پدر برق

امروزه استفاده از الکتریسیته یا برق به صورت‌های مختلف مستقیم یا متناوب، ضعیف یا قوی، تک فاز یا سه فاز، آن‌قدر با زندگی ما عجین شده است که زندگی‌امان بدون آن تقریباً کاملاً فلج می‌شود. همه‌ی اطراف ما را وسایلی فرا گرفته است که با برق کار می‌کنند: یخچال، تلویزیون، رایانه، چراغ، و .... این‌ها زندگی ما را خیلی راحت ساخته‌اند. گاهی عوام الناس تصور می‌کنند مخترع برق ادیسون بوده است در حالی که او چراغ لامپ برقی را اختراع کرد. در واقع الکتریسیته‌ای که اکنون به این گستردگی مورد استفاده‌ی بشریت است بر مبنای اکتشافات و اختراعات مایکل فارادی به وجود آمد. البته از قدیم، حداقل به قدمت زمان یونانیان باستان، مردم می‌دانستند که با مالش بعضی اجسام به یک‌دیگر (مثلاً کهربا به پشم) خاصیتی در آنها به وجود می‌آید که در شرایطی از آنها جرقه‌های صداداری ساطع می‌شود. آنها ولی توجه چندانی به این پدیده ننمودند. در نیمه‌ی قرن هجدهم میلادی، بنیامین فرانکلین آزمایشی ترتیب داد که نشان داد رعد و برقی که در ابرها ایجاد می‌شود جریانی است که می‌توان آن را هدایت کرد. اما البته چنین جریانی بیش از آن شدید و غیر قابل کنترل بود که او بتواند از آن استفاده کند، اما آزمایش او حداقل ثابت کرد که رعد و برق پدیده‌ای الکتریکی است. ولتا در ابتدای قرن نوزدهم میلادی دست به اختراع اولین باتری الکتریکی زد. باتری او برخلاف پدیده‌های تخلیه‌ی الکتریکی از نوع کهربا و رعد و برق قادر بود یک جریان الکتریکی پایدار تولید نماید. اما نخستین کسی که توانست به نحو کارآمد و قابل استفاده‌ای دست به تولید الکتریسیته بزند مایکل فارادی بود.
پدر مایکل آهنگری تهی دست بود و قادر نبود اسباب تحصیل فرزندش را فراهم آورد و مایکل در یک کتاب‌فروشی مشغول به کار شد. بر اثر علاقه‌ی علمی‌ای که داشت هم‌زمان با کارش بسیاری از کتاب‌های علمی آن کتاب‌فروشی را مطالعه کرد. در همین راستا در سنین جوانی به جلسه‌های درسی که سِر همفری دِیوی برگزار می‌کرد شرکت نمود و با دقت تمام به یادداشت‌برداری از این درس‌ها پرداخت و سپس با منظم کردن آنها، جزوه‌هایش در این رابطه را برای دیوی ارسال کرد. این شیمی‌دان بزرگ تحت تأثیر نظم و دقت کاری فارادی در تهیه و تنظیم جزوه‌های درسی واقع شد و به او پیشنهاد کار به عنوان دستیار در آزمایشگاهش را داد. گرچه در ابتدا فارادی می‌بایست به انجام کارهای جزئی و خدماتی آزمایشگاه می‌پرداخت اما به زودی با علاقه‌ای که به انجام آزمایشات و تحقیقات آزمایشگاهی نشان داد و از هر فرصتی در کنار کارش برای انجام آزمایشات استفاده نمود توجه استاد را به خود جلب کرد و به زودی توانست از کلیه‌ی امکانات آزمایشگاه برای انجام تحقیقات عملی‌اش استفاده کند. او علاقه‌ی ویژه‌ای به موضوع الکتریسیته داشت. با کارهای ولتا تا آن زمان مشخص شده بود که با عبور جریان الکتریکی که از باتری‌های ولتا به دست می‌آمد از درون مایعاتی خاص، مایع به عناصر سازنده‌اش تجزیه می‌شود. مثلاً این امر در مورد آب معلوم شده بود که با این عمل به دو گاز اکسیژن و هیدروژن تجزیه می‌شود. هم‌چنین می‌دانستند اگر از درون محلول نیترات نقره برق را عبور دهند می‌توانند نقره را به صورت رسوب گذاری شده بر روی الکترود به دست آورند. به این فرایندها نام الکترولیز داده شده بود. فارادی در طی آزمایشاتش سعی داشت از جریان الکتریکی حاصل از باتری‌های ولتا برای آزمایشات