Jedlik Ányos, a pesti Tudományegyetem híres professzora ugyan fizikus volt, de olyan sok találmánnyal gazdagította az elektrotechnikát, hogy joggal nevezhetjük elektrotechnikusnak is, ráadásul az első magyar elektrotechnikusnak. Születése pontosan egybeesik az elektrotechnika születésével: 1800-ban látta meg a napvilágot a felvidéki Szimőn. 95 éves kort ért meg, így tanúja és részese volt az elektrotechnika első évszázadának. A Bencés Rend tagja lett, paptanárként 53 éven át tanított fizikát, előbb a győri Bencés Gimnáziumban, azután a pozsonyi Akadémián, majd 1840-től 1878-ig a pesti Tudományegyetemen.

Első jelentős találmánya a “villanydelejes forgony”, az első mai értelemben vett, folyamatos forgó mozgást végző kommutátoros egyenáramú villanymotor volt. Fiatal tanárként a győri gimnázium fizika szertárában megismételte Oersted kísérletét, majd 1829-ben azt vizsgálta, hogy milyen erőhatás lép fel két tekercs között. Az egyik tekercset rögzítette, a másik, vasmagos tekercs ennek belsejében volt, s az erő hatására elfordult. A belső tekercset higanyos áramváltóval látta el, amely félfordulatonként megfordította az áram irányát. Galvánelemmel táplálva a belső tekercs gyors, folyamatos forgó mozgást végzett. A kis készülékben megtalálható a mai egyenáramú motor mindhárom alapvető eleme: a tekercselt állórész, a tekercselt forgórész és a kommutátor. Addig ilyen motor még nem készült. Találmányát sajnos nem publikálta, ezért a világ más feltalálók későbbi, tőle független alkotásait ismerte meg.

5. ábra: Jedlik villanydelejes forgonya

Moritz Jacobi motorja csónakot hajtott a Néván 1838-ban. A csónak 12 utassal szépen haladt, de a drága elemek hamar kimerültek. Ugyanerre a sorsra jutottak a különféle telepes motorkocsik és villanymozdonyok. A motor működött, de a telep felmondta a szolgálatot. Jedlik is épített mozdonymodellt 1855 körül, ma is üzemképes, de megfelelő áramforrás hiányában csak játék maradt. Napjainkban, másfél évszázaddal később még mindig ugyanaz a gond: a villanyautóhoz változatlanul nem sikerült megfelelő áramforrást készíteni. A megtehető út ugyan 1-2 km-ről 100-120 km-re nőtt, de ez csak néhány városi utazásra elég. A villanymotor ipari felhasználásához a telepeknél nagyobb teljesítményű és olcsóbb áramforrásra volt szükség.

Az új áramforrás az indukció elvén alapuló generátor lett. Az első generátorok azonban tökéletlen szerkezetek voltak, teljesítményük nem volt nagyobb, mint a galvánelemé. A fő probléma a mágneses mező előállítása volt. Erre a célra hatalmas patkómágneseket használtak, ezért ezeket az áramfejlesztőket mágnes-elektromos gépnek nevezték. A korabeli állandó mágnesek közönséges szénacélból készültek, mágneses mezejük nagyon gyenge volt. Hiába építettek a gépbe hatalmas, 25-30 kg tömegű patkómágneseket, a kézzel hajtott áramfejlesztő teljesítménye alig néhány W (watt) volt. Jedlik 1839-ben oktatási célra rendelt ilyen gépet egy bécsi műszerésztől, méghozzá saját tervei szerint javított kivitelben. Széles látókörét mutatja, hogy rögtön öt gépet készíttetett azért, hogy több felsőfokú iskolának is jusson. Szerencsére a Győrbe szállított példány épségben megmaradt, a győri Czuczor Gergely Bencés Gimnáziumban levő Jedlik múzeum féltve őrzött kiállítási tárgya.

6. ábra: Kézzel hajtható mágnes-elektromos generátor

A generátorral aligha lehetett megelégedve, mert 1840-től nagy energiával látott neki a galvánelemek tökéletesítésének. Elemeivel sok elektrotechnikai kísérletet végzett, ennek alapján sok villamos készüléket szerkesztett vagy tökéletesített. Elsőként ismertette Magyarországon a villamosság gyógyászati alkalmazását. A Magyar Orvosok és Természetvizsgálók 1841. évi vándorgyűlésén Villany-mágnesi tünemények címmel tartott előadást. Itt mutatta be azt a kéttekercses, szaggatott egyenárammal táplált indukciós készüléket, amelynek nagyfeszültségű áramimpulzusaival jó eredményeket sikerült elérni idegrendszeri és mozgásszervi betegségek, izomsorvadások gyógyításánál. Tökéletesített változatát ma is használják a fizikoterápiában. A készülék nem az ő találmánya volt, de célszerű módosításokkal használhatóságát jelentősen javította. Az orvosi indukciós készülék módosított változata volt a kor legnépszerűbb fizikai kísérleti eszköze, a szikrainduktor. Ezt a készüléket a Párizsban élő német műszerész, Daniel Ruhmkorff az 1850-es években annyira tökéletesítette, hogy nagyfeszültségű tekercsének kapcsai között 20, majd 45 cm hosszú szikrakisülést tudott létrehozni. A szikrainduktor fontos szerepet játszott a színképelemzésben, az elektronkutatásban, majd a század végén ezzel működtették a röntgengépeket és a szikratávírókat.

