. Hvor vandværkerne ville sende strømmen ud til et meget tæt eller stort område. Her viste det sig at energitabet var meget stort og for at kunne formindske det, blev man nødt til at lave ledningsnettet ud af meget tykke kobberledninger med en lille modstand. Det resulterede så i at det ville blive alt for dyrt. I 1885 blev der opfundet en transformator der kunne transformere vekselstrøm med lav spænding og stor strømstyrke om til vekselstrøm med høj spænding og lav strømstyrke. Her kunne man så realisere et stort centraliseret elforsyningssystem baseret på vekselstrøm. Den første længere transmission af højspændt vekselstrøm blev gennemført i 1891 da Laufen-Frankfurt i Tyskland udførte et praktisk bevis på at vekselstrømssystemet ville fungere. Det lykkedes dem at overføre strøm 175 km fra et vandkraftværk i Lauffen am Neckar til Frankfurt am Main. Her blev de usikre elektroingeniør overbeviste om at vekselstrøm var den rigtige vej, da man nemt og næsten tabsfrit transformere lave spændinger til høje spændinger og omvend, og der var ikke de store tab i ledningsnettet. Dermed spillede i alt fire komponenter en vigtig rolle under den elektriske industris vækstperiode, nemlig dynamoen, transformatoren, elektromotoren og glødelampen. 15

16 8. Elektriciteten i Danmark Her hjemme i Danmark var man vant til at anvende petroleumslampen, hvor man så lige ind i flammen. Det var nogenlunde tåleligt for øjnene, så længde man anvendte kultrådslamperne med deres rødlige skær. Det rødlige skær var ca. 70 gange så intensivt som skæret fra en petroleumslampe. Dernæst kom metaltrådslampen ind i billedet og det havde dobbelt så stærkt lysskær som kultrådslampen. Her begyndte det at blive lidt for meget, og det blev især værre da lysskæret fra de gasfyldte metaltrådslamper steg til ca. 700 gange større end petroleumslampens. For at tage hensyn til at man skulle have beskyttet øjnene, blev man nødt til at afskærme lamperne. Her fandt man en god løsning ved at hænge lamperne op i loftet i en lysekrone. Dernæst blev det mode at anvende halvindirekte belysning, hvor nogle få lamper i lysekronen var afskærmet med en sandblæst glasskærm eller en skål af noget gennemsigtigt materiale. Sådan fortsatte det, indtil man valgte at begynde og anvende elektrisk belysning. Det skyldtes ikke mindst at man kunne reducere brandfaren. 16 De første elektricitetsværker der blev bygget i landet i starten af 1890 erne og blev første gang anvendt i København hvor der var blevet tilsluttet ca lamper 17. De havde til formål at blive anvendt til belysning i teatre, centre, større butikker og til de større patricierlejligheder. Her ville man ikke gå i vejen og udkonkurrer gas- og petroleumslamperne, men blot for at skaffe belysning i samfundet. Da elektriciteten blev indført, var prisen forholdsvis høj for den almindelige borger. Her fattede man mistanke om at belysning kun skulle anvendes til den bedre stillede del af befolkningen, og folk valgte at holde sig tilbage og blot anvende de normale kultrådslamper. Elektricitetsværkerne begyndte på et senere tidspunkt at lokke befolkningen til at anvende den nye belysning, ved at tilbyde forbrugeren gratis ombytning af de gamle kultrådslamper, således at udgiften til lampefornyelsen ikke skulle afskrække nogen. Her valgte folk så yderligere at sige fra, og blot vente på at nye teknologier blev taget i brug. Metaltrådslamperne gjorde fremskridt, her var lysudbyttet blevet forøget, lyset blev mere hvidt og samtidig blev strømforbruget reduceret til 1 3. Det fik elektricitetsværkerne til at frygte at deres strømsalg ville gå ned, fordi de nye lamper blev taget i brug. Det viste sig senere hen, at det var svært at udleje middelstore lejligheder hvor der ikke indgik elektrisk lys. Og inden længe viste det sig, at husejere valgte at modernisere deres ejendomme ved at installere elektrisk belysning i hjemmet, såvel at de også kunne udleje dem. 18 Antallet af tilsluttede forbruger voksede, og ved slutningen af 1. Verdenskrig 1918, var det uhyre svært at skaffe petroleum til petroleumslamperne. Desuden så krævede de yderligere også mere brændstof end elektrisk lys. Det resulterede i at der blev installeret elektrisk lys i så godt som i alle lejligheder, byer og i det hele taget hele landet. 16 Elektricitetens historie og dens mænd, Bind 1, Alfred Jørgensens forlag 1940, side Ole Hyldtoft, m.fl.: Det industrielle Danmark, side Elektricitetens historie og dens mænd, Bind 1, Alfred Jørgensens forlag 1940, side

