Fra Thales til Jan Wessel

Den greske filosofen Thales beskrev allerede i år 600 før Kristus gnistfenomenet. Over 2.500 år senere laget nordmannen Jan Wessel den første nettdrevne radio. Denne artikkelen tar for seg stamtreet for data- og teleteknikken.

Magne Lein

Det er lett å glemme at datamaskinen er en elektronikkboks. Den er nemlig tilpasset brukerbehovene i uvanlig stor grad. Dette skjer via eksplosiv symbiose mellom skreddersydde funksjons-beskrivelser, programvare, og selve elektronikken. Men på 40- og 50-tallet var de smarteste svakstrømsingeniørene datapionérene. Funksjonstilpasningene skjedde ved hjelp av loddebolten.

Begrepet elektronikk ble ikke brukt før på 60-tallet. Før den tid, fra 20-tallet, kalte man lavspenningsdelen av elektroteknikken for "svakstrøm". Den beskjeftiget seg med spenninger under nettspenningsnivå, fra først av innen telefon og telegrafi, også den trådløse.

Svakstrømsområdet var i utgangspunktet bare et vedheng til sterkstrømsteknikken. Sterkstrøm dreide seg stort sett om, og dreier seg stort sett om, kraftutbygging. Svakstrømsstudentene på NTH kalte øvelsene innen sterkstrøm for "sleggelab".


				Arvefølgen

Denne artikkelen kompletterer det stamtreet for data/tele-teknikken vi påbegynte i tre artikler i 1994. Vi gikk transistoren nærmere etter i sømmene i nummer 31. Mikroprosessoren spesialbehandlet vi i en jubileumsartikkel i nummer 39. I nummer 43 markerte vi 150-årsjubiléet for kommersielle telekommunikasjoner.

I disse tre artiklene fulgte vi den moderne elektronikkens og data/tele-teknikkens teknologiske røtter tilbake til 30-tallet, til patenter som ga et forvarsel om hva som skulle komme innen transistorområdet.

Med artikkelen i dette nummeret har vi sveipet over hele data/tele/eletronikk-delen av elektroteknikken, med andre ord svakstrømssiden. Kraftutbygging, altså sterkstrømsdelen, er en annen skål.

FØRST I VERDEN: Radionette-gründeren Jan Wessel var en av de store pionérene innen norsk elektronikk, eller svakstrøm som det het den gang. Blant annet laget Radionette verdens første, nettdrevne radio. (Foto: Utlånt av Norsk Teknisk Museum)

SE NESTE SIDE

På gjengrodde elektronikkstier

Etter oppfinnelsen av radiorøret skjedde det en fullstendig omkalfatring av elektroteknikken fra 20-tallet, frem til 60-tallet. Senere tok transistoren og de integerte kretsene over. Dynamikken ble enda større.

Teknologihistorikerne og bransjeanalytikerne er blitt mer og mer rådville når det gjelder å vurdere ringvirkningene av den nye teknologien. Ikke minst er dette tilfelle for data som verktøy for desentralisert samarbeide innen prosjektgrupper og innen virtuelle bedrifter og bedriftsavdelinger. Også data som verktøy for teknologioverføring innen i-land, mellom i-land og u-land og mellom i-land og nyindustrialiserte land gir en dynamikk som man ikke har noen som helst oversikt over.

Det er ikke uberettiget å hevde at elektronikk og data etter hvert er blitt en hovedforutsetning for utviklingen innen de fleste andre yrkesområder, medisin inklusive.

I dag har svakstrøm, eller elektronikk, helt overkjørt det teknologiske opphavet, sterkstrømsteknikken. Elektronikken har nå en kunnskapsbase som er flere hundre ganger større. Elektronikk omfatter faktisk også det meste av det som finnes av komponenter innen sterkstrøm, bare i "light"-format.

