תומאס דייבנפורט – הסטארט אפ החשמלי הראשון

יש צדק רב בקריאתו של שר האוצר למובטלי ישראל להחליף את התורים בלשכות התעסוקה בהשכלה ובעמל כפיים כדי לקדם את עתידם במו ידיהם ולא לסמוך על שולחנם של אחרים. כוחה של קריאה זו נחלש כשהיא אינה נשמעת מפי מי שהתנסה בטיפוס מייגע מתחתית הסולם הסוציו-אקונומי. עוקצה של הקריאה ניטל במדינה קטנה שבחלקים מצמרותיה נהוגה מסורת של קידום מעמדי או מקצועי לא לפי כישורים או חריצות, אלא לפי חברות במפלגה, במשפחה, בעדה, בקהילה, במגזר או במין, או בויתור על עקרונות, ערכים, השקפות עולם או אמונות.

תומאס דייבנפורט הוא מופת לדמות שהצליחה לשנות את מעמדה כנגד כל הסיכויים מחוץ לממסד פוליטי, אקדמי או כלכלי וללא ייחוס משפחתי. תומאס דייבנפורט היה סקרן, אוטודידקט שרכש את השכלתו מחוץ למוסדות, יזם ובעל תושייה. נפח שחושל על ידי חיי סבל והשכיל לעצב את עתידו בחריצות במו ידיו וכשרונותיו, הציב חזון ודבק בו בנחישות עד יום מותו. הוא סיפור הצלחה למרות כשלון כלכלי. בערוב ימיו תומאס דייבנפורט הספיק לתעד את קורות חייו וזיכרונותיו והותיר מסמך מאלף ומרתק, שראוי לשמש דוגמא גם לצובאים בתורים של  לשכת התעסוקה וגם למנהיגים ומחנכים.

תומאס דייבנפורט נולד בורמונט שבארה”ב ב – 1802 כבן שמיני למשפחה בת 12 נפשות. בגיל 10 הוא התייתם מאביו. למשפחה לא הייתה אפשרות לשלוח אותו לבית ספר ובגיל 14 הוא נשלח לעבוד כשוליה של נפח מקומי לפי חוזה תעסוקה שקשר אותו לשבע שנות עבודה קשה. בתמורה לעבודתו זכה תומאס הצעיר לאכסניה, למזון ולששה שבועות בשנה של חינוך בבית ספר כפרי.

הסיכויים של שוליית הנפח להפוך למשכיל היו קלושים, אך משיכה פנימית לספרים ולכלי נגינה העשירה את עולמו הרוחני. בגיל 21 הסתיים חוזה העסקתו והוא עזב את כפרו לכפר אחר בו התקיימה תעשיית מתכת, פתח בית מלאכה ונישא לאמילי – בתו של סוחר מקומי.

בניגוד לדייבנפורט על ג’וזף הנרי שפר הגורל. הנרי היה מדען וחוקר מצליח שכיהן מספר שנים החל משנת 1826 כפרופסור באקדמיה באלבני, אחר כך עבר לאוניברסיטת פרינסטון ומאוחר יותר – בשנים 1846 – 1878 – שימש כמזכיר המייסד של מכון סמיטסוניאן. ג’וזף הנרי ערך ניסויים בתחום החשמל והאלקטרו-מגנטיות והתפרסם כמי שגילה, במקביל לתגליתו של המדען הבריטי מיכאל פאראדיי, את ההשראה האלקטרו-מגנטית. פרופסור הנרי היה חלוץ בפיתוח יישומים מעשיים מסחריים המנצלים את החשמל, ובעת כהונתו באקדמיה באלבני פיתח אלקטרומגנט בעל כושר הרמה של כ – 900 ק”ג על ידי ליפוף מייל של חוט מתכת מבודד במעגלים מקבילים סביב גרעין ברזל רך.

אחת ההמצאות של ג’וזף הנרי הייתה מכשיר להפרדת עפרות ברזל מסיגים. המכשיר נבנה בהשראת מתקני דיש ששימשו להפרדת מוץ מגרעיני חיטה, ובהשראת מכונה דומה להפרדת זרעי כותנה מצמר הכותנה. מכשיר ההפרדה היה בנוי כתוף עץ ממנו בלטו מסמרי ברזל ובתוכו היה אלקטרומגנט. המסמרים המגנטיים משכו ובודדו את עפרות הברזל האיכותיות. מיון מוקדם של עפרות הברזל שיפר את תהליך הייצור ואת טוהרו ואיכותו של הברזל המופק מהכבשנים. להמצאה הייתה חשיבות רבה הואיל והמהפכה התעשייתית והתפתחות מסילות הברזל עוררו ביקוש רב לברזל איכותי.