17 Her udkom der nye bekymringer om hvorvidt man skulle skaffe de penge der skulle til, for at lave de nødvendige udvidelser. Her prøvede man at begrænse udstrækningen og antallet af lampesteder i ejendommene så meget som muligt. Man valgte f.eks. stadig at anvende gasbelysning i køkkenet, og i pigeværelserne blev der sjældent installeret lys (af datidens tankegang). Sådan fungerede det i nogle år, og først i de senere år hvor man var blevet vant til elektricitetens anvendelse, begyndte man at fortage ændringer indenfor husholdningen. Den første elektriske brugsgenstand som blev anvendt i husholdningen var strygejernet. Den fik hurtigt vundet husmødrenes interesse på grund af de særlige egenskaber den havde. Den var renlig, og med den konstante strømtilførsel 220 volt, behøvede man ikke at udskifte jernet ved hver strygning som man gjorde før. Selvom det var dyrt at anskaffe det nye strygejern, så kunne det godt betale sig at gøre det. Det lod åbenbart til at der var visse fordele ved strygejernet, da man afregnede elektricitetsprisen som lyspris. Strygejernet var det eneste elektriske brugsgenstand før 1. Verdenskrig, men senere hen udkom støvsuger som blev betragtet som ren luksus. Før i tiden måtte et støvsugerkompagni komme forbi ens ejendom med en støvsugermaskine, hvor man førte en stor slange gennem huset, for at rengøre det hele. Nogle år senere kunne man leje en støvsuger et par gange om året, for lige at gøre rent. Mens man blot nogle år senere, kunne købe sin helt egen støvsuger Private og offentlige elværker Efter Edisons succesfulde elværk Pearl Street, begyndte verden i 1880 erne for alvor at få øjnene op for de muligheder som lå i elektriciteten. I Berlin i Tyskland gav man i starten af 1880 erne et privatfirma tilladelse til at etablerer et centralt elværk, der skulle levere strøm til beboerne i Berlin 20. Også i Danmark var der op i gennem 1880 erne initiativer fra private firmaer, som søgte tilladelse til at etablerer et lignende centralt elværk i København, som det man så i Berlin. Hidtil havde al elforsyning i Danmark kommet fra små privatejede elværker, der enten leverede el til få private husstande, eller til en enkelt bygning. Holdning til elektricitet var noget mere skeptisk hos Københavns Kommune, end hvad man så i udlandet. Dette skyldes to ting: For det første mente man, at elektricitet var alt for dyrt, så længe det kun skulle bruges til belysning i ganske få timer, og at en evt. investering i et centralt elværk ville tage alt for lang tid at tjene ind igen. Derudover ønskede Københavns Kommune ikke at gasforsyningen, som var kommunalt ejet, skulle udkonkurreres af et privatejet elforsyningsfirma, og derfor skulle et evt. centralt elforsyningsnetværk ejes og kontrolleres af Københavns Kommune selv. Derfor stillede man fra Kommunens side nogle meget strenge krav til et evt. privatfirma, der ønskede at investerer i et centralt elværk, og dette betød naturligvis, at man skræmte investorerne væk. Holdning til elforsyningen ændredes dog i takt med de erfaringer man gjorde sig i udlandet op i gennem 1880 erne. I lande som Tyskland, Belgien, Frankrig, 19 Elektricitetens historie og dens mænd, Bind 1, Alfred Jørgensens forlag 1940, side