Makrolikhet

Ordet "elektronikk" er med andre ord av relativt ny dato. Men dette har ikke sin bakgrunn i at det gamle begrepet "svakstrøm" ble gammeldags på grunn av funksjonelle forskjeller mellom det som skjer i en transistor og i det gamle radiorøret. Det var mer snakk om en internasjonalisering av begrepsapparatet i forbindelse med spranget i miniatyriseringsmulighet. I begge tilfeller dreier det seg om bryterfunksjoner og forsterkning via styring av elektronstrømmer. Elektronikken i en datamaskin består primært av millioner av transistoriserte brytere (av/på = 0/1)

I de "gamle" radiorørene (de har nå en renessanse i forforsterktrinnene i de dyreste Hi-Fi-anleggene) strømmer elektronene nokså homogent gjennom vakuum i glassrøret som omslutter elektrodene. I transistorene, og dermed i de integrerte kretsene (IK) og mikroprosessorene, strømmer elektronene gjennom såkalte halvledermaterialer. Til forskjell fra metallene er halvledermaterialene elektrisk ledende under helt spesielle betingelser.

Stamtreet

For å få et helhetsbilde av den moderne transistor- og datateknikkens teknologiske stamtre kan man med andre ord ikke stoppe opp med de første transistorspirene på 30-tallet. Vi må ha med oss svakstrømsperioden, som rent praktisk startet med engelskmannen John Ambrose Flemings oppfinnelse av det første radiorør, en diode, i 1904, og det fundament den sto på. Med Flemings rørdiode kunne man likerette vekselstrømssignaler i form av radiobølger. Men det praktiske grunnlaget for Flemings oppfinnelse ble lagt allerede tyve år tidligere, i 1883, av Thomas Alva Edison. Under letigen etter stadig bedre materialer til glødetråder i lampene sine fant Edison at en glødetråd i vakuum kan avgi elektroner ("Edison-effekten").

Dioden ble et velkomment supplement til de velkjente krystallene, som først fikk praktisk betydning i krystallapparatene, samt til de selenlikeretterne som mest ble brukt til likeretting av større strømmengder, primært i ladere for blyakkumulatorer. Likerettereffekten i visse mineraler ble påvist av tyskeren Ferdinand Braun i 1874. Han koplet krystaller (blysulfid) til en ressonansspole og fikk derved en elektrisk krets som kunne detektere radiobølger med en helt bestemt frekvens. Det likerettede signalet ble fanget opp av en øretelefon. Krystallapparatet var en realitet. Dette var forløperen til radioen.

Før Braun og Edison

Allerede hulemennesket hadde forundret seg over "magnetsteiner" de fant i naturen og gnistfenomene de opplevde i forbindelse med ravklumper som ble gnidd. Men det var den greske filosofen Thales som først beskrev gnistfenomenet, rundt 600 år før Kristus. Det greske navnet på rav var "elektron", så her har vi opprinnelsen til ordet elektrisitet.

Senere dukket teknikken med å gni isolasjonsmaterialer opp i "elektrisérmaskinene", som de fleste har stiftet bekjentskap med i fysikktimene.

Nå var mennesket for første gang på sporet av hvordan man kan manipulere elektroner. Men det tok 2.000 år før man kom videre. Det skjedde da dronning Elisabeths livlege William Gilbert (1540-1603) utga en bok som het "De Magnete". Her ble grunnlaget lagt for videre forskning på magnetisme og elektrisitet.

På slutten av 1800-tallet hadde den italienske legen Luigi Galvani observert underlige virkninger av elektrisitet på musklene hos frosk. Landsmannen Alessandro Volta tok opp tråden, og utførte eksperimenter som etter hvert resulterte i den såkalte "voltasøylen"; det første batteri som omdanner kjemisk energi til elektrisitet.

Og fra nå av blomstrer de eksotiske eksperimentene. Under ett av sine forsøk med strømførende kobberledninger oppdaget dansken H. C. Ørsted tilfeldigvis at strømmen påvirket en magnetnål i nærheten. Han var på sporet etter de elektromagnetiske feltene, feltene som all trådløs kommunikasjon er basert på, alt fra radio/TV til mobiltelefon.

Engelskmannen Michael Faraday fant i 1831 ut at man kan generere en elektrisk strøm i en ledning ved å bevege en annen, strømførende ledning eller en magnet i nærheten av den. "Induksjon" var påvist for første gang. Dermed lå veien veien åpen for dynamoer, elektriske motorer og transformatorer. Først ute med en dynamo var den franske instrumentmakeren Hippolyte Pixii, 1832. Men her skjøt det først fart med Siemens' videreutvikling i 1866 og den belgiske elektrikeren Zénobe Théophile Gramme's eksperimenter i 1870.