7. ábra: A Jedlik-”dinamó”

Bármennyire jók voltak is a tökéletesített galvánelemek, az egyre növekvő villamosenergia-igényt nem tudták kielégíteni. A figyelem a generátorok felé fordult. Az 1850-es években a mágnes-elektromos gépek teljesítményét sikerült 1 kW körüli értékre növelni. Ez azonban elsősorban a méretek növelésével, nem a működési elv tökéletesítésével történt. Patkómágnesek tucatjait építették a mágneses pólusba, ennek következménye viszont a gép 2-3000 kg tömege volt. Egy mai nagyobb gépkocsigenerátor teljesítménye szintén kb. 1 kW, tömege viszont csupán 1/100-a 140 évvel ezelőtti elődjének. Mi az alapvető különbség? A mostani generátorok mágneses mezejét nem állandó mágnes, hanem elektromágnes gerjeszti. Azt a múlt század közepén is tudták, hogy az elektromágnes mágnese tere sokkalta erősebb, mint a patkómágnesé. A problémát az elektromágnes táplálása jelentette. Elfogadhatatlan volt a gondolat, hogy a generátor önmagában ne legyen működőképes, hanem gerjesztéséhez még elemekre is szükség legyen. Utólag kézenfekvő az öngerjesztés elve, más elnevezéssel a dinamó-elv, azaz az elektromágnesnek a gép által termelt árammal való táplálása. Mégis jó két évtizedet kellett várni rá, tehát az akkori gondolkodásmód mellett távolról sem volt olyan kézenfekvő. A világon először Jedlik Ányos ismerte fel, hogy a generátorból elhagyható az állandó mágnes, saját energiájával képes gerjesztését létrehozni és fenntartani.

Jedlik 1861-ben írta le a dinamó-elvet. A leírás egyik különleges gépe kézzel írt használati utasításában került elő. Jóval azután került elő, hogy a német Werner Siemens 1866 végén Jedliktől függetlenül színtén eljutott a dinamó-elvig és működőképes dinamógépet készített. Találmányát ismertette és szabadalmaztatta, így a világ őt ismeri el a dinamó feltalálójának. 1866-ban már elérkezett a dinamó ideje, Siemenssel szinte egyidőben az angol Wheatstone és a szintén angol Varley is eljutott a megoldásig. Nem is a néhány hét vagy nap időkülönbség miatt áll Siemens az első helyen, hanem ezért, mert a működő gép megvalósításának kulcsa mindhárom feltalálónál Siemens egy másik, korábbi találmánya, a mágneses gerjesztést gazdaságosan kihasználó kettős T alakú forgórész volt. Mint a legtöbb nagy találmányt, a dinamót sem lehet egyetlen feltaláló érdemének tekinteni. A dán Sören Hjorth már Jedlik előtt gondolt a mágnes gerjesztésére, ő azonban még nem hagyta el az állandó mágnest, csupán hatását akarta növelni a gép kapcsairól táplált tekerccsel. A patkómágnes és az elektromágnes viszont sehogyan sem házasítható össze. Az állandó mágnes kemény acélból készül, az elektromágnes ezzel szemben lágyvasat igényel. Szabadalmat kapott ugyan a megoldásra, de az állandó és az elektromágnes közötti ellentmondás miatt a megvalósítás nem sikerült, elgondolását elfelejtették. Jedlik egy bűvös gondolati határt lépett át, amikor rájött, hogy patkómágnes nélkül is lehet áramfejlesztőt készíteni.

8. ábra: Siemens első dinamója

Mint fizikus tudta, hogy minden vasban, a lágyvasban is van egy kevés megmaradó (remanens) mágnesség. Első mágnesezését létrehozhatja akár a Föld mágneses tere, akár egy másik mágnes, akár a villamos áram mágneses tere. Persze ez a mágnes nagyon gyenge, a sarkai között forgó tekercsben csak nagyon kis feszültség keletkezik. Mégis, ha ezt a feszültséget az elektromágnes sarkaira kapcsoljuk, annak mágnessége egy picit növekedni fog, s ez egy kicsivel növeli a forgórész feszültségét. Ez a kis növekedés tovább erősíti a mágneses teret, s ez újabb feszültségnövekedést eredményez. A folyamat lassan indul, de 1-2 másodperc után rohamosan felgyorsul, a dinamó “felgerjed”. A működésnek azonban van még egy feltétele: a mágneses teret jól kell kihasználni, hogy a forgórész több áramot tudjon adni, mint amennyi saját gerjesztéséhez szükséges. Ezt a feltételt a Siemens-féle kettős T forgórészű, zárt vaskörű áramfejlesztő tudta teljesíteni. Ebben a gépben a mágneses erővonalak a mágnességet jól vezető lágyvasban haladnak, csupán az elektromágnes sarkai és a forgórész vasmagja között van néhány tized milliméter légrés. Ez a dinamó sem volt tökéletes, kapocsteljesítményének kb. 1/3-át saját gerjesztése fogyasztotta el, de működésképes volt. A következő évek szorgalmas fejlesztésének eredményeként a gerjesztési teljesítményt sikerült az előállított teljesítmény 1-2%-ára csökkenteni. A dinamó megbízható, jó hatásfokú, gazdaságos áramfejlesztő gép lett. Jedlik munkásságát ma már elismeri a világ, a müncheni Siemens Múzeumban a német Siemens mellett ott szerepel a magyar Jedlik neve is.