בשנת 1833 תומאס דייבנפורט שמע כי ההמצאה של ג’וזף הנרי לסינון עפרות הברזל משמשת במפעל ייצור ברזל בשם “Crown Point”. לדייבנפורט, לא היה ידע מוקדם בחשמל או באלקטרומגנטיות, אך ההמצאה עוררה את סקרנותו, הוא השיג ספרים וכתבי עת והחל ללמוד את הנושא. סקרנותו הייתה עזה הוא רתם את סוסו ורכב מרחק 40 קילומטרים לראות את הפלא במו עיניו. המראה הצית את דמיונו והוא החליט להמשיך עוד כ – 130 קילומטרים דרומה לאקדמיה באלבני על מנת לפגוש את ג’וזף הנרי. כאשר הגיע לאלבני התאכזב דייבנפורט לגלות שפרופסור הנרי עבר לאוניברסיטת פרינסטון.

תומאס דייבנפורט חזר לביתו ללא פרוטה ושכנע את אחיו הרוכל להצטרף אליו עם עגלת מרכולתו למסע נוסף ל – “Crown Point”. האחים מכרו במכירה פומבית את הסחורה של האח, החליפו את סוסו בסוס נחות וכך השיגו כסף ורכשו את המגנט. כששבו הביתה האח הציע להחזיר את ההוצאות על ידי הצגת המגנט כנגד תשלום, אך תומאס לא קיבל את ההצעה ובניגוד לצפוי גם לא השתמש במכשיר לשיפור איכות הברזל בבית המלאכה שלו. תומאס דייבנפורט פירק את המכשיר בשעה שאשתו תיעדה את שיטת ההרכבה. לאחר מכן הוא החל בניסיונות משלו ובנה ועיצב שני אלקטרומגנטים נוספים. כדי ליצור חוט מתכת מבודד, שלא היה בהישג ידו, אמילי אשתו גזרה את שמלת כלולותיה לרצועות משי דקות ששימשו כחומר מבודד.

מקור החשמל לאלקטרומגנט היה סוללה מהסוג שפותח על ידי המדען האיטלקי אלסנדרו וולטה. סוללה זו הייתה דלי חומצה ששימשה כאלקטרוליט, ובתוכו גליל ממתכות שונות ששימשו אלקטרודות שחוברו בחיווט למגנט.

בשנת 1834 דייבנפורט המציא מנוע חשמלי הפועל בזרם ישר בעזרת האלקטרומגנטים שיצר. דייבנפורט הציב מגנט אחד על גלגל שסבב על ציר וקיבע מגנט נוסף למסגרת יציבה. יחסי הגומלין בין שני מגנטים בעלי קוטביות מנוגדת גרמו לגלגל להסתובב חצי סיבוב. דייבנפורט למד שעל ידי היפוך החוטים של אחד המגנטים הגלגל הוסיף חצי סיבוב והשלים סיבוב. הוא שכלל את המצאתו – חוטים קבועים מהמסגרת סיפקו זרם למוליך מקוטע שסיפק זרם לאלקטרומגנט שרכב על הגלגל. היפוך אוטומטי של  קוטביות המגנטים פעמיים בכל סיבוב יצר תנועה סיבובית רצופה ומתמשכת.

 למנוע החשמלי היה כושר להניע ציוד בבית המלאכה של דייבנפורט, אך היו לו רעיונות מרחיקי לכת. עידן רכבות הקיטור החל, אך טכנולוגית הקיטור לא חפה מבעיות והתפוצצויות של דודי קיטור גרמו מעת לעת אסונות. הפתרון של דייבנפורט היה קטר המונע על ידי חשמל. בשנת 1835 דייבנפורט בנה מודל של רכבת חשמלית על מסלול סיבובי בקוטר 1.2 מטר, הכח סופק מהסוללה לקטר באמצעות הפסים.

 תומאס דייבנפורט נסע לוושינגטון לרשום פטנט על המצאתו אך נדחה מכיוון שלא היו פטנטים קודמים על ציוד חשמלי. הוא יצא לסיור בקולג’ים לפגוש פרופסורים למדעי הטבע שיבחנו את המצאתו ויספקו מכתבי המלצה למשרד הפטנטים. במסגרת מסעו, דייבנפורט הגיע עם המצאתו ל-“מכון רנסלר” בטרוי, שהיה בית ספר הנדסי, שמטרתו הכשרת מחנכים ופיתוח מדע שימושי. ההמצאה הרשימה את רואיה, היא הוצגה לאזרחי העיירה ומנהל המכון קנה מדייבנפורט את המנוע לבית הספר. בכסף שקיבל תמורת המנוע דייבפורט רכש חוטים מבודדים וחזר לביתו לבנות מנוע נוסף. הוא נסע לפרינסטון לפגוש את פרופסור ג’וזף הנרי ולאוניברסיטת פנסילבניה לפגוש את פרופסור בנג’מין פרנקלין בך, שהיה מדען ובעל שם נכדו של בנג’מין פרנקלין.

דייבנפורט הרשים את אנשי המדע וחזר למשרד הפטנטים עם מכתבי המלצה ומודל פועל. צרותיו לא הסתיימו, המודל נשרף לפני שנבחן והוא נאלץ לבנות מודל נוסף. ב – 25 לפברואר 1837 נרשם על שמו של תומאס דייבנפורט פטנט על המצאת מנוע חשמלי. הקהילה המדעית והעיתונות הגיבו בהתרגשות ובציפיות גבוהות ודיווחו על מהפכה, על כוחו המאגי והמסתורי של המגנט ועל האנרגיה הבלתי צפויה שניתנה בידי האנושות.