Etter dynamoen fulgte den tyske ingeniøren Moritz Hermann Jacobi opp med en likestrømsmotor, i 1834.

Den første transformatoren ble patentert av de engelske ingeniørene Gaulard og Gibbs i 1881. Senere patenterte amerikaneren (utvandret tsjekker) Nicola Tesla 3-fase vekselstrømsmotorer og 3-fase transformatorer i 1887.

Parallelt med denne mer sterkstrømorienterte utviklingen skjedde det saker som pekte mer direkte mot svakstrøm og trådløs kommunikasjon. De tyske fysikerne Gauss og Weber demonstrerte i 1833 at Faradays oppdagelse av induksjon kunne benyttes til å overføre meldinger fra en del av Gøttingen til en annen bydel. De fikk utslag på en magnetnål via signaler over to ledninger fra en spole som ble beveget i et magnetfelt ved hjelp av en arm (en forløper til morsenøkkelen). Amerikanereren Samuel Morse rendyrket denne teknikken og etablerte den første kommersielle telegraflinje mellom Washington D.C. og Baltimore i 1844.

Genial teoretiker

I 1865 presenterte engelskmannen James Clerk Maxwell det teoretiske grunnlaget for hvordan de antatte, elektromagnetiske bølgene bredte seg utover fra det stedet de ble generert (ennå ikke betegnet som "senderen"). Maxwell-ligningene regnes som noe av det ypperste innen vitenskapelig teori overhode. De er fortsatt hovedpensum på tekniske høgskoler. Ved forsøk i Bonn i 1888 påviser Heinrich Hertz eksperimentelt at de bølgene, eller feltene, Maxwell hadde beskrevet rent teoretisk, virkelig eksisterer.

Russeren Alexander Popoff fremkaster i 1895 tanken om å bruke "Hertzke bølger" til trådløs telegrafi, og indikerer bruk av det han kaller "antenne". Engelskmannen Oliver Lodge engasjerer seg også sterkt i trådløs kommunikasjon. Men det blir italieneren Guglielmo Marconi som først demonstrerer praktisk bruk av trådløs telegrafi (1895). Trådløs radiokommunikasjon, altså tale, ble demonstrert i 1913, men da trengte man radiorøret.

Kvantesprang

Innledningsvis streifet vi det første radiorøret, Fleming-dioden. Den fikk imidlertid fikk ingen stor praktisk betydning, heller ikke som likeretterdiode. Men den var av avgjørende betydning for amerikaneren Lee de Forests oppfinnelse av rørtrioden i 1906, altså radiorøret med tre elektroder.

I rørdioden flyr elektronene fra den negative glødetråden ("katoden"), over til den positive anoden. Her skjer det kun likeretting. Ved å sette inn en tredje elektrode, et "gitter", mellom katoden og anoden, og nær katoden, kan man forsterke den likerettede elektronstrømmen mellom katoden og anoden.

Men trioden lå i dvale i ennå 5-6 år, inntil amerikaneren Edwin Armstrong tok i bruk tilbakekoplingsteknikk (også oppfinner av FM). Da skjedde det et teknologisk kvantesprang, ett av senere mange innen elektronikken og datateknikken. Nå lå veien åpen for forsterkning av svake radiosignaler, slik at de kunne drive en høytttaler.

Man hadde nå den teknologien man trengte for å lage "moderne" radioer. Ordet moderne er ikke så feilplassert. Vi har selv fikset opp radioer fra tidlig tjuetall, slik at folk som lyttet, trodde lyden kom fra en relativt ny radio. Lyden fra reiseradioene Radionette og Tandberg laget på 60-tallet, kan konkurrere med lyden fra mange av de reiseradioene folk kjøper i dag. I tillegg har de flere bølgebånd.

Norge tidlig med

Elektrisk Bureau (EB) var først ute i Norge med industriell produksjon av radioer. Bedriften ble etablert i 1882 av Carl Søderberg og Oluf Tostrup (ja, han med den berømte Tostrup-kjelleren i Oslo, i dag presseklubb). Man startet med batteriradioen RL1, som kom på markedet i 1923. Eksemplarer er i dag en sjeldenhet; snadder som vi samlere er på stadig utkikk etter.

