CHARLES AUGUST RUDOLPH PROTEUS STEINMETZ ur.9 kwietnia 1865r. we Wrocławiu (ówczesny Breslau), zm. 26 października 1923 w Schenectady, Nowy Jork, USA. Niemiec żydowskiego pochodzenia, Amerykanin. Matematyk, inżynier, filozof, elektryk. Uważany za jednego z ojców elektryczności.
W wieku ośmiu lat młody Karl rozpoczął naukę we wrocławskim Johannes-Gymnasium, elitarnej szkole w której ujawnił talent w kierunku matematyki i fizyki, ukończył je dziewięć lat później, podejmując bezpośrednio po tym studia na Uniwersytecie Wrocławskim (wtedy Breslauer Universität), na kierunkach matematyka, fizyka, chemia i ekonomia. W 1883 uzyskuje tytuł magistra i rozpoczyna studia doktoranckie.
Steinmetz należał do Socjalistycznego Związku Studentów (Verein Sozialistischer Studenten), uważał, że źródeł postępu ludzkości należy upatrywać w rozwoju nauki i techniki, ale tylko w warunkach powszechnej sprawiedliwości społecznej. Z tego powodu został relegowany z uczelni na podstawie tak zwanych Sozialistengesetze – praw zabraniających legalnego działania organizacjom socjalistycznym i socjaldemokratycznym w Rzeszy Niemieckiej. Inicjatorem tych ustaw był sam Otto von Bismarck, a socjaliści uważani byli wtedy za największych wrogów przez noszącego przydomek „żelaznego” kanclerza.
Nie uzyskując tytułu doktora matematyki, w 1888r. wyjeżdża do Szwajcarii, podejmuje studia na politechnice Federalnej w Zurychu (ETH Zürich) na wydziale elektrotechniki.
W 1889r. wyjeżdża do USA. Steinmetz był karłem kifotycznym (miał garba) z dysplazją stawu biodrowego, co bez mała nie doprowadziło do wydalenia przybyłego do USA Steinmetza. Urzędnik emigracyjny nie widział materiału na wartościowego obywatela w słabo widzącym, nieznającym angielskiego, niepełnosprawnym i w dodatku bez pieniędzy jegomościu.
Na amerykańskiej ziemi słynny wrocławianin zaczął nazywać się Charles Proteus Steinmetz. Proteus (po polsku Proteusz) był jego studenckim przydomkiem. Być może nadano mu go ze względu na jego zdeformowane ciało, gdyż w mitologii greckiej Proteusz był postacią mogącą przyjmować różne kształty lub też ze względu na to, że potrafił się szybko przystosowywać do nowych warunków.
|
|
| Steinmetz z Edisonem 1922r. |
Na początku znalazł pracę w firmie Eickmeyer a następnie, po jej przejęciu w 1892 r przez Tomasza Edisona, w potężnym koncernie General Electric (GE). Z koncernem GE związał się na całe życie: Na początku jako pracownik, a w końcu jako główny inżynier konsultant (chief consulting engineer). Steinmetz odkrył zjawisko histerezy i sformułował zależność na obliczanie wytwarzanych nią strat. Z badaniami tymi związana jest teoria silnika histerezowego (1900) – Steinmetz uważany jest powszechnie za jego wynalazcę. Silniki histerezowe zaczęto stosować na masową skalę dopiero po jego śmierci.
Ch. P. Steinmetz łączył pracę naukową z działalnością inżynierską i dydaktyczną.
Metoda obliczeniowa Steinmetza została zaprezentowana, niewiele z tego rozumiejącej, publiczności na Międzynarodowym Kongresie Elektrycznym w 1893 roku. Jego książkę Theory and Calculation of Alternating Current Phenomena (współautor: Ernst J. Berg) wydaną w 1897 r. przeczytali i zrozumieli tylko nieliczni. Problem, przed którym stanął Steinmetz, polegał na tym, że inżynierów elektryków nie nauczono wystarczająco dużo matematyki, aby mogli zrozumieć jego nowe matematyczne podejście do problemów z wykorzystaniem liczb zespolonych. Tworząc metodę analizy obwodów prądu przemiennego za pomocą owych liczb, stosowaną przecież do dzisiaj, zrozumienie działania maszyn zasilanych tym rodzajem prądu było bardzo trudne. Ten naprawdę prosty i przejrzysty aparat matematyczny pozwolił na to, aby nawet przeciętny inżynier rozumiał i umiał projektować nowoczesne maszyny elektryczne. Fakt ten otworzył drogę do lawiny komercyjnych zastosowań elektryczności. Wraz z zastosowaniem rachunku liczb zespolonych w elektrotechnice, jego prace dotyczące strat histerezowych oraz przenoszenia mocy i energii elektrycznej postawiły go w szeregu czołowych teoretyków i praktyków elektrotechniki. To Steinmetzowi zawdzięczamy wprowadzenie oznaczenia jednostki urojonej przez literę „j” zamiast stosowanej przez matematyków litery„i” .Aby kształcić się w zawodzie elektrotechnika, wydał kilka podręczników, m.in. Matematyka inżynierska(1911) i rozszerzył swoją oryginalną książkę z 1897 roku do trzech oddzielnych tomów. Stopniowo, poprzez jego pisanie, wykłady i nauczanie, jego metoda obliczeń na liczbach zespolonych została powszechnie przyjęta w pracy z prądami przemiennymi.
