Även om det är möjligt att spåra historien om utnyttjandet av elektrisk kraft och identifiera de personer som är ansvariga för olika genombrott längs vägen, är det svårt att sätta ett namn på den person som först upptäckte elektricitet. Mycket tidigt i mänsklighetens historia skulle människor ha sett blixtar, en uppenbar naturlig manifestation, men skulle inte ha kunnat förklara det. Den kända historien om elektricitet går tillbaka till åtminstone 620-550 f.Kr., då man i antikens Grekland fann att gnidning av päls på bärnsten orsakade en attraktion mellan de två. Denna upptäckt tillskrivs filosofen Thales av Miletus. Det skulle dröja många århundraden innan någon kunde koppla detta fenomen med blixten, och ett sekel mer innan elektriska strömmar kom till praktisk användning.
Tidiga experiment
På 17-talet hade många elrelaterade upptäckter gjorts, såsom uppfinningen av en tidig elektrostatisk generator, differentieringen mellan positiva och negativa laddningar och klassificeringen av material som ledare eller isolatorer. År 1600 gjorde den engelske läkaren William Gilbert först sambandet mellan attraktionen av motsatt laddade föremål och magnetism. Han myntade termen elektrisk, från grekiskans elektron – som betyder bärnsten – för att identifiera kraften som vissa ämnen utövar när de gnides mot varandra.
Benjamin Franklin
Benjamin Franklin är kanske det namn som mest förknippas med elektricitet. År 1750 försökte han bevisa att blixtnedslag orsakades av elektricitet genom att beskriva ett experiment där en elektrisk ledare skulle användas för att utvinna ström från ett åskmoln. Det verkar som att innan han kunde utföra detta, lyckades en fransk experimenterare vid namn Thomas-Francois Dalibard, som hade läst Fraklins skrifter om ämnet, framgångsrikt få en elektrisk urladdning från ett åskmoln med hjälp av en 40 fot (12.2 meter) metallstolpe i maj 1752. Franklin är krediterad för att ha utfört ett liknande experiment i juni samma år, där han flög en drake med en metallnyckel fäst vid den till ett lämpligt moln. De exakta historiska detaljerna är oklara, men han kan då ha hämtat nyckeln och laddat ur elektricitet från den.
Även om det inte är klart exakt när, hur eller ens om Franklin faktiskt utförde sitt blixtexperiment, tillskrivs han med rätta tanken bakom det. Förhållandet mellan belysning och elektricitet efter att ha bekräftats, fortsatte han med att uppfinna blixtledaren, en metallstolpe som säkert leder elektricitet bort från en byggnad under ett åskväder. Franklin observerade och dokumenterade andra elektriska fenomen, men det överläts till andra att avgöra elektricitetens sanna natur och utnyttja dess kraft.
Galvani, Volta och uppfinningen av batteriet
De italienska forskarna Luigi Galvani och Alessandro Volta spelade båda en roll i utvecklingen av det första batteriet i slutet av 18-talet och början av 19-talet. 1780 upptäckte Galvani vad han kallade ”djurelektricitet” när han upptäckte att ett grodlår skulle dra ihop sig om det kopplades till två olika metaller. Volta visade senare att den ”djurliga” delen var onödig, och att par av olika metaller, såsom zink och koppar, kunde producera en ström om de sänktes ned i en elektrolyt, såsom saltvatten. Denna enhet är känd som en galvanisk cell.
Volta fortsatte med att skapa en ”voltaisk hög” bestående av omväxlande lager av koppar och zink åtskilda av papper indränkt i saltvatten. Detta genererade en större ström och krediteras som det första batteriet. Dessa enheter fungerar eftersom zink har en större tendens att förlora elektroner än koppar, så att när de är anslutna med en elektrolyt kommer elektroner att flöda från den ena till den andra och bildar en galvanisk cell. En serie galvaniska celler sammankopplade, som i en voltaisk hög, utgör ett batteri.
Det har teoretiserats att en artefakt som upptäcktes i Irak, och som antas vara från någon gång mellan 224 och 640 e.Kr., kan ha varit en typ av batteri. Den bestod av en liten terrakottakruka som innehöll ett kopparrör som omgav en järnstav. Om den är fylld med en elektrolyt, såsom druvjuice, kan den producera en elektrisk ström. De flesta forskare tror dock att krukorna användes för att lagra rullar och att deras förmåga att generera en ström är en ren tillfällighet.
Michael Faraday
År 1831 upptäckte den engelske vetenskapsmannen Michael Faraday att en elektrisk ström kunde induceras i en koppartråd av ett rörligt magnetfält. Detta ledde till två avgörande uppfinningar: dynamo och elmotor. En dynamo genererar en elektrisk ström genom den relativa rörelsen av spolar av koppartråd och magneter och är den primära metoden som används idag för att generera elektricitet för hushålls- och industribruk. Elmotorn utnyttjar samma princip: en ström som flyter i ett magnetfält producerar rörelse.
Thomas Edison och Nicola Tesla
Efter uppfinningen 1860 av den elektriska glödlampan av den brittiske fysikern Joseph Swan, fick den amerikanske uppfinnaren Thomas Edison idén, i slutet av 1800-talet, att överföra elektricitet via kablar till varje hem för att ge belysning. Edison planerade att använda likström (DC) som producerades av de generatorer som fanns tillgängliga vid den tiden. Detta skulle dock ha inneburit att man placerade ut generatorer med täta intervaller, eftersom mycket ström gick förlorad genom kablarnas motstånd.
Nicola Tesla, en serbisk-född ingenjör och uppfinnare som arbetade med Edison under en tid, utvecklade en ny sorts generator som producerade en ström som bytte riktning många gånger i sekunden, känd som växelström (AC). Detta hade fördelen att spänningen och strömmen kunde varieras med hjälp av en transformator. Strömförluster kan minimeras genom att överföra elektriciteten med låg ström och hög spänning, sedan minska spänningen och öka strömmen för hushållsbruk. Trots hårt motstånd från Edison antogs AC, och det här är den typ av ström som används i hemmen idag.