18 England og Schweiz, hvor man havde investeret i centralelværker, så man ikke en nedgang i mængden af gasforsyning på trods af at behovet for el voksede og voksede. Elforsyningen overtog godt nok belysningen, men opvarmningen stod gasforsyningen stadig for. Faktisk steg behovet for gas i takt med behovet for el. Dette førte til det første større centrale elværk i Danmark. I Odense i 1891 stod et privatejet centralt elværk færdigt og året efter fulgte København trop med det første kommunalt ejede elværk i Danmark, Gothersgadeværket 21. Man havde gjort sig de erfaringer fra udlandet, at det var mest optimalt at have ét centralt elværk, i stedet for en masse små elværker der leverede den samme mængde strøm. I årene der kom fik flere og flere byer elværker, og det stod hurtigt klart, at det var private firmaers initiativer der drev elektrificeringen af Danmark. I 1905 var kun 10% kommunalt ejede selskaber, så de fleste byer overlod det derfor til private firmaer og personer at drive elværkerne 22. Københavns elværk var altså en af de få undtagelse i de større danske byer. 9.1 El-netværket udvikles Efter de første centrale elværker var åbnet i Danmark, steg behovet for elektricitet i hele landet. Derfor stillede det nye krav til el-netværket, som skulle transporterer elektriciteten fra elværkerne til forbrugerne. Dette netværk var selskaberne Sydøstsjællands Elektricitets Aktieselskab (SEAS), Nordvestsjællandsk Elektricitetsværk (NVE) og NESA med til at opbygge. I 1912 tog NESA initiativ til et regionalt samarbejde med Sydsvenska Kraftaktiebolaget om at lægge et kabel over Øresund mellem Helsingør og Helsingborg. Dermed blev det muligt at veksle mellem den billige men sæsonprægede svenske vandkraft og den dyre mellem sæsonneutrale danske kulkraft 23. Denne forbindelse blev taget i brug i Det sjællandske og sydsvenske elnetværk blev altså meget tidligt forbundet til hinanden og samarbejdede ved at levere strøm til hinanden, hvilket var meget unikt på dette tidspunkt. 9.2 Sjællands el-netværk Det sjællandske el-netværk nåede nye højder og blev for alvor centraliseret, da H.C. Ørstedsværket indviedes i Det nye elværk var i stand til at forsyne hele Københavnsområdet, og dermed blev de tre eksisterende elværker der ellers leverede strømmen til området henvist til reserver. Dette elværk blev flere gange udbygget i årene fremover. I blev det sjællandske og sydsvenske netværk yderligere udbygget med indvielsen af Isefjordsværket og Masnedøværket. Det sjællandske el-netværk var frem til 1940 blevet meget centraliseret med de mange udbygninger af H.C. Ørstedsværket. Efter installeringen af en B&W 21 pport.pdf pport.pdf 18

19 dieselmotor på hk i 1934 leverede H.C. Ørstedsværket nu knap halvdelen af al den strøm der blev produceret i Danmark Flere private elværker At sige at udviklingen kun gik i retning af et centraliseret el-netværk er ikke korrekt. I årene hvor elværker som H.C. Ørstedsværket blev inviet, blev der specielt i det fynske og jyske stadig bygget flere lokale private elværker. Først omkring 2. verdenskrig blev der etableret en linje mellem det fynske og jyske. At udvikling på Sjælland i langt højere grad var gået i retning af et centraliseret system i forhold til Fyn og Jylland understreges af, at der i 1921/1922 kun var 65 lokale elværker på landet på Sjælland og helt op til 293 lokale elværker på landet i Jylland og på Fyn. Dette billede fra 1940 over det danske højspændingsnetværk giver et meget godt billede af udviklingen. På Sjælland er der i langt højere grad et udbredt højspændingsnetværk, der leverer strøm til størstedelen af Sjælland og Lolland/Falster. Man kan samtidig se forbindelsen mellem Helsingborg og Helsingør. På Fyn og Jylland derimod dækker højspændingsnetværket kun en lav del af arealet. Kun imellem de større jyske byer som Århus, Horsens og Vejle og ned til Sønderjylland er der en højspændingsforbindelse. På Fyn er det kun de to byer Odense og Svendborg der er forbundet pport.pdf 19