Podstawowe publikacje z teorii maszyn synchronicznych i asynchronicznych oraz liczne napisane przez niego książki uczyniły go powszechnie znanym i uznawanym elektrotechnikiem nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale również na całym świecie.
W latach 1903 -1913, powołał wydział elektryczny w Union College (Schenectady, New York), którym kierował i jednocześnie nauczał. W realizowanym programie studiów szczególną wagę przywiązywał do nauczania matematyki w powiązaniu z fizyką i elektrotechniką. Opracował szereg podręczników z elektrotechniki, które wyróżniają się starannością i przejrzystością ujęcia materiału – mogą służyć za wzór opracowania podręczników akademickich. Naukowiec napisał i prezentował ponad 30 głównych artykułów na temat elektrotechniki prądów przemiennych i metod analizy. Prezentowany w styczniu 1892 r na forum American Institute of Electrical Engineers (AIEE), poprzednik IEEE, mistrzowski artykuł „Law of Hysteresis” dotyczy metod obliczania strat w obwodach magnetycznych maszyn elektrycznych na etapie ich projektowania.
W latach 1901–1902 był prezydentem AIEE (American Institute of Electrical Engineers).
Od 1917 r. osobiście konstruował samochody elektryczne – w marcu 1920 r. opracował artykuł poświęcony ich projektowaniu, który znajduje się w archiwum IEEE History Center in New Brunswick, New Jersey. Przypuszcza się, że artykuł nie był publikowany aż do roku 2005. W artykule Steinmetz przedstawia nowatorską koncepcję napędu z kompaktowym silnikiem o podwójnym wirniku, który jest zintegrowany z tylną osią samochodu i pełni jednocześnie funkcje mechanizmu różnicowego, obniża to znacznie masę napędu do około 100 kg. Napęd zastosowano w samochodzie Dey electric roadster, który był produkowany w 1917 roku przez firmę Dey Electric Corporation Steinmetz usiłował sprzedawać projektowane przez siebie samochody elektryczne – poszły jednak w zapomnienie.
Link do filmu z samochodem elektrycznym Steinmetza: https://youtu.be/v_05ddNt_-8
Był znanym działaczem społecznym, szczególnie ostro występował przeciwko rasizmowi. Postulował wprowadzenie czterogodzinnego dnia pracy, choć sam był jej tytanem. Wielki elektryk przychylnie przyjął przejęcie władzy w Rosji przez bolszewików i propagował współpracę zachodu z ZSRR. Prowadził liczną korespondencję z Leninem, a w 1922 r. zaoferował swoje zdolności techniczne Rosji Sowieckiej. Oferta ta została jednak odrzucona. „Komunizm – to władza radziecka plus elektryfikacja całego kraju” – slogan, którego autorstwo przypisywane jest wodzowi Wielkiej Socjalistycznej Rewolucji Październikowej, nie został wymyślony przez Lenina, gdyż jego wiedza o elektryczności była raczej miałka. To propagandowe hasło zostało mu podpowiedziane z olbrzymim prawdopodobieństwem przez Steinmetza – geniusza elektrotechniki z Wrocławia.
Steinmetz był bohaterem wielu anegdot. Niezapomniana była jego publiczna debata z Albertem Einsteinem. Panowie całkowicie zdezorientowali publiczność, gdyż w trakcie rozmowy mimowolnie zmienili język, najpierw z angielskiego na niemiecki, a potem z niemieckiego na jidysz.
Zdjęcie z 23 kwietnia 1921 przedstawiające Steinmetza , po jego prawej A.Einstein, Radio Corporation of America (RCA) Brunswick w stacji bezprzewodowej New Jersey (Marconi Wireless Station w Somerset) wraz z czołowym naukowcemi i oficerami RCA, a także inżynierami i naukowcami z Generalnego Electric Company, American Telephone and Telegraph Company i Western Electric Company.