مختلف استفاده کند و همواره در این اندیشه بود که چگونه می‌توان آن را به کار مفید برای انسان تبدیل کرد. او بالاخره در این زمینه به توفیق دست پیدا کرد و در سال 1821 توانست اولین موتور الکتریکی یا الکتروموتور را بسازد. موتور الکتریکی وسیله‌ای است که در آن قسمتی از انرژی جریان برق ورودی بر اثر تآثیرات به وجود آمده‌ی الکترومغناطیسی به انرژی جنبشی محوری تبدیل می‌شود که قادر است چرخ‌ها یا چرخ‌دنده‌های متصل به خود را به چرخش درآورد و کار مکانیکی مفیدی که مورد نظر انسان است را به انجام برساند. البته الکتروموتوری که فارادی ساخت بیشتر به درد این می‌خورد که تولد یک اختراع تعیین کننده را به جهانیان نشان بدهد تا این که عملاً بتواند کار خیلی مفیدی انجام دهد زیرا در مقایسه با الکتروموتورهای پرقدرتی که امروزه هر کاری انجام می‌دهند خیلی ساده و ضعیف بود. اما همان توانست نظر جهان علم و فن را به سوی او جلب کند و او را صاحب اعتبار ویژه‌ای گرداند به گونه‌ای که با این که تحصیلات آکادمیک نداشت به سمت استاد انجمن سلطنتی انگلستان برگزیده شد.
فکر خلاق فارادی از حرکت باز ایستادنی نبود به ویژه اکنون که هم اعتبار و هم امکانات بیشتری جهت ادامه‌ی تحقیقاتش به دست آورده بود. این بود که به فکر افتاد که روال کار الکتروموتور را بر عکس کند. همان‌طور که توضیح دادیم در موتور الکتریکی، عبور جریان الکتریکی باعث ایجاد گردش مکانیکی می‌شود. فارادی با خود اندیشید قاعدتاً با پیمودن عکس این فرایند باید بتوان از گردش مکانیکی برق تولید کرد. او به آزمایشاتش در این زمینه ادامه داد. او دریافته بود که هر گاه در فضای بین دو قطب یک آهنربای نعلی شکل میله‌ای مسی (یا میله‌ای رسانا) را حرکت دهد در آن جریان الکتریکی در یک جهت برقرار می‌شود و هرگاه همان میله را در همان فضا در جهت عکس حرکت دهد جریان الکتریکی در جهت عکس در میله جاری می‌شود. پس او متوجه شده بود که حرکت مکانیکی در میدان آهنربایی می‌تواند جریان الکتریکی تولید کند. در این زمینه که چگونه می‌تواند وسیله‌ای کاربردی بسازد که یک چرخش مداوم مکانیکی را به یک جریان مداوم الکتریکی تبدیل کند دست به آزمایشاتی زد و سرانجام وسیله‌ای ساخت که در آن یک صفحه‌ی مسی به وسیله‌ی دستگیره یا هندلی که به محور آن تعبیه کرده بود را می‌شد با سرعت در فضای بین دو قطب بک آهنربای نعلی شکل بزرگ به چرخش واداشت و این امر باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی مداومی در مدار بسته‌ای که یکی از انتهاهای آن مرکز قرص مسی و انتهای دیگر آن لبه‌ی قرص بود می‌شد. به این ترتیب او نخستین ژنراتور جهان را هم ساخت. ژنراتورهای پرقدرت و متنوع و پیچیده‌ی امروز که برق مورد نیاز جهان را تولید می‌کنند از لحاظ اصولی و کلی هنوز بر مبنای ژنراتور مایکل فارادی کار می‌کنند. همان گونه که چهره‌ی جهان امروز بدون اختراع ادیسون، لامپ الکتریکی، قابل تصور نیست که چگونه می‌بود، زندگی بشر، بدون زنراتورهای مولد برق و الکتروموتورهای مصرف کننده‌ی این برق و درواقع تبدیل کننده‌ی آن به کارهای مطلوب انسان تقریباً اصلاً ممکن به نظر نمی‌رسد. این هر دو اختراع بسیار عظیم و تأثیرگذار، یعنی ژنراتور و الکتروموتور، به نام مایکل فارادی ثبت شد، روح پرتلاشی که اختراعات چشمگیرش به همین دو محدود نماند اما این دو اختراع قدر و منزلت او را در رابطه با کشف بهره‌بردارانه‌ی الکتریسیته جاودانه ساخت.