20 10. Produktet Dette afsnit omhandler kun om den fremstillede produkt. Her kommer vi ind på hvilke krav vi stillede til produktet, hvordan vi fremstillede det, hvordan det kom til at se ud og m.m Forslag til produktet Da vores emne er Elektrificering i samfundet, har vi valgt at fokusere på at få udviklet et produkt, som er kernen til det vi beskæftiger os med. Vi blev enige i gruppen om at få udviklet en simpel dynamo, som kunne drives ved hjælp af håndkraft og dermed producere en svag strøm. Dermed vil vores produkt have en relevant sammenhæng med hensyn til vores valgte emne Produkt research Vi startede med at lave en lille brainstorm over hvordan og hvorledes en dynamo helt konkret fungerede. Det vil sige at vi satte os ned og undersøgte hvordan det elektriske kredsløb fungerede, så vi kunne opstille vores model. Herunder indgik der mange relevante ting, som var til gavn for os at have viden om, såsom hvilke slags metaller der bedste ledte elektricitet, hvordan fungerede nord- og sydpolen på magneten (i forhold til elektricitetens kredsløb) og hvordan de isolerede kobbertråde fungerede når de var forbundet til dynamoen. Vi fik også tilegnet os en del viden, såsom at jo flere kobbervindinger der blev lavet rundt om spolen, jo højere spænding og desto laver strøm (omvendt proportionalitet) Krav til produktet Vi havde stillet nogle krav til vores produkt, som også skulle være opfyldt for at vi let kunne fremstille vores produkt. De krav vi stillede var: 1. Dynamoen skal producere strøm. 2. Den skal være let anvendelig. 3. Den skal være overskuelig og simpel. 4. Det skal være nemt at kunne få pillet delene af igen. 5. Den skal have et flot design. 6. Den skal være holdbar. Kort sagt så ville det sige, at vores mål er at få fremstillet en holdbar dynamo som skal kunne levere strøm og som også skal kunne anvendes af folk i forskellige aldre. Produktet skal yderligere være visuelt godt, samtidig med at den skal være nem at adskille og samle igen (af ukendte årsager). 20

21 10.4 Skitsefase Produkt Fordele Ulemper 1. Produktet er visuelt god designet. 2. Nem at få lavet. 3. Den er overskuelig og simpel. 1. Pottemagneterne der sidder på akslen, kan ikke anvendes i vores tilfælde, da nord- og sydpolerne på dem fungere på en underlig måde. 2. Dynamoen vil have svært ved at kunne transportere strømmen. Her havde vi tænkt os at få lavet en dynamo som var 60 mm i længden og havde et godt design, og samtidig håbede på at det ville fungere. Det viste sig så senere hen (efter en snak med elværkstedslæreren) at designet ikke ville fungere, såfremt at strømmen ikke kan transporters mellem polerne. Produkt Fordele Ulemper 1. Den er holdbar. 2. Den har et godt design. 3. Delene kan simpelt pilles af og sættes på igen. 4. Den er overskuelig. 5. Den kan levere strøm. 1. Delene er svære at få lavet. Dynamoen som blev vores endelige valg, var en forbedring af den forrige model, som vi stadig holdte på en simpel plan. I det her kredsløb, kunne strømmen sagtens transporteres og samtidig var den overskuelig og let anvendelig. 21

22 10.5 Beskrivelse af det valgte produkt Vi vælger at gå efter at få lavet vores 2. model, som havde en del flere fordele end den forrige model, og samtidig var den blevet godkendt af både el-værkstedslæreren og maskin-værkstedslæreren. Selve dynamoen har en bredde på 70 mm og en højde på 125 mm (+ et håndtag). Den består af to jernstænger i hver sin side, som har en diameter på 20 mm, en aksel (som er placeret mellem stængerne) på 20 mm i diameter, 2 magneter på hver sin side af akslen, en messingring som er med til at hjælpe på rotationen af akslen, en jernklods i bunden, kobbertråde rundt om stængerne og en PVCklods i toppen som søgere for at magneterne og akslen forholdes i balance. Til sidst har vi også et håndtag som skal være forbundet til akslen, og skal være med til at kunne rotere akslen samt magneterne. Håndtagets længde er ca. 320 mm og har en form, som gør det let at kunne rotere akslen. Dette er blot en skitse af produktet. Det vi havde udtænkt os om hvorledes dynamoen skulle virke, var at hver gang vi fortog en rotation, ville magneterne og kobbertrådene, rundt om spolen, lave en form for induktion (den strøm, der induceres i en lukket elektrisk kreds, som udsættes for et tidsvarierende magnetfelt). Messingringen skulle anvendes som et leje, for at kunne rotere akslen og samtidig formindskede den fiktionen. Hvordan dynamoen producerer strøm De to sider med de strømførende ledninger skal være forbundet for at skabe et kredsløb, hvor elektronerne i jernet hele tiden kan skifte retning for at skabe en vekselstrøm. Derfor vil de to sider blive forbundet i en hesteskoform, som vist på tegningen: Når akslen drejes en halv omgang, vil nord- og sydpolerne på magneterne pege i modsat retning, hvilket vil gøre at elektronerne vil gå i den anden retning i stedet: Ligesom før, vil der omkring jernet blive viklet noget kobbertråd, hvor vekselstrømmen vil føres igennem og kunne måles ved hjælp af et voltmeter. Jo hurtigere akslen med magneterne roterer, jo større strømstyrke. Ud fra den skitse vil vi nu lave et forslag til en dynamo. 22

