Utdrag ur CETIS nyhetsbrev nr 2 maj 2009
Ett ljus går upp
Thomas Alva Edison brukar ofta nämnas som den som uppfann glödlampan, helt i den tradition som gärna lyfter fram ensamma genier som de som leder utvecklingen inom såväl teknik som vetenskap. Men uppfinningar görs sällan av enstaka personer, snarare är de ofta resultatet av mångas möda i långa händelsevävar. Arbetet med att få fram en användbar teknisk artefakt inrymmer så mycket mer än själva artefakten. Att vända intresset mot den ensamma glödlampan ger varken rättvisa åt historien, Edison själv, eller kunskapen om hur uppfinningar blir innovationer.
Tankar om att använda elektricitet uppstod ganska snart efter att användbara batterier började tillverkas under de första åren på 1800-talet. Båglampans ljus som uppstod när två kolbitar fördes samman var intensivt och uppseendeväckande. Den kom att användas både för att lysa upp stadsgator och industrier som behövde fungera på natten.
Kol, metaller och problemet luft
Att såväl kol som tunna metalltrådar började glöda när man lät ström passera var en upptäckt många gjorde. De flesta metaller oxiderade dock snabbt och förstördes. Problemet med den korta livslängden löstes delvis i Belgien 1838. Man lyckades tillverka glödlampor bestående av koltrådar inneslutna i en glaskolv där man pumpat ut så mycket luft man kunde. Något år senare gjordes försök i England med platina i tråden. Platina visade sig vara mer hållbart, även i luft.
Edisons angreppssätt
50 år senare gav sig Edison i kast med glödlampans korta livslängd. hade han en idé om att reglera strömmen, att sätta in en termostat i lampan. Med lång erfarenhet av reläer och elektromagnetiska konstruktioner från telegrafin prövade han, med "trial and error" ett stort antal konstruktioner. Edison skissade sina idéer på papper och lät anställda modellbyggare bygga prototyper som sedan testades. I Menlo Park byggde han upp en uppfinnarverkstad med ett hundratal anställda, mest hantverkare och experter inom olika teknikområden. Två vetenskapsmän var anställda, mest för att sköta det jättelika bibliotek som införskaffades och för att göra matematiska beräkningar.
Många problem att lösa
Edison ansåg att för att kunna lysa upp ett hus eller en gata behövde man parallellkoppla ett stort antal lampor så att strömmen delades upp på många glödtrådar. Då krävdes lampor med hög resistans, mycket högre än de lampor som fanns och som ofta använde kol. För att en glödtråd skulle få hög resistans behövde den vara lång och mycket tunn. Genom att linda tråden i en spiral kunde man få plats med en lång tråd inuti lampan. Detta gav upphov till nya problem, hur skulle man kunna linda en spiral av en ofta mycket skör tråd utan att varven kortslöts?
Glödtråden behövde kopplas till anslutningstrådarna och mycket arbete lades ned på att finna en lämplig kontaktmetod. Olika lösningar av platina eller kol prövades. Där trådarna lämnade lampan uppstod en skör punkt i lampan, där den dels läckte in luft och dels kunde spricka.
Kol förbrändes snabbt om det var dåligt vakuum i lampan och Edison var tvungen att uppfinna nya mer effektiva vakuumpumpar, pumpar som på sin tid var de bästa i världen. Duktiga glasblåsare och hantverkare anställdes till de här uppgifterna.
Konkurrens
De tidiga belysningssystemen var ofta batteridrivna men Edison menade att för att lampor skulle kunna användas och kunna konkurrera med gasljus behövdes det effektiva elektriska generatorer, något som verkstaden i Menlo Park började utveckla. En ångmaskindriven elektrisk generator kunde driva upp till 60 glödlampor. Genom att ha hög resistans i lamporna och ett mycket finurligt sätt att dimensionera kabelnätet kunde man uppnå hög effektivitet, något som var nödvändigt för att kunna konkurrera med gasljuset. Edison valde att använda likström i sitt system, troligen beroende på den kunskap man hade i och hur man konstruerade bra likströmsgeneratorer. Han bedrev en skarp kampanj mot konkurrerande växelströmsnät och visade bland annat vad som händer med levande djur när de fick kontakt med växelström. En vild elefant i New York Zoo dödades med hjälp av växelström i ett experiment Edison genomdrev och också filmade.
