To 1893 o πρωτοπόρος ηλεκτρολόγος μηχανικός Τσαρλς Πρωτέας Στάινμετς (Charles Proteus Steinmetz ή Karl August Rudolph Steinmetz) παρουσίασε στο Διεθνές Ηλεκτρικό Συνέδριο του Σικάγου την εργασία του με τίτλο «Complex quantities and their use in electrical engineering» , όπου εισήγαγε για πρώτη φορά την χρήση των μιγαδικών αριθμών στην ηλεκτρολογία. Η εργασία του Steinmetz παρουσιάστηκε στο κοινό με τα εξής λόγια:
«Χρησιμοποιούμε όλο και περισσότερο τις μιγαδικές ποσότητες αντί των ημιτόνων και συνημιτόνων, και παρατηρούμε ότι η χρήση τους προσφέρει μεγάλα πλεονεκτήματα τόσο στους υπολογισμούς των κυκλωμάτων εναλλασσομένων ρευμάτων όσο και σε όλο το φάσμα της φυσικής. Οτιδήποτε γίνεται προς αυτή την κατεύθυνση αποτελεί μεγάλο όφελος για την επιστήμη.»
Το άρθρο αυτό έδειχνε πώς η χρήση των μιγαδικών αριθμών απλοποιούσε εντυπωσιακά την ανάλυση των κυκλωμάτων του εναλλασσομένου ρεύματος.
διαβάστε σχετικά:
1. Οι φανταστικοί αριθμοί στην Φυσική
2. Κυκλώματα και μιγαδικοί αριθμοί
3. Φανταστικά εκθετικά και η πιο όμορφη εξίσωση στον κόσμο
Ο Steinmetz γεννήθηκε το 1865 στην επαρχία της Σιλεσίας στην Πρωσία (τώρα ανήκει στην Πολωνία). Το 1888, λίγο πριν ολοκληρώσει το διδακτορικό του στο Πανεπιστήμιο του Breslau, διέφυγε στην Ζυρίχη για να αποφύγει την σύλληψή του εξαιτίας των σοσιαλιστικών ιδεών του. Αντιμέτωπος με μια βίζα που έληγε, μετανάστευσε στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1889. Άλλαξε το μικρό του όνομα σε «Charles» για να ακούγεται πιο αμερικανικό και επέλεξε ως μεσαίο όνομα το «Proteus» (1). Ο Steinmetz, είχε νανισμό (το ύψος ως ενήλικας ήταν μόλις 1,22 m), καμπούρα και δυσπλασία ισχίου, όπως ο πατέρας και ο παππούς του.
Οι γνώσεις στα μαθηματικά, σε συνδυασμό με το μεγάλο ταλέντο του στην πρακτική μηχανολογία, ήταν σπάνιο φαινόμενο κατά τον 19ο αιώνα. Έτσι, λίγο μετά την άφιξή του στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο Steinmetz εργάστηκε για τον Rudolf Eickemeyer στο Yonkers της Νέας Υόρκης και κάνοντας δημοσιεύσεις στον τομέα της μαγνητικής υστέρησης, κέρδισε την παγκόσμια επαγγελματική αναγνώριση. Η εταιρεία του Eickemeyer μεταξύ πολλών άλλων μηχανικών και ηλεκτρικών συσκευών, παρήγαγε και μετασχηματιστές.
Το 1893 η εταιρεία του Eickemeyer, μαζί με όλα τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας και τα σχέδιά της, αγοράστηκε από τη νεοσύστατη General Electric Company, όπου ο Steinmetz πέρασε το υπόλοιπο της ζωής του εκπαιδεύοντας ηλεκτρολόγους μηχανικούς στη χρήση των μιγαδικών αριθμών προς όφελος της προόδου της τεχνολογίας. Με τον καιρό έγινε γνωστός ως ο μάγος που παρήγαγε ηλεκτρισμό από την – τετραγωνική ρίζα του μείον ένα (2). Στην βιβλιογραφία βρίσκει κανείς την εξίσωση του Steinmetz, τα στερεά Steinmetz, τις καμπύλες Steinmetz και το ισοδύναμο κύκλωμα Steinmetz, που σχετίζονται με τις έρευνές του.
Ο Steinmetz, εκτός από την σημαντική συμβολή του στην θεωρία του εναλλασσόμενου ρεύματος, ασχολήθηκε και με την κατανόηση των κεραυνών. Δημιούργησε τον πρώτο «τεχνητό κεραυνό» σε ένα εργαστήριο μεγέθους γηπέδου ποδοσφαίρου στη General Electric, χρησιμοποιώντας γεννήτριες 120.000 Volt. Κατασκεύασε επίσης έναν πύργο κεραυνού για να προσελκύσει τον φυσικό κεραυνό για να μελετήσει τα μοτίβα και τα αποτελέσματά του. Γι αυτό πήρε το παρατσούκλι ο «πλαστογράφος των κεραυνών».
Ο Steinmetz συνέχισε να είναι πολιτικά ενεργός και στις ΗΠΑ ως τεχνοκρατικός σοσιαλιστής. Ήταν μέλος της Τεχνικής Συμμαχίας, στην οποία ανήκαν επίσης και οι Thorstein Veblen, Richard C. Tolman, Leland Olds κ.ά. Πίστευε ότι οι μηχανές θα απαλλάξουν τον άνθρωπο από την δουλεία και ότι θα δημιουργούν αφθονία για όλους.