23 Til højre ses vores endelige produkt 10.6 Planlægning af produktionsperioden Arbejdsproces Ansvarlig Dag Dag Skærer stænger + aksel ud Alle Lave gevind til stængerne + aksel Rami Fræse stængerne Safa/Rami Skærer jernklodsen i bunden ud Martin Borer huller i jernklodsen i bunden Martin Fræse akslen Safa/Martin Lave messingringen (drejebænk) Rami Skærer plastikklodsen i toppen ud Safa Borer huller i plastikklodsen Martin Lave håndtaget Safa Rulle kobbertråd rundt om stængerne (200 Martin/Rami vindinger) Sætte delene sammen Alle Her kan man så se hvordan fordelingen ser ud for værkstedsdagene. Vi laver nogenlunde det samme og er med til at se hvordan tingene bliver fremstillet. Man kan også se, at vi selv regner med at blive færdige på blot to dage, selvom det er svært at få fremstillet en dynamo. 23

24 10.7 Fremstillingsprocessen Dag 1 Vi gik nu i metalværkstedet for at bygge dynamoen. Til at starte med skar vi tre jernstænger ud, 2 med længden 105mm og én med længden 95mm, og en jernklods med længden 70mm og bredden 20mm. De to længste stænger jernklodsen skulle bruges til rammen. Rammen samlede vi ved at bore et hul i enden på begge stænger og lave gevind på dem på en drejebænk. Herefter borede vi tre huller i jernklodsen. De to yderste huller er til stængerne, og det i midten til akslen. Akslen kommer vi til senere. Inden vi samlede rammen skulle vi sørge for, at fladerne som magneterne ville passerer hen over på de to jernstænger, havde en flad overflade. Derfor fræsede vi et spor i hver stang. Nu samlede vi rammen ved at skrue stængerne og bunden sammen, som vi havde boret gevind i. 24

25 Dag 2 Akslen lavede vi af den sidste jernstang med samme diameter som de to andre, men vi skar den en smule kortere, for at gøre plads til et leje i bunden. Igen fræsede vi to spor i akslen, dér hvor magneterne skulle sidde. Lejet lavede vi af messing på en drejebænk. Gevindet blev tilpasset, så det var tyndere i diameter ude i hver ende, således at det passede i hullerne, som vi havde skåret i akslen og bunden. Nu manglede vi bare et håndtag og toppen af dynamoen. Toppen skulle laves af et ikke magnetisk materiale, og derfor lavede vi det af PVC. Vi skar PVC stykket ud og fræsede kanterne rene. Vi borede tre huller i PVC-stykket og skruede det sammen til rammen, sådan at hele rammen og akslen nu var samlet. Håndtaget lavede vi af en lang, tynd jernstang, som vi bukkede i en skruetvinge. Håndtaget blev monteret i det hul, som vi 25

26 havde boret i den anden ende af akslen, således at håndtaget nu kunne svinge akslen. Som det sidste skulle vi vikle kobbertråd omkring de to jernrør, for at kunne måle en strøm. Vi viklede kobbertråden 200 gange rundt omkring hvert jernrør. Vi gjorde det således, at vindingerne lå under magneterne, da vindinger over magneterne ville være spild. Det færdige resultat 26