Hela systemet
Det som slutligen gjorde att Edison blev ansedd som "trollkarlen i Menlo Park" var hans systemtänkande. Han projekterade hela elektriska kraftverk, räknade på hur man skulle lägga ned ledningar, hur tjocka dessa skulle vara, hur utbildade dessa arbetare behövde vara etc. När han elektrifierade båten "Columbia" fick han uppfinna säkringar och strömbrytare som kunde godkännas av de kritiska försäkringsbolag som skulle godkänna installationen.
Edison insåg tidigt vikten av publicitet. För att få pengar och kunder till sina projekt gällde det att visa att han och hans team kunde åstadkomma underverk. I en amerikansk tidskrift beskrev han redan 1879 hur phonografen skulle revolutionera världen och alla de användningsområden som den skulle kunna fylla. Tio år senare återkommer han i samma tidskrift och berättar att nu finns den att köpa och att alla visioner var uppnådda.
Hur arbetade man då på Menlo Park?
När ett problem hade identifieras försökte man finna en så stor variation som möjligt i lösningsmetoder som noggrant och systematiskt testades. Det kunde bestå i att man samlade in kvistar från ett stort antal träd från hela världen som förkolades och testades om de glödde på rätt sätt. Det kunde vara att prova dussintals olika sätt att tillverka en spiral eller att prova hundratals med olika material som kunde tänkas skydda en elkabel från väta. Edison hade ett stort bibliotek med alla möjliga sorters tidskrifter där man hämtade idéer och kunskaper. Man kan säga att den metod man använde var "pröva allt".
Elektriciteten hade varit känd i nästan 100 år men de teorier som fanns användes sällan i det praktiska arbetet. Vartefter som fabriken utvidgades med olika sorters verksamhet kunde idéer och lösningar återanvändas.
Telegrafiprodukterna dyker upp i lampornas reglersystem, den av Edison utvecklade telefonmikrofonens kunskap om kol och behandling av kol leder till slut fram till den lyckade koltrådslampan, den som idag anses vara den första glödlampan.
Edison var en praktikens man, han utgick sällan från naturvetenskaplig kunskap men var ändå aktad i vetenskapliga kretsar, framför allt för den tekniska kvalitet hans laboratorium och medarbetare besatt. Han hade kontakt med storheter som Newcomb och Michelsson och hjälpte ofta till med att designa utrustning till vetenskapliga experiment.
Innovationsarbete i skolans teknik
Vi lär oss av Edison att teori inte föregår praktik! Genom att handgripligt pröva och "leka" med nya material, verktyg, sammansättningsmetoder och komponenter skapar man en kunskapsbas av funktioner som kan uppnås på vissa sätt. Det är dessa konkreta upplevelser och erfarenheter som väcks i problemlösningsprocessen – inte de naturvetenskapliga teorier som förklarar fenomenen. 
Naturvetaren tänker på ett fenomen som finns och som skall förklaras. Innovatören tänker på något som ännu inte finns, men som skall skapas! Vi lär oss också att en lyckad innovation kräver ett system av stödjande funktioner och komponenter för att bli användbar och lyckad. Marknadsföring, tillverkningsprocesser, livscykelanalys, ekonomiskt stöd är andra viktiga faktorer.
Det räcker inte med en glödlampa!
Lars-Erik Björklund
Doktor i teknikens didaktik
Linköpings universitet
För mer information om Edison se:
Thomas Alva Edison Biography
Tillbaka
Linköpings universitet, CETIS, Campus Norrköping, 601 74 Norrköping011-36 31 09 (tfn) cetis@cetis.liu.se -
Skriv ut