Ενώ υπηρετούσε ως πρόεδρος του Εκπαιδευτικού Συμβουλίου Schenectady στη Νέα Υόρκη, ο Steinmetz εισήγαγε πολυάριθμες προοδευτικές μεταρρυθμίσεις, συμπεριλαμβανομένων των σχολικών γευμάτων, των σχολικών νοσοκόμων, των ειδικών τάξεων για τα παιδιά μεταναστών και της διανομής δωρεάν σχολικών βιβλίων.
Ένα διάσημο ανέκδοτο για τον Steinmetz αφορά την αντιμετώπιση προβλημάτων της αυτοκινητοβιομηχανίας του Henry Ford στο River Rouge και ο «αναλυτικός λογαριασμός» που υπέβαλε για το έργο που εκτελέστηκε:
Κάποτε ο Henry Ford, αντιμετώπισε ένα σοβαρό πρόβλημα με μία τεραστίων διαστάσεων μηχανή ηλεκτροπαραγωγής που απ’ την αρχή δε δούλευε καλά και οι μηχανικοί του δεν μπορούσαν να βρουν τι φταίει. Έτσι, κάλεσε τον Steinmetz για να λύσει το πρόβλημα. Ο Steinmetz πήγε στο εργοστάσιο και ζήτησε από τους μηχανικούς ένα μολύβι, ένα σημειωματάριο και ένα κρεβατάκι. Εμεινε δίπλα στη μηχανή δύο 24ωρα, την άκουγε και κράταγε σημειώσεις, το κρεβατάκι το ήθελε για να ξεκουράζει το σώμα του από τους διαρκείς πόνους. Την τρίτη μέρα ζήτησε μία σκάλα και μία κιμωλία. Ανέβηκε και μαρκάρισε ένα από τα πολλά πηνία που είχε η γεννήτρια, φώναξε τους μηχανικούς και είπε να αντικαταστήσουν το πηνίο με ένα άλλο με διαφορετική περιέλιξη. Μετά από αυτό η μηχανή δούλευε ρολόι. Στέλνει τότε στον Ford έναν λογαριασμό που κοστολογούσε την εργασία του 10.000$. Ο Ford, φανερά εκνευρισμένος που θαπλήρωνε ένα τόσο μεγάλο ποσό για ένα τόσο «απλό» λάθος, ζήτησε την αναλυση που δικαιολογεί το συγκεκριμένο ποσό. Ο Steinmetz του έστειλε αμέσως το επόμενο σημείωμα.
Μαρκάρισμα με την κιμωλία … 1$
Το πού θα μαρκάρεις…………9.999 $
Σύνολο 10.000 $
Μετά από αυτό ο Ford πλήρωσε τον λογαριασμό !!
Μια άλλη φορά τον επισκέφθηκε ο φίλος του Thomas Edison, που σε μεγάλη ηλικία δεν άκουγε καλά, με αποτέλεσμα να φωνάζει νομίζοντας ότι έτσι θα τον ακούει ο συνομιλητής του καλύτερα. Ο Steinmetz τον έβγαλε από τη δύσκολη θέση, χτυπώντας του στο γόνατο μία φράση με σήματα Μορς. Ο Edison απάντησε με τον ίδιο τρόπο και έτσι οι δύο φίλοι συνέχισαν για πολύ ώρα την κουβέντα τους, αφήνοντας άναυδους τους δημοσιογράφους που είχαν πάει για το ρεπορτάζ !!
Διαβάστε περισσότερα:
1. Το όνομά μου είναι Πρωτέας – https://dimitristsokakis.blogspot.com/2013/08/blog-post_31.html
2. Paul J. Nahin, «Φανταστικές ιστορίες, οι περιπέτειες της τετραγωνικής ρίζας του μείον 1″, εκδόσεις κάτοπτρο (οπωσδήποτε την παράγραφο με τίτλο ‘Ένα ονομαστό ηλεκτρικό κύκλωμα που λειτουργεί χάρη στην ‘
3. Floyd Miller,The Man Who Tamed Lightning: Charles Proteus Steinmetz – https://archive.org/details/B-001-014-081/page/n7/mode/2up
4. J W Hammond, «Charles Proteus Steinmetz, a biography» – https://archive.org/details/charlesproteusst0000hamm
Κατηγορίες:ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ, ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ


Η ιστορία με τον Ford, αν και στη βάση της αληθινή, ως προς το κομμάτι της ανάλυσης του λογαριασμού είναι μάλλον «αστικός μύθος», και στηρίζεται στο ότι ο Steinmetz θεωρείτο ο «Αϊνστάιν» της εποχής του. Κάτι αντίστοιχο με την ιστορία του Bohr με το βαρόμετρο.
Όσο για τη χρήση των μιγαδικών αριθμών, πράγματι απλοποιούν πολύ τους υπολογισμούς στη σταθερή κατάσταση (steady state) των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, που είναι το κύριο αντικείμενο των Μηχανικών.