تاریخچه سیم و کابل در جهان

شاید شمار افرادی که علاقمند به شنیدن تاریخچه سیم و کابل در جهان هستند زیاد نباشد. ما در این مقاله سعی داریم مختصرا در این مورد صحبت کنیم، دانستن اطلاعاتی در مورد تاریخچه سیم و کابل در جهان خالی از لطف نیست. فناوری‌ها در طول تاریخ کشف، پیدا و مورد استفاده هستند. گاهی به دلایلی گم می‌شوند یا فراموش می‌شوند ولی دوباره مسیر خود را در بین بشر و تکنولوژی پیدا می‌کنند. ممکن است مردم در مورد مخابرات و ارسال اطلاعات به نقاط مختلف یا اینترنت و سایر ارتباطات زیاد سخن بگویند، آنها مستقیما در مورد سیم و کابل برق یا کابل تلفن حرفی نمیزنند، اما در هر صورت نسخه‌ای از سیم و کابل در هر ارتباطی یافت می‌شود که به فناوری اجازه کار و ادامه حیات می‌دهد.

کلمه wire در انگلیسی مربوط به قبل از 900 بعد از میلاد است، از کلمه انگلیسی قدیمی wir. یک کلمه مشابه، به معنی قطعه فلزی کشیده و باریک گرد، در زبانهای نورس قدیم نشات می‌شود. احتمالاً به کلمه قدیمی آلمانی "wira" نیز مربوط می‌شود که به معنی کار خوب در جواهرات طلا بود که به نظر می‌رسید شبیه سیم باشد. کلمه "کابل" احتمالاً از کلمه لاتین capulare گرفته شده است، که به معنی طناب یا لبه‌ای است که در اسب یا گاو استفاده می‌شود. همانطور که نخ با طناب به هم مربوط هستند، معنای کلمه سیم و کابل نیز درارتباط هستند، اکنون همه می‌دانید که سیم‌ها، کابل‌ها را تشکیل می‌دهند. مهندسان در حقیقت افراد کنجکاو و باهوشی هستند که مسیرهای جدید را با ایده‌های جدید تست و بررسی و کشف می‌کنند. تاریخچه سیم و کابل در جهان نیز همواره با تلاش این افراد رشد کرده‌است.

آغاز تاریخچه سیم و کابل در جهان

دومین تاریخ ذکر شده در تاریخچه سیم و کابل در جهان به سال 1729 برمیگردد. این زمانی بود که استفان گری (1636-1736) دریافت که نیروی الکتریکی، که توسط مالش شیشه ایجاد می‌شود، می‌تواند مسافت‌های طولانی را از طریق یک سیم ارسال کند. برق از زمان اصطکاک اجسام روی یکدیگر از زمان یونانیان باستان تولید می‌شد و جایگاه خود را در تاریخچه سیم و کابل در جهان یافته بود. Elektron ، که نام الکتریسیته از آن گرفته شده است، در یونانی به معنی "کهربا" است. کهربا، وقتی مالیده شود، منبع خوبی برای الکتریسیته ساکن است. شاید گفت یونانیان باستان بدون آنکه بدانند بخشی از تاریچه سیم و کابل در جهان باشند.

به سراغ پیتر ون مشنبروک (1661-1761) می رویم. او نیز دستی بر تاریخچه سیم و کابل در جهان دارد. در ژانویه 1746، وی شیشه لیدن را تکمیل کرد، وسیله‌ای که با قرار دادن لایه‌های فلزی داخل و خارج یک شیشه ساخته شده بود. خازن شد که می‌تواند الکتریسیته را ذخیره کند ون مشنبروک اینها را شارژ می‌کرد و آنها را به صورت سری و با سیم متصل می‌کرد. وی در آزمایشاتش این موارد را تست و بررسی می‌کرد. او و دستیارانش سیم‌های انتهایی لیدن جارس را لمس کردند و شوک‌های تند و ضربه زننده‌ای دریافت کردند، حتی دستیار را برای چند ثانیه بیهوش کردند. 

