9 L età dell energia The Age of Energy ARCHIVIO STORICO ENEL. Una Storia Elettrica. An Electric History.

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1 9 L età dell energia The Age of Energy ARCHIVIO STORICO ENEL Una Storia Elettrica. An Electric History.

2 Archivio Storico Enel L Archivio Storico custodisce la documentazione relativa alla storia dell industria elettrica italiana dalla fine dell Ottocento e di quasi mezzo secolo di vita di Enel, da quando, con la nazionalizzazione del 1962, oltre aziende elettriche confluirono nell allora ente nazionale per l energia elettrica. In principio la struttura del nuovo ente risentì dell influenza delle più grandi e importanti imprese elettriche esistenti all epoca e, pur ispirandosi a criteri di gestione aderenti alla sua natura di ente pubblico economico, di fatto riprese e proseguì l attività delle precedenti imprese elettriche private di cui, naturalmente, prese in carico i relativi archivi nonché il personale altamente qualificato: ingegneri, tecnici e maestranze di prim ordine. Nel 1992, la Soprintendenza Archivistica per il Lazio dichiarò di notevole interesse storico tutta la documentazione Enel, riconoscendo altresì il complesso documentario come fonte di valore unico e di incommensurabile interesse per la storia dell energia elettrica e per la storia economica nazionale e internazionale dagli inizi del secolo scorso in poi. Inaugurato a settembre 2008 in una sede unica, a Napoli, l'archivio Storico Enel promuove iniziative culturali e di studio e garantisce un'agevole consultazione sia con sistemi tradizionali che con l'ausilio dell'inventariazione digitale, valorizzando la conoscenza del patrimonio storico documentale in una visione dell'energia orientata al futuro. The Historical Archive houses documents regarding the history of the Italian electricity industry since the end of the nineteenth century, including the almost half a century that Enel has existed. Enel was established in 1962, when more than 1,270 electricity companies were nationalized to become part of what at that time was the Ente Nazionale per l Energia Elettrica. The structure of the new entity was influenced by the largest and most important electricity companies of the time, and even though it was based on managerial criteria appropriate to its status as a government-owned company, it actually continued the activity of the preceding private electricity firms, whose related archives it naturally took charge of, as well as their highly skilled personnel: engineers, technicians, and first-rate workers in general. In 1992, the Soprintendenza Archivistica per il Lazio the government agency that oversees archives in the Lazio region declared all of Enel s documentation to be of remarkable historical interest, acknowledging the collection of documents as a source of unique value and incomparable interest for the history of the electricity industry and Italian and international economic history from the beginning of the twentieth century onwards. Brought together within a single building in Naples and inaugurated in September 2008, the Enel Historical Archive promotes cultural and scholarly initiatives and facilitates consultation with digital cataloguing as well as traditional systems, enhancing knowledge of our heritage of historical documents for a forward-looking vision of power. È il fare quotidiano che caratterizza l impegno e l identità di ogni azienda e costituisce il tratto distintivo della sua cultura. È per questa ragione che occorre dare voce alla ricchezza di conoscenze, alla professionalità, all innovazione, alla capacità di trasformazione continua attraverso il racconto della propria storia industriale che è cultura d impresa. Senza di questa, l azienda stessa rischierebbe di non essere percepita nel suo reale valore di generare sviluppo per il Paese e per le generazioni future. Fulvio Conti Amministratore Delegato e Direttore Generale Enel Una Storia Elettrica. An Electric History. MONOGRAFIA DELL ARCHIVIO STORICO ENEL MONOGRAPH BY THE ENEL HISTORICAL ARCHIVE The identity of every company is characterized by its everyday operations, which are the lifeblood of any company s corporate culture. It is important to give a voice to the wealth of knowledge, professionalism, innovation and an unceasing ability to move forwards by retelling the company s industrial history, which is the underlying corporate culture. Without this, a company runs the risk of not being perceived for its true value: as a generator of advancement for the nation and for its future generations. Fulvio Conti Chief Executive Officer and General Manager, Enel ARCHIVIO STORICO ENEL via Ponte dei Granili, Napoli tel