Radionette-gründeren Jan Wessel var også en storpionér, med verdens første, nettdrevne radio i 1927, det vil si, nokså samtidig med den første nettradioen i USA, som vi også har et eksemplar av. Dette var starten på A/S Jan Wessel Radiofabrikk Radionette. Og 1927 var året etter at en annen radiopionér, Vebjørn Tandberg, begynte på NTH. Hvor han for øvrig gikk ut med temmelig svake karakterer (nevnt som trøst for andre gründere!).

Senere fulgte Tandberg opp, tidlig på 30-tallet. Og fra da av ble det etablert lokale radiofabrikker på løpende bånd. På det meste fantes det, ifølge Norsk Radiohistorisk Forening (NFR), over 60 radiofabrikker i Norge! De siste; Radionette og Tandberg, gikk nedenom på slutten av 70-tallet, da de ikke forsto hvor viktig det var å redusere kostnadene via montasje i lavkostområder som Singapore og Taiwan. Japanerne tok over. Men nå begynner den gjenopplivede radio/Hi-Fi-delen av Tandberg Radiofabrikk å vise tenner igjen, via Aker Mic-avleggeren Tandberg Audio Products.

Foruten radioproduksjon var det ikke så mye spennende som skjedde innen norsk svakstrøm før 2. verdenskrig. Trådløs telegrafi kan nevnes, samt tilløp til trådløs radiokommunikasjon, primært til sjøs. Ellers dreide det meste seg om seg om telefonutbygging, altså teknisk nokså enkle greier, men med komplisert infrastruktur.

Men fra slutten av 50-tallet begynte norsk elektronikk å ta av. Det grodde opp elektronikkbedrifter i kjellere og på loft. Over denne underskogen svevde store og mellomstore bedrifter, som Elektrisk Bureau, NEBB, Norsk Data, Tandberg, Stentor og Gustav A. Ring. Det var i en periode så mye på gang, at vi tidlig på 70-tallet foreslo at Fastlands-Norge Norge burde satse på å bli et Elektronikk-Sveits!

TELEDEBUT: Samuel Morse startet den første, kommersielle telegraflinje i 1844. (Arkivbilde)

INDUKSJON: Michael Faraday gjorde de første forsøk med elektromagnetisk induksjon. (Arkivbilde)

STORKANONER: James Clerk Maxwell, øverst til venstre, laget et sett ligninger for elektromagnetiske bølgers utbredelse. Heinrich Hertz, øverst til høyre, var den første som påviste eksistensen av elektromagnetiske bølger og således verifiserte Maxwells teori, Oliver Lodge, nederst til venstre, gjorde viktige forsøk med trådløs kommunikasjon, med det blir Guglielmo Marconi, nederst tilhøyre, som setter idéene ut i livet. (Arkivbilder)

Thomas Alva Edisons påvisning av at glødende metalltråder under gitte betingelser avgir elektroner la grunnlaget for John Ambrose Flemings første radiorør med to elektroder, dioden. Bildet viser Edison med sin første fonograf. (Arkivbilde)

KVANTESPRANG: Lee de Forest utviklet det første radiorør med tre elektroder, trioden. Et teknologisk kvantesprang. (Arkivbilde)

GENIAL: Mange regner Edwin Armstrong som tidenes største oppfinner på svakstrømsområdet. Han fant blant annet frem til tilbakekoplingsteknikken, utviklet FM og blir av mange regnet som oppfinneren av rørtrioden. de Forest har fått æren for trioden, men det er ting som tyder på at Armstrong kan ha vært først ute. Han kunne imidlertid ikke dokumentere dette tilfredsstillende. Her er Armstrong på bryllupsreise, under demonstrasjon av sin gave til bruden, selvsagt en radio. (Arkivbilde)

STORSAMLER: Paul Gigante, Kalifornia, er en av storsamlerne av elektronikk fra pionértiden. Her med en 1-rørs Magnavox-radio fra cirka 1920. (Foto: M. Lein)

ÆRESMEDLEM: John Wentzel, San Francisco, driver fortsatt sitt meget velutstyrte radioverksted fra 1930. Han reparerer det meste samlere og andre interesserte bringer inn fra radioens barndom. Så vidt vites er historien om verkstedet hans enestående i verden. Her utnevner artikkelforfatteren ham til æresmedlem av Norsk Radiohistorisk Forening. (Foto: Mrs. John Wentzel)

Artikkel automatisk generert, 19/01-95, kl. 01.23 cw@oslonett.no