در حدود 1775، هنری کاوندیش (1810-1731) آزمایش و نظریه را کنار هم گذاشت و "ظرفیت" و "مقاومت" را اختراع کرد. او در آزمایش‌های خود با مقاومت، جریان را روی یک سیم با لمس آن و برآورد درد اندازه گیری کرد. بیشتر آثار او تا یک قرن بعد منتشر نشد. او از مرگ به شدت می‌ترسید و تنها یک طرح از او باقی مانده است. شاید عصبی‌ترین فرد تاریخچه سیم و کابل در جهان بود.

در ایتالیا، در سال 1793، آلساندرو ولتا (1727-1845) انواع آزمایشات را با قورباغه‌ها انجام داد و باعث شد ماهیچه‌های مرده کوچک آنها با پالس‌های الکتریکی منقبض شوند. با انجام این کار، مشخص شد که فلزات مختلف، با مایع موجود در قورباغه، می توانند ولتاژ متحرک را تولید کنند. او با ایجاد لایه‌هایی از فلزات متناوب، مس و روی، جدا شده از کاغذ ضخیم آغشته به آب نمک، اولین باتری مدرن را به نام شمع ولتاییک تولید کرد. یک سلام جدید به تاریخچه سیم و کابل در جهان، جالب است بدانید تنها اختراع مجدد باتری 2000 سال طول کشید. ولت به نام او نامگذاری شده است. وی همچنین ایده یک مدار را کشف کرد که در آن الکتریسیته از قطب به قطب دیگر منتقل می‌شود و این که قبل از جریان، مدار باید کامل باشد.

اتفاقات تاریخی سیم و کابل در جهان

اگر می‌توانید در زمان سفر کنید، ممکن است بخواهید در سال 1816 از باغ سرفرانسیس رونالدز در همرسمیت، لندن دیدن کنید. وی بیش از 8 مایل سیم در باغ خود نصب کرده بود. فقط با استفاده از الکتریسیته ساکن، می‌تواند برای هر سیم شارژ ارسال کند. این شارژ یک توپ چوب پنبه کوچک را که در انتهای سیم معلق بود به خود جلب کرد. با حرکت توپ‌، نامه‌ای نمایان شد. به این ترتیب می توان پیام ها را ارسال کرد. نیروی دریایی انگلیس تحت تأثیر قرار نگرفت. شاید اصلا اهمیتی هم به این اتفاق در تاریخچه سیم و کابل در جهان در آن زمان داده نشد.

در سال 1820، هانس کریستین اورستد (1777-1851) کشف کرد که جریان الکتریکی در یک سیم باعث حرکت یک سوزن قطب نما می‌شود. این نشان دهنده ارتباط بین الکتریسیته و مغناطیس است. فقط یک هفته بعد، آندره ماری آمپر (1836-1775) متوجه شد که جریانهای موازی با یکدیگر مخالف هستند و جریانهای مخالف جذب می‌شوند. این منجر به نظریه مایکل فارادی (1867-1791) شد، که در سال 1831 پرسید: اگر برق می‌تواند مغناطیس تولید کند، چرا مغناطیس نمی‌تواند الکتریسیته تولید کند؟ در واقع سوالی که تاثیرگذار بود تا ژنراتور الکتریکی و موتور متولد شدند. در حقیقت سوالات هستند که کنجکاوی را می‌سازند و کنجکاوی‌ها منجر به کشف و اختراع می‌شوند. تاریخچه صنعت سیم و کابل در جهان نیز می‌تواند نمونه‌های بسیاری از کنجکاوی داشته باشد.

در سال 1826، جورج سیمون اهم (1787-1854) تشخیص داد که جریان در یک سیم مستقیماً با ولتاژ منبع و مقاومت سیم ارتباط دارد. این رابطه آنقدر بحث برانگیز بود که وی انتشار این نتایج را که اکنون به عنوان قانون اهم معروف است، برای چندین سال به تأخیر انداخت.