3 Prefazione Foreword Paolo Andrea Colombo Presidente Enel Paolo Andrea Colombo Chairman, Enel 2 Agli occhi degli studiosi e degli osservatori dell economia, la storia elettrica del nostro Paese rappresenta una delle chiavi interpretative più efficaci ed esaurienti. E questo vale non solo per il fascino e la curiosità che accompagnano un avventura industriale a cavallo tra due secoli, ma anche per il profondo significato che l energia ha assunto come fattore abilitante dello sviluppo industriale dell Italia post-bellica. La conferma di questa affermazione è dispiegata all interno di questa monografia che con le parole e le immagini scandisce le tappe di un percorso nel quale un intera comunità si è ritrovata ad essere attore protagonista accanto alle istituzioni preposte alla politica industriale. Sarebbe quindi sbagliato attribuire soltanto ai governi e alle loro decisioni il ruolo che l energia ha svolto per far crescere il tessuto sociale ed economico del Paese. Certo, alcuni passaggi storici come la nazionalizzazione del 1962 e la liberalizzazione del mercato elettrico del 1996, sono avvenuti per un preciso e in certi momenti controverso dibattito tra poteri contrapposti. Ma un analisi corretta e rispettosa della verità non può ignorare che intorno alla dialettica degli interessi, si è fatto sempre più prorompente il desiderio di modernità espresso da un popolo laborioso che operava per conquistare traguardi civili sempre più consistenti. Solo così si può spiegare la lunga pagina aperta ancor prima degli anni Sessanta con l impeto e la volontà di ricostruire un Paese che aveva ripreso a credere nello sviluppo. In questa ottica l energia considerata sempre come un mezzo è diventata il volano indispensabile non solo per rilanciare l intero apparato industriale, ma anche per colmare il divario tra la parte più avanzata del Paese e il Mezzogiorno. L eloquenza delle cifre è chiara e dimostra che l elettrificazione rurale e l incremento dei consumi domestici hanno contribuito in maniera decisiva a ridurre le disparità territoriali tra il nord e il sud del Paese. Che questa fosse una scelta di civiltà e di progresso l avevano capito benissimo i più autorevoli meridionalisti come Pasquale Saraceno e come tutti coloro che si adoperarono per la nazionalizzazione. La successiva introduzione sulla scena industriale di un soggetto imprenditoriale forte e unitario come Enel si può quindi considerare a pieno titolo uno snodo fondamentale per l intera società. Qualcosa di più di un fattore di modernizzazione; una svolta strategica di efficienza realizzata con un modello d impresa all altezza delle sfide internazionali. Una svolta strategica che consente a Enel e agli oltre 74 mila addetti operanti in Italia e in 40 Paesi, di lavorare per costruire un nuovo futuro all insegna di un elettricità sempre più accessibile a livello globale, sempre più innovativa e sempre più sostenibile. Un futuro di crescita sostenibile e di competitività che apre nuovi capitoli nella storia elettrica dell Italia e del mondo. Italy s electrical history is one of the most effective and exhaustive tools for interpretation available to scholars and economists of the country. The appeal goes beyond fascination and curiosity for an industrial adventure that straddled two centuries to the underlying meaning that energy has taken on as an enabling factor in Italy s post-war industrial development. Proof of this assertion may abundantly be found in this monograph, whose words and images map out the various stages of a path followed by the entire community, in which everyone had a lead role to play, along with Italy s industrial policy-related institutions. It is erroneous solely to attribute the role energy has played in advancing Italy s social and economic fabric to governments and their decisions. That said, specific historic events such as nationalization in 1962 and liberalization of the electricity market in 1996 were the result of specific debates between opposing powers, and were not without controversy. However, a fair and respectful analysis of the truth cannot fail to concede that as well as this dialectic between clashing interests, a desire for modern living manifested by a hard-working populace became increasingly prominent, leading to ever-greater societal achievements being conquered. This is the only way to explain a long chapter that began before the 60s, providing the drive and desire to reconstruct a nation whose belief in growth had been restored. Power was a vital driver and vehicle not just of getting the nation s entire industrial apparatus working again, it also reduced the gap between the more advanced parts of the country and