27 10.8 Test af produkt I dette afsnit kommer vi ind hvordan vores produkt virker, og om de krav vi havde stillet var opfyldte. For lige at lave en opsummering af vore givne krav, så kommer de her: 7. Dynamoen skal producere strøm. 8. Den skal være let anvendelig. 9. Den skal være overskuelig og simpel. 10. Det skal være nemt at kunne få pillet delene af igen. 11. Den skal have et flot design. 12. Den skal være holdbar. Kort sagt så ville det sige, at vores mål er at få fremstillet en holdbar dynamo som skal kunne levere strøm og som også skal kunne anvendes af folk i forskellige aldre. Produktet skal yderligere være visuelt godt, samtidig med at den skal være nem at adskille og samle igen (af ukendte årsager). Herunder kan man se hvilke krav der var opfyldt og hvilke krav der ikke var. Dynamoen skal producere strøm. Den skal være let anvendelig. Den skal være overskuelig og simpel. Det skal være nemt at kunne få pillet delene af igen. Den skal have et flot design. Den skal være holdbar. - Magneterne Vi fik afprøvet produktet og den fungerede præcist som vi havde regnet med. Den kunne producere en lille mængde vekselstrøm, men hvor præcist en mængde den producerede er uvist. Grunden til det, er netop fordi vi ikke kunne få udleveret et måleinstrument der kunne aflæse mere end 1 milliampere. Vores el-værkstedslærer skønnede at den kunne producere ca. 1 ampere. Til højre kan man se da vi fik afprøvet dynamoen. 27

28 10.9 Miljøanalyse I dette afsnit kommer vi ind på miljøanalysen af vores produkt. Vi ser på hvilke miljøpåvirkninger de forskellige dele på vores produkt har. Miljøanalysen er lavet ud fra tankegangen af MEKAmodellen, men da vi synes at MEKA-modellen ikke vil passe helt ind i vores sammenhænge, fordi MEKA-modellen hjælper til med at analysere kvantiteten af produktet, men da vi ikke helt ved hvilke mængder vi skal bruge af hvert enkelt materiale, vil det ikke være oplagt at bruge MEKAmodellen. Til gengælde har vi valgt at lave en kvalitativanalyse af vores produkt, så vi nærmest kommer generelt ind på hvert enkelt materiale, som vi har brugt. PVC 25 PVC kendes til at være et meget miljøskadeligt materiale. Derfor skal man være opmærksom på hvordan man bortskaffer materialet. Da forbrænding af PVC-affald er skadeligt for miljøet, skal man sørge at ikke smide det i skraldespanden. Det skal sorteres fra så det holdes adskilt fra det affald, der forbrændes. Affald af PVC skal afleveres genbrugsstation. Pvc er et billigt og slidstærkt materiale, som kan anvendes til mange formål. Derfor fortrækker man i det fleste tilfælde at bruge PVC. Som eksempel kan PVC bruges til ledninger. Magnet Man har i lange perioder prøvet at give et meget konkret svar på om magnet var skadelig eller ikke skadelig for miljøet. Der er stadig en uenighed blandt nogle forskere, derfor er det svært at vurder om magnet er skadeligt eller ikke. Messing og Jern Generelt er messing og jern ikke forbundet med nogen væsentlig form for miljøskadeligt materiale, hvis man igen sortere det fra skraldespanden. 26 Det skal huskes at siges at udvindingen af jern ikke er helt så billigt. I dag er det stadig meget forurenende at udvinde jern. På længere sigt får materialet alligevel en miljømæssig konsekvens. Ud fra vores undersøgelse af materialerne kan vi konkludere at PVC er det mest i øjenfaldene miljøskadelige materiale. Vi kunne i princippet godt bruge aluminium frem for PVC, men da vi allerede i starten havde fastlagt at bruge PVC til vores øvre del i produktet, ville det igen være mest oplagt at gå efter planen

