Werner Siemens

13. prosince 1816 až 6. prosince 1892
německý vynálezce

Obří koncern Siemens založil skvělý vynálezce a konstruktér Werner Siemens společně se svými dvěma bratry. Jméno Wernera Siemense je spojeno především s telegrafií, protože se zasloužil o vybudování spojení nejen mezi městy v Evropě, ale i mezi celými kontinenty položením podmořských kabelů. To ale není vše, vynalezl dynamo nebo elektrický výtah.

Werner Siemens se narodil v Lenthe u Hannoveru a byl nejstarším synem z devíti dětí (měl ještě starší sestru). Dětství prožil na statku Menzendorf, který měl v pronájmu jeho otec. První vzdělání získal společně se svými sourozenci od své babičky. Od deseti let navštěvoval měšťanskou školu v Schönbergu a od roku 1829 se znovu vyučoval doma u domácího učitele.

Werner Siemens.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Po smrti prvního i druhého domácího učitele odešel v roce 1832 se svým bratrem na gymnázium v Lübecku. Učil se tu hlavně klasické jazyky, ale to Wernera nebavilo, proto chtěl odejít na Bauakademie v Berlíně. Ta byla jedinou technickou školou v tehdejším Německu. Jenže studium bylo příliš drahé a rodina s tolika dětmi si ho nemohla dovolit. Na radu jednoho poručíka vstoupil do armády, kde mohl na Pruské vojenské akademii studovat stejný obor jako na stavební škole.

Studium na vojenské škole

Jeho první cesta ve vojenském směřovala do Berlína, kam putoval několik dní pěšky. Na radu šéfa inženýrského sboru nastoupil přímo k dělostřelcům v Magdeburgu. Jeho šance na přijetí do školy se tak podstatně zvýšila. Tři měsíce, které zbývaly do přijímací zkoušky, se opravdu pilně učil matematiku, francouzštinu, dějepis a zeměpis, které na gymnáziu v Lübecku patřily jen k okrajovým předmětům.

Z patnácti uchazečů byl díky svým znalostem vybraný mezi čtyři přijaté uchazeče. Na Pruské vojenské akademii poznal vynikající učitele: George Ohma, Heinricha Magnuse nebo Eidmanna.

Ve vězení

V dalších letech byl opět odveden do Magdeburgu. Během této doby mu zemřela matka a krátce nato i otec, proto se musel postarat o své bratry Wilhelma, Friedricha a Karla, které později nechal vystudovat. Za účast na souboji v roce 1840 byl uvězněn na pět let. Nezahálel ani ve vězení. Zřídil si tu laboratoř, prováděl pokusy s elektrolýzou a horkou novinkou - daguerrotypií. Během zkráceného pobytu (asi měsíc) v cele objevil a později patentoval elektrolytické pozlacování a postříbřování. Společně se svým bratrem Wilhelmem se věnoval prodeji patentů na své vynálezy: regulátor k chodu parního stroje, postříbřování a pozlacování s využitím termočlánku, poniklování, zinkotisk apod.

Bratři Siemensové – Wilhelm (vlevo) a Karl, později vytvořili s Wernerem firmu Siemens Brothers & Co.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Telegraf

V roce 1846 se Werner Siemens začal věnovat vylepšení elektrického telegrafu. 12. října 1847 společně s mechanikem Johannem Georgem Halskem založl dílnu na výrobu elektrických telegrafních přístrojů. Dílna se rychle rozvíjela, až se rozrostla v závod Siemens & Halske s pobočkami po celé Evropě.

Úkolem ﬁrmy Siemens & Halske bylo vytvořit telegrafní spojení mezi Berlínem a Frankfurtem. Běžně se měděné telegrafní kabely izolované gutaperčou pokládaly do země pod koleje. Jenže na této trase ještě železniční spojení neexistovalo. Kabely bylo tedy nutné vést nad zemí. Izolace kabelů gutaperčou při dešti nefungovala. Siemens navrhl a použil zvonkové izolátory z porcelánu. Jejich výhodou bylo, že dovnitř nepršelo. Dalším nepřítelem nadzemního vedení byl vítr, polární záře a atmosférická elektřina, která Siemense donutila opatřit všechny stožáry účinnými hromosvody.

Provoz na lince mezi Berlínem a Frankfurtem byl zahájen v zimě 1849. Na základě tohoto úspěchu získal zakázku na linky z Berlína do Kolína nad Rýnem. V zimě 1849 zpracoval všechny své dosavadní poznatky o telegraﬁi v Mémoire sur la télégraphie électrique (Pojednání o elektrické telegraﬁi), kterou přijala francouzská Académie des Sciences v čele s Francoisem Aragem.