its southern regions. The figures speak for themselves: rural electrification and ever-increasing household consumption made a key contribution to reducing territorial inequalities between Italy s North and South. Leading champions of Italy s South like Pasquale Saraceno fully understood that this was a choice in favour of civilization and progress an opinion shared by all the people who made nationalization a reality. The subsequent emergence of Enel, a strong and unified enterprise on Italy s industrial scene, must be seen as a key stepping stone for Italian society as a whole. It achieved more than mere modernization: it provided a strategic turning point in efficiency, implemented through a business model capable of rising to meet international challenges. This strategic turning point has enabled Enel and the 74,000-plus people who work for the company in Italy and forty other nations to work together and forge a new future based on electricity being increasingly accessible at a global level, increasingly cutting-edge, and increasingly sustainable. The future is one of sustainable growth and competitiveness, as we prepare to write the next chapters of Italy and the world s electrical history. 3

4 Indice Table of Contents 2 Prefazione di Paolo Andrea Colombo 2 Foreword by Paolo Andrea Colombo UNA STORIA ELETTRICA di Giovanni Paoloni AN ELECTRIC HISTORY by Giovanni Paoloni 6 Introduzione 6 Introduction Dalla curiosità alle prime applicazioni Alcuni pionieri Le prime applicazioni Invenzioni elettriche: gioie e dolori della nuova Italia L elettricità in bella mostra Elettricità e città From Curiosity to Early Applications Some of the Pioneers The Earliest Applications Electric Inventions: Ups and Downs in Newly-united Italy Electricity on Show Electricity and Cities La conquista della forza Alle origini del sistema elettrico italiano Il carbone bianco Elettricità e sviluppo Alla conquista dell Italia Una sfida difficile Cavi e turbine L avvento dei sistemi elettrici regionali Acqua, politica e sviluppo I bacini alpini e il triangolo industriale Forze idrauliche e forze endogene Dagli Appennini alle isole L elettrificazione ferroviaria L industria elettrotecnica tra le due guerre, fra cartelli e autarchia The Conquering of Power The Origins of Italy s Electric System White Coal Electricity and Development Conquering Italy The Great Challenge Cables and Turbines Regional Electrical Systems: the Early Years Water, Politics and Development Alpine Basins and the Industrial Triangle Hydro Power and Endogenous Power From the Apennines to the Islands Electrification of the Railways The Electrical Engineering Industry between the Wars: Cartels and Autarky Dall acqua al petrolio Le centrali idroelettriche nella tradizione italiana Idroelettrico? Sì, ma... Alla ricerca di nuove fonti Energia per il miracolo economico La questione nucleare From Water to Oil Hydroelectric Power Stations: the Italian Tradition Hydroelectrics? Yes, but... Seeking out New Sources of Energy Powering up Italy s Economic Miracle The Nuclear Question Cinquant anni di Enel Energia, consumi e sviluppo: la nazionalizzazione L Enel e il problema delle fonti di energia Sboom! Dall austerità al consumo responsabile L Enel e la ricerca industriale Oltre la nazionalizzazione Conclusioni Note Fifty Years of Enel Energy, Consumption and Development: Nationalization Enel and Energy Sourcing Issues After the Boom From Austerity to Responsible Consumption Enel and Industrial Research Beyond Nationalization Conclusions Notes

5 Una storia elettrica. Introduzione Il contributo italiano alle varie fasi di quell impresa internazionale che è lo sviluppo della produzione e dell impiego di energia elettrica merita di essere conosciuto. Sul sistema elettrico italiano hanno pesato, peraltro, legami talmente stretti con la storia economica e politica del Paese da far sì che fino alla fine degli anni Ottanta del secolo scorso ogni ricostruzione del suo passato fosse gravata dal vincolo dell attualità politica, e condizionata da qualche aspetto del dibattito pubblico del momento. Le vicende dell industria elettrica italiana sono infatti 6 An Electric History. Introduction Italy s contribution to the various different stages of international electricity generation development and use deserves to be more widely known. So closely is Italy s electricity system bound up with the nation s economic and political history that until the 1980s no reconstruction of its history was undertaken without being coloured by the politics of the day, conditioned by one aspect or another of public debate. For decades, opposing viewpoints clashed over important events in Italy s electricity industry.