29 11. Konklusion Ud fra vores rapport, kan vi konkluderer at: Ørsteds opdagelse af sammenhængen mellem elektricitet og magnetisme var alt afgørende for, at dynamoen blev opfundet, og dermed at verdenssamfundet kunne elektrificeres. Overgangen fra enevældestyreform til parlamentariskstyreform kendetegnet perioden i industrisamfundet. Der var også tale om en overgang fra feudalt til kapitalistisk samfund, som havde en meget stor betydning for industrisamfundet. Man kunne se fordel i at arbejderklasserne begyndte med at blive politiskrepræsenteret. Pearl Street forsyningssystem viste sig at være et stort og vigtigt led i elektricitetens udvikling. Det var nemlig dér hvor det hele startede og Thomas Edison spillede en stor rolle. Systemet viste sig senere hen at folde sig ud og blive anvendt i udlandene. Firmaet Siemens & Halske var dem der havde en stor betydning for at systemet blev anvendt i Danmark. Elektrificeringen af Danmark var et vigtig og nødvendigt led i Danmarks industrialisering. Energikilden viste sig som det bedste til oplysning af bygninger, da det erstattede det allerede eksisterende gassystem, og bruges stadig som primær energikilde til oplysning den dag i dag. Derudover så man, at Sjælland i langt højere grad var foran med hensyn til centraliseringen af elnetværket i forhold til Fyn og Jylland. Det lykkedes os at analysere flere forskellige videnskabsmænd og deres teknologier, som Michael Faraday, André-Marie Ampere, Hans Christian Ørsted og ikke mindst Thomas Alva Edison. Det lykkedes os i gruppen at fremstille det ønskede produkt, som er en dynamo, inden for værkstedsdagene. Vi kan konkludere at vi har opfyldt de krav vi selv havde stillet til produktet, samt kravene om at fremstille produktet med en omhu og professionalisme, og yderligere anvende professionelle værktøjer for fremstillingen af produktet. 29

30 12. Litteraturliste Websites: Inventors, 7/2/ Wikipedia, 8/2/ Steno Museet, 8/2/ Steno Museet, 8/2/ Idényt, 13/02/2011 Bøger: H.S. Jensen, m.fl.: Skruen uden ende, Ingeniøren 2001, 23/1/ /tema/elvaerker/rapport.pdf, Skov- og Naturstyrelsen, Miljø- og Energiministeriet Vanddrevne elværker Danmark , 2/2/ Det elektriske system udvikles, ukendt forfatter og forlag, 15/1/2011 Ole Hyldtoft, m.fl.: Det industrielle Danmark, 24/1/2011 Elektricitetens historie og dens mænd, Bind 1, Alfred Jørgensens forlag 1940, 30/1/2011 Danskerne og samfundet: Individ og samfund i forandring Thomas Alva Edison: Great American Inventor, Michael Burgan, Compas Point Books, 22/1/

31 Bilag 1. Projektbeskrivelse Projektbeskrivelse Energi i Danmark Periode Udarbejdet af Martin Schmidt Safa Sarac Rami Kaddoura Klasse: 2.4 Fag: Teknologi Historie & Teknologi Vejleder: Arne Wamsler og Jørn Chr. Bendtsen Skole: Roskilde tekniske gymnasium, Ht Dato:

32 Indledning Vi er tre 2.års elever der studerer på det tekniske gymnasium HT i Roskilde. I forbindelse med fagene teknologi og teknologi historie, har vi fået til opgave at udarbejde en projektopgave baseret på en valgt teknologi. Hele projektet omhandler industrialiseringen i Danmark under perioden Vi fik derfor konkretiseret valget af underemner, som blev gjort fælles i klassen. De underemner/brancher som man kunne vælge imellem, var: - Fødevareindustrien - Energisektoren - Transportsektoren - Kommunikation - Hygiejne - Tekstilindustrien - Våbenteknologi I denne sammenhæng, har vi så valgt at arbejde med branchen Energisektoren. Grunden til valget af dette underemne er beskrevet bedre i næste afsnit Branchevalg. Kort sagt så synes vi selv at det lyder spændene at arbejde med netop dette underemne og har stor interesse for at undersøge hvordan teknologien udviklede sig i perioden Her vil vi yderligere lave et produkt, som skal have en vis betydning med vores valgte teknologi. 32