דייבנפורט זכה לתהילה זמנית והציב מעבדה וסדנה ליד “וול סטריט” בתקווה למשוך משקיעים לפיתוח המצאתו. כדי לשווק את המנוע דייבנפורט ייסד עיתון משלו בענייני אלקטרומגנט ומכניקה. מכונות הרוטציה של העיתון פעלו כמובן בעזרת מנוע חשמלי.

המנוע היה הצלחה טכנולוגית מרשימה, אך כשלון כלכלי. התעשייה השמרנית העדיפה את טכנולוגית הקיטור המוכרת ונטען כי איש אינו יודע לצפות מראש את כמות האנרגיה בסוללות הכימיות. קרנות מימון שהובטחו לדייבנפורט לא נשלחו והוא נאלץ לחזור לורמונט פושט רגל ועצוב, שם כתב ספר שתיאר את עבודתו ואת חזונו לשימושי מנוע החשמל. דייבנפורט נפטר בן 49, כשהוא מותיר אחריו חזון ותקוות.

תומאס דייבנפורט היה נביא שראה את הארץ המובטחת ולא זכה להיכנס אליה, אך המנוע שלו המשיך וממשיך להסתובב. כ – 20 שנים לאחר מותו – בעזרת התגליות והמחקרים של הנס כריטיאן אוארסטד הדני, מיכאל פאראדיי הבריטי וג’וזף הנרי האמריקאי, בדבר ההשראה המגנטית – המנוע של דייבנפורט הופעל באופן הפוך כמחולל חשמל. מחוללי החשמל הופעלו באמצעות מנועי קיטור וזרמי מים, והפכו אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית יציבה שהוזרמה למנועים חשמליים שתרגמו את האנרגיה החשמלית בחזרה לאנרגיה מכנית. 40 שנים לאחר מותו של דייבנפורט חשמליות עירוניות החליפו סוסים וכבשו את ערי ארצות הברית ואירופה.

נקודות ציון היסטוריות בהתפתחות הידע בתחום החשמל, המגנטיות, האלקטרוכימיה והאלקטרומכניקה.

בשנת 1650, אוטו וון גאריק יצר מחולל חשמל סטטי בעל פוטנציאל מוגבל ביותר.

בשנת 1752 בנג’מין פרנקלין בפילדלפיה שבארה”ב, שהתפרסם כמדינאי לא פחות ממדען, ערך ניסויים בחשמל סטטי שאוחסן בצנצנות “ליידן” ונפרק בפעימה מהירה, ובאמצעות עפיפונים במטעני חשמל בסערות.

בשנת 1800 אלסנדרו וולטה הציג באיטליה, סוללה חשמלית שנוצר על ידי ריאקציה כימית בין שתי מתכות שונות. תגליתו של וולטה סיפקה מקור חשמל לאורך זמן.

בשנת 1820 חוקר דני, הנס כריסטיאן אוארסטד גילה שמחט של מגנט מושפעת מסגירת מעגל חשמלי סמוך וגילה שחשמל יוצר שדה מגנטי.

באותה שנה, זמן קצר אחר, כך אנדרה מארי אמפר בצרפת הראה שהשפעה מגנטית מוכפלת על ידי ליפוף הסליל החשמלי.

ויליאם סטורגיאון ב – 1825 צעד צעד נוסף על ידי ליפוף סליל מתכת לא מבודד סביב פיסת ברזל מבודדת בצורת פרסה – הוא יצר את האלקטרומגנט הראשון.

ב – 1831 מדען בריטי, מיכאל פאראדיי, הצליח ליצור חשמל ממגנט כשהניע דיסק של מוליך חשמל בתוך שדה מגנטי וגילה את ההשראה האלקטרומגנטית.

כמעט באותו זמן ג’וזף הנרי השתמש במגנט הרמה שעיצב וייצר חשמל מהמגנט על ידי שינוי עוצמתו של המגנט. מגנט ההרמה שייצר באלבני היה מסוגל להרים 2,000 ליברות.

בשנת 1834 דייבנפורט המציא מנוע אלקטרוני הפועל בזרם ישר.

תומאס אדיסון המציא את הנורה החשמלית ב – 1879 על ידי שימוש בבטריה כימית, אך הוא זיהה את הצורך במערכת יצירת חשמל מרכזית ומערכת הפצה, כדי לספק חשמל ללקוחות.

הגילוי שהשראה מגנטית יכולה ליצור חשמל היה צעד חיוני לעולם החשמל המודרני.

ב- 1882 תחנת פרל סטריט במנהטן השתמשה במנועי קיטור שהניעו גנרטורים בדומה למנוע של דייבנפורט כדי ליצור זרם חילופין. זיהוי ביקוש מוגבר דרש תחנה מסיבית של ייצור ושרות. אדיסון הקים מתקן ייצור חשמל שהפך לחברת ג’נרל אלקטריק. המוצר הראשון של החברה היה מנועים וגנרטורים שחיקו את ההמצאה של דייבנפורט.

מאמר זה פורסם לראשונה באתר: http://www.e-mago.co.il. 

Leave a Reply