Steinmetz palił bardzo dużo papierosów. Pewnego dnia po przyjściu do swojego biura stwierdził, że coś się zmieniło. Na stole stał kartonik z napisem „No Smoking”. Nie myśląc wiele, wziął pióro, dopisując pod spodem „No Steinmetz” i poszedł do domu. Następnego dnia szyld zabraniający palenia w miejscu pracy zniknął.
Znane jest też jego żądanie zapłaty 10 tys. dolarów za konsultację dotyczącą wadliwie działającego generatora. Pewnego dnia awarii uległa bardzo skomplikowana maszyna. Inżynierowie GE długo szukali uszkodzenia, a nie potrafiąc go znaleźć poprosili o pomoc będącego już na emeryturze Steinmetza. Przyszedł ze swoim nieodłącznym notesem i papierosem w ustach. Chodził od maszyny do maszyny, coś mierzył notował i zaglądał do środka. Po godzinie wziął do ręki kawałek kredy i postawił krzyżyk na obudowie maszyny w miejscu, gdzie należało dokonać korekty uzwojenia. Po jej wprowadzeniu generator zaczął działać prawidłowo. Za usługę wystawił rachunek w wysokości 10 tys. dolarów. Oburzona wysokością honorarium firma zażądała wyszczególnienia czynności i ich wyceny. W uszczegółowionym rachunku pojawił się zapis 10 dolarów za postawienie kredą krzyżyka i 9990 dolarów za wiedzę, gdzie go postawić.
Zarejestrował około 200 patentów, budował elektrownie wodne, pracował nad elektryfikacją kolei i nowymi typami świetlówek, zajmował projektowaniem silników komutatorowych prądu przemiennego stosowanych w tramwajach oraz obliczał i budował transformatory. Przewidywał rozpowszechnienie radia, telewizji, klimatyzacji, elektrycznych urządzeń AGD, wykorzystanie energii słonecznej.
Ch. P. Steinmetz był jednym z geniuszy przełomu XIX i XX stulecia: genialnym matematykiem i wizjonerem, ekscentrycznym uczonym zwanym ,,Czarodziejem z Schecentady” , któremu zawdzięczamy rozwój nauki o elektryczności i jej zastosowaniach w niewiele mniejszym stopniu niż sławnemu i wszystkim znanemu Tomaszowi Edisonowi. Jego szczególne osiągnięcia są na polu teorii i praktyki urządzeń elektrycznych (maszyn elektrycznych) prądu przemiennego (wprowadził liczby zespolone do analizy obwodów). Należy podkreślić, że największe osiągnięcia zawdzięczał połączeniu wykształcenia matematycznego z inżynierską skłonnością do ułatwiania sobie życia. Amerykanie do dziś pamiętają jego zasługi. IEEE (Amerykańskie Towarzystwo Inżynierów Elektryków i Elektroników) przyznaje co rok nagrodę naukową imienia Steinmetza.
Zmarł 26 października 1923 r. Miał 58 lat. Przyczyną zgonu był zawał serca. Został pochowany na cmentarzu Vale w Schenectady.
Jego życie opisane jest przez autorów ze Stanów Zjednoczonych w licznych biografiach. Jedna z nich wydana została również w Niemczech, 241-stronicowa książka Leonarda Jonathana Nortona pt. „Życie Karla Proteusa Steinmetza” (Das Leben des Karl Proteus Steinmetz) ukazała się nakładem wydawnictwa Deutsche Verlag-Anstalt ze Stuttgartu w 1930 r. (oryginał napisany również w języku angielskim).
Niestety wielki wrocławianin nie ma ulicy (jedynie skwerek w Parku Szczytnickim) swego imienia i jest dziś praktycznie w ogóle nieznany mieszkańcom naszego miasta.
W poniższym linku znajdziemy książki online autorstwa Ch. P. Steinmetza:
http://onlinebooks.library.upenn.edu/webbin/book/lookupname?key=Steinmetz%2C%20Charles%20Proteus%2C%201865%2D1923
Źródła:
youtube
https://www.allaboutcircuits.com/
https://teslaresearch.jimdofree.com/
https://www.elektro.info.pl/artykul/z-kart-historii/54984,charles-proteus-steinmetz
https://www.britannica.com/biography/Charles-Proteus-Steinmetz
https://omekatest-union-edu.s3.amazonaws.com/original/1725/Charles_Steinmetz.jpg
Poczet wrocławskich elektryków
Artykuł o Stainmetzu prof. dr hab. inż. Mieczysława Ronkowskiego
Karl Steinmetz – twórca teorii prądów przemiennych. Andrzej Przytulski
SŁYNNI DZIEWIĘTNASTOWIECZNI WROCŁAWSCY ELEKTRYCY Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 4/2017 (116), Politechnika Opolska, Opole, Andrzej Przytulski