در سال 1830، جوزف هنری (1778-1797) هنگامی که در کلاسی تدریس میکرد. او در واقع گفت که هیچ ارتباطی بین الکتریسیته و مغناطیس وجود ندارد. برای اثبات این امر، او یک سیم را فعال کرد و نزدیک سیم دوم با یک متر خام که جریان الکتریکی را نشان می‌داد، کار کرد. وقتی اولین مدار را روشن کرد، حرکت کرد. او نتوانسته حرف خود را ثابت کند. نه تنها این، او دریافت که اگر یک یا هر دو سیم را بپیچد، می تواند اثر را تشدید کند و اگر سیم را به دور یک تکه آهن بپیچاند، شدت مغناطیس بیشتر می‌شود. اما این داستان شگفت انگیز تاریخچه سیم و کابل در جهان چیزهای بیشتری دارد. در جایی که شاگرد صحافی به دلیل خواندن کتابهایی که باید صحافی می‌کرده‌است، اخراج می‌شود و به یکی از بزرگترین نابغه‌های برق تاریخ تبدیل می‌شود، تاریخچه سیم و کابل در جهان احتمالا چنین داستان‌هایی در دل خود دارد.

سابقه کابل‌های برق 

اولین استفاده از کابل الکتریکی قابل تشخیص احتمالاً خطوط تجاری اولیه تلگراف بود، مانند خطوط بین واشنگتن دی سی، تا بالتیمور، مریلند در سال 1844. این کابلهای اولیه از آهن بودند و تولید آنها دشوار بود. به منظور بهبود تولید با روانکاری سطح آهن سیمها، از سولفات مس برای اعمال یک پوشش نازک مسی استفاده شد. ویژگی رسانایی برتر مس به زودی مشخص شد و مس در نهایت جایگزین این رساناهای اولیه آهن شد. در سال 1913، کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک IACS (استاندارد بین المللی مس) را به عنوان معیاری برای مقاومت مس مساوی با 100 درصد رسانایی تعیین کرد.

در دهه 1880، اولین کابلهای عایق شده با گوتا پرچا، ماده طبیعی لاتکس تولید شده از شیره درختان به همین نام، عایق بندی شدند. این عایق باید دائماً مرطوب نگه داشته شود وگرنه خشک می‌شود و عایق رسانا نمی‌شود. این ماده تا حد زیادی با لاستیک و قیر ولکانیزه جایگزین شده است. تا سال 1890 عایق کاغذی آغشته به انبوه روی کابل‌ها و ولتاژهایی تا 10 کیلو ولت استفاده می‌شد. در سال 1906 کابل‌های زرهی معرفی شدند که دارای روکش انعطاف پذیر و دو هادی با پارچه و عایق لاستیکی بودند.‌در دهه 1930 اولین آزمایشات با عایق PVC در آلمان انجام شد و در پایان جنگ جهانی دوم انواع قابل توجهی از لاستیک های مصنوعی و پلی اتیلن وجود داشت. 

به نظر می‌رسد تاریخچه سیم و کابل در جهان در حال روند رو به رشد قرار گرفته باشد. تا سال 1950 PVC از نظر تجاری مقرون به صرفه بود و کابل‌های لاستیکی را در بسیاری از مناطق به ویژه در سیم‌کشی خانگی جایگزین کرد، آلومینیوم نیز به طور گسترده‌ای به عنوان هادی جایگزین مورد استفاده قرار گرفت. دهه 1970 عایق های XLPE را جایگزین کابل های عایق کاغذی در برنامه های ولتاژ متوسط اعلام کرد. در دهه 1980 فیبرهای نوری در خطوط هوایی برای انتقال داده‌ها و نظارت بر وضعیت و استفاده بیشتر از XLPE در خطوط انتقال فشار قوی بین 66 تا 240 کیلوولت معرفی شدند. همچنین مواد فوق رسانایی با درجه حرارت بالا کشف شد. جایگزین های PVC (کابل های LSZH) که در آتش سوزی ایمن تر بودند، در پاسخ به تعدادی از آتش سوزی های غم انگیز عمومی که خطرات دود و گازهای سمی از مواد مختلف از جمله PVC را نشان می‌دادند، در حال توسعه بودند. در دهه 1990، پلیمرها برای استفاده در EHV، ولتاژ بالا، برنامه‌های کاربردی گسترش یافت و استفاده از فیبرهای نوری در خطوط هوایی رواج یافت.

صنعت سیم و کابل همانطور که در تاریخچه سیم و کابل در جهان به آن اشاره کردیم همواره در حال رشد و بهبود بوده است. امروزه نیست در سراسر جهان مهندسان در تلاش برای بهبود مداوم اختراعات هستند.

منبع