33 Branchevalg Vi har i gruppen valgt at arbejde indenfor energibranchen fordi det lyder spændene, og fordi vi gerne vil kigge på hvilke energi former der fandtes på dette tidspunkt. Vi vil samtidig også kigge på udviklingen af de forskellige energiformer gennem tiderne. Vi har også valgt at beskæftige os med netop denne branche, da vi gerne vil undersøge hvordan og hvorledes energien blev integreret til Danmark, og hvilke former for energi der blev anvendt på det danske samfund, i perioden før og mellem Vi vil kigge på om det var vedvarende energi som vand, vind og sol, eller fossile brændstoffer som olie, gas og kul der blev brugt. Dog har vi nogle baggrundsviden og ræsonnementer angående hvornår og hvordan man brugte energityperne, som vi gerne vil undersøge nærmere, igen fordi vi synes det er interessant. Branchebeskrivelse Under emnet Energi i Danmark har vi tænkt os at kigge på elektrificeringen af det danske samfund. Vi vil kigge på forudsætningerne for at elektriciteten kunne slå igennem i Danmark, det elektriske netværks opbygning i forhold til udlandet og hvorfor det så ud som det gjorde. Derudover vil vi kigge på de forskellige elektriske opfindelser, der fandtes i denne tidsperiode, og hvorfor det netop er glødepæren der slog igennem som oplysning af husstande og ikke gaslampen eller stearinlys. Sammenhængen mellem magnetisme og elektricitet, induktion og transformatorer var områder, man havde haft viden om i adskillelige hundrede år, men det var først i tidsperioden 1880 og fremefter, at man for alvor begyndte at udnytte elektriciteten i samfundet H.C. Ørsted opdager elektromagnetisme Faraday opdager induktionen Mawell - elektromagnetiske feltteori Edisons glødelampe Pearl street elværket Praktisk brugbar vekselstrømsmotor og transformator 33

34 Projekt afgrænsning Dynamoen (1874) HC. Ørsted elektromagnetismen (1820) Mawell elektromagnetiske feltteori (1865) Pearl Street elværket (1882) Energi Edison glødelampe (1878) Vekselstrømsmotor & (1889) transformator Faraday - induktionen (1831) Arbejdsspørgsmål 1. Hvad karakteriserede Danmarks industrisamfund i perioden ? 2. Hvilke forudsætninger var der til at samfundet kunne elektricificeres? opfindelser og viden. 3. Hvordan var det elektriske netværk bygget op og hvad karakteriserede det? 4. Hvilke konsekvenser havde det for samfundet? Foreløbig tilkendegivelse af produkt/værksted Det vi skal have udarbejdet i værkstedet behøver nødvendigvis ikke være et fuldt produkt, men bare noget af et produkt som blev udviklet under vores tidsperiode. Vores 1. prioritet til valg af værksted er El-værkstedet, da vi gerne vil lave et produkt indenfor energisektoren. Vi har fået udarbejdet nogle forslag til valg af produkt, som skal laves under værkstedsperioden. Det vi gerne vil fremstille i produktionsfasen, er en form for en dynamo der driver en glødepære. 34

35 Hovedaktivitet Underaktivitet Ansvarlig Uge 1 Indledning: Indledning: Forside Uge 2 Ug e 3 Ug e 4-5 Ug e 6 Ug e 7 Projektbeskrivelse: Brainstorm: Gruppedannelse: Problemstilling: Informationssøgning: Projektbeskrivelse: Projektbeskrivelse 2: Alle Alle Alle Alle Alle Dokumentation af underemner: Research, Analyse, Dokumentation (underemner): Før perioden - Ørsted - Faraday - Ampere Martin Signalement af perioden - El-netværk - El-værker - Edison - Udvikling Rami Generelle konsekvenser Tilkendegivelse af produkt: Glødelampen - Produktion - Virkning Værkstedbestillingsseddel Alle Safa Alle Værksted: Plan. Værksted: Produktudvikling & Dokumentation Alle Alle Det endelige (korrekturlæsning) : Alle 35

36 Problemformulering Hvad karakteriserer industrisamfundet nationalt og internationalt i perioden ? Hvilke forudsætninger var der til at samfundet kunne elektricifiseres med hensyn til viden og opfindelser? hvilke energikilder brugte man til at producere el og hvordan var el-netværket opbygget? Hvilke gode og dårlige konsekvenser havde det for samfundet? 36

37 Bilag 2. Tidsplan 1/2/3 37

38 38

39 39

40 Bilag 3. Skitser af produktet 40

41 41

42 Bilag 4. Kilde (Ørsteds artikel) Ørsteds artikel i et engelsk leksikon da han opdagede sammenhængen mellem magnetisme og elektricitet: 42