V roce 1852 se Werner Siemens vydal do Ruska, aby vyjednal podmínky k dodání telegrafní linky z Petrohradu do Moskvy. Během cesty se zastavil v Königsbergu, kde 11. března 1852 požádal Mathildu Drumannovou, nejmladší dceru své sestřenice, o ruku. Tak daleká cesta se neobešla bez dobrodružství, ale i tak se mu podařilo vyjednal stavbu telegrafní linky z Petrohradu do Oranienbaumu s odbočkou do Kroštatu. Na zbytku zakázky už pracoval jeho bratr Karl Siemens.

V roce 1857 byl Werner Siemens pověřen odborným dohledem nad kladením podmořského kabelu mezi Sardinií a Bona (Alžírsko). Namáhavou práci se mu během dne a noci podařilo dokončit. Byl to první podmořský hloubkový kabel delší jak 1,7 km. V roce 1854 uveřejnil v Poggendorfových análech článek O podávání současných depeší jediným telegraﬁckým vodičem. Reagoval tak na objev Dr. Gintla, který pomocí jednoho vedení telegrafoval oběma směry současně. Werner Siemens dokázal, že jeho vedení je nespolehlivé. Sám navrhl řešení pomocí elektromagnetických přístrojů.

Podobně jako Wilhelm Weber, se snažil řešit problémy rušení vedení. Vycházel z předpokladu, že rušení vzniká elektrostatickou indukcí. Aplikoval Ohmův zákon a na základě Faradayovy teorie získal Poissonovy výrazy pro hustotu proudu na povrchu vodiče. Pomocí této teorie pak vysvětlil řadu souvisejících problémů. Tuto práci publikoval až v roce 1857. Mezitím s podobným vysvětlením přišel William Thomson a James Maxwell.

V roce 1860 Werner Siemens navrhl jako jednotku odporu odpor rtuťového sloupce o metrové délce a průřezu 1 mm² při teplotě 0 °C a publikoval ho v Poggendorffových análech pod názvem Návrh reprodukovatelné míry odporu. Brzy byl tento návrh přijat a ve Vídni 1868 stanoven za jednotku odporu v telegraﬁi. Na základě nově deﬁnované jednotky odporu byly další vyráběné kabely kontrolovány již během výroby a jejich životnost se výrazně zlepšila.

Dynamo

Na podzim roku 1866 začal Werner Siemens pracovat na zdokonalení elektrického zapalování pomocí válcového induktoru. Podařilo se mu sestrojit první dynamoelektrický stroj, krátce dynamo s vlastním buzením, ve kterém použil k vytvoření magnetického pole kolem otáčejících se částí elektromagnety. Ty byly navinuty v drážkách v tzv. T indukčním vinutím (později označovaném jako Siemensova kotva).

Ještě před Vánocemi ho předvedl berlínským fyzikům. Nový stroj se dal jedním směrem bez problémů otáčet, kdežto při otáčení druhým směrem kladl velký odpor. Jeho stroj vyráběl pomocí pracovní síly elektrický proud. Název dynamoelektrický byl časem zkomolen na dynamo. První stroje byly použity na pařížské světové výstavě v roce 1867 a jako pokusné zdroje pro osvětlení Berlína. Berlínskému přístroji se rychle rozžhavovala kotva, proto bylo možné bez přestávky svítit jen krátkou dobu.

První dynamoelektrický stroj od Wernera Siemense s T indukčním vinutím.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons Attribution 3.0 Unported

Rodinný život

První manželství s Mathildou trvalo jen 13 let, protože Mathilda zemřela na rodinnou plicní chorobu. Během manželství se jim narodili dva synové a dvě dcery. 13. července 1870 se Werner Siemens znovu oženil se svou vzdálenou příbuznou Antonií Siemensovou, se kterou měl dceru a syna.

Parník Faraday.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

V roce 1868 vystoupil Halske z ﬁrmy a bratři Siemensové – Wilhelm, Karl a Werner – spojili své podniky v Londýně, Petrohradě a Berlíně v jednu společnost Siemens Brothers & Co. V dalších letech ﬁrma položila 6 kabelů telegrafního spojení mezi Irskem a Spojenými státy Americkými. K tomu účelu byl sestrojen speciální parník Faraday. V roce 1880 ﬁrma Siemens Brothers & Co. předvedla první elektrický výtah a v roce 1882 realizovala první důlní elektrickou lokomotivu.

Hrob Wernera Siemense v Berlíně.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Za svou práci byl Werner Siemens v roce 1888 povýšen do šlechtického stavu, získal titul tajného vládního rady (za členství v patentním úřadě), inicioval vznik prvního německého vědeckého ústavu, který vznikl v Charlottenburgu, který vedl Hermann Helmholtz. Práci ve ﬁrmě postupně předal svým synům. Zemřel v Berlíně.