6 Una storia elettrica An Electric History 8 un campo sul quale si sono confrontati per decenni diversi punti di vista. D altra parte non è possibile, proprio per la sua natura e per la sua importanza, slegare quella storia e l attualità che ne discende dalle opinioni degli autori su temi cruciali della storia economica e politica dell Italia: dal rapporto fra Stato e iniziativa privata, al ruolo della mano pubblica nell economia del Paese, alla funzione dei servizi e delle infrastrutture di rete nello sviluppo sociale dell Italia, fino alla valutazione positiva o negativa dell esperienza di governo del centrosinistra storico e del ruolo che in differenti fasi politiche hanno avuto partiti e personalità dell Italia repubblicana. Fin dalle origini, al volgere tra XIX e XX secolo, l elettrificazione urbana è stata il perno su cui ha ruotato il dibattito politico che ha accompagnato il varo della legge del 1903 sulle municipalizzazioni. Sono noti inoltre i contrasti che prima, durante e dopo la Prima guerra mondiale hanno opposto i maggiori gruppi finanziari e industriali del Paese nello sviluppo del settore idroelettrico (propiziato dal riscatto delle convenzioni ferroviarie nel 1905): un settore che rendeva possibile il superamento dei gravi vincoli energetici che limitavano la crescita del sistema industriale italiano, e col progetto elettroirriguo di Francesco Saverio Nitti aveva dato un contributo di rilievo all infrastrutturazione delle aree più deboli della penisola. Con l accomodamento raggiunto fra i vari contendenti gli elettrici divengono il più forte gruppo di pressione sulla politica economica del governo fascista, ma anche il primo a essere posto sotto tutela all indomani della grande crisi Owing to its nature and importance, it has been impossible to disassociate the industry s heritage and present-day configuration from authors opinions on key issues concerning Italy s economic and political history: from the relationship between the State and private ventures to the role of the public sector in the country s economy; the function of network services and infrastructure in Italy s social development right through to a positive or negative assessment of government by Italy s traditional centre-left, not to mention the role played by parties and leading figures in Republican Italy during different political phases. Since its earliest days at the turn of the twentieth century, urban electrification was a hub around which political debate raged prior to promulgation of the 1903 Municipalization Act. The country s largest financial and industrial groups fought over development of the hydroelectric industry before, during and after the First World War (favoured by railway agreement payouts from 1905 onwards). The industry was able to overcome the grave energy restrictions that had stunted the growth of Italy s industrial system, and which, through Francesco Saverio Nitti s electricity and irrigation programme, gave a major boost to infrastructure building in the most backwards parts of the nation. After a settlement was reached by the various stakeholders, the electricals became the most powerful lobbying group in fascist government economic policy. The industry was del , che proprio nel risanamento economico di due grandi gruppi elettrici la Sip e la Sme e nel loro definitivo passaggio sotto la proprietà dello Stato vede l innesco per la nascita dell Iri. Come ha scritto Alexander Gerschenkron, la conoscenza del passato il che equivale a dire il passato stesso muta di continuo in relazione con gli interessi, le preoccupazioni e l angolo visuale dello storico 1. E se è vero che nessuno crede più alla ferrea necessità del processo storico, è altrettanto vero che alla storia si continua a chiedere un contributo per la comprensione del presente. La vicenda, in certe fasi storiche assai travagliata, del sistema elettrico italiano è un tema che sollecita in modo particolarmente forte questa domanda di comprensione, per ragioni diverse in diverse fasi dell ultimo settantennio: si tratta infatti di una fondamentale questione di politica economica. Non stupisce dunque che storici ed economisti si siano posti delle domande, sollecitati dalla necessità di capirne i legami con la straordinaria performance italiana del Novecento, ma anche con le ragioni della sua crisi (reale o apparente). E non può sorprendere che nel corso del tempo le risposte si siano rinnovate: citando ancora Gerschenkron, infatti, nessuna esperienza del passato, neppure la più ricca, e nessuna ricerca storica, per quanto accurata, può sollevare [ciascuna] generazione dal compito creativo di scoprire le proprie risposte e costruire il proprio futuro 2. Vi sono molti aspetti della storia dell industria elettrica sui quali è oggi possibile una ricostruzione dei fatti che mantenga la controversia interpretativa entro i limiti fisiologici sopra delineati, sottraendosi taken under the government s wing in the aftermath of the depression: the economic bailout of major electricity groups SIP and SME and their subsequent nationalization paved the way for the birth of state holding company IRI. Alexander Gerschenkron writes: Our knowledge of the past which in effect corresponds to the past itself changes all the time depending upon the historian s interests, concerns and standpoint. 1 Although nobody believes any longer in the iron necessity of historical process, we may still call on history to help us understand the present. For a panoply of different reasons, at various stages over the last seventy years this history has served as a key foundation of economic policy. The Italian electrical system has gone through periods of major upheaval, and quite rightly needs to be understood within a historical context. It is not surprising that historians and economists have sought to understand its links with Italy s extraordinary 20 th - century performance, as well as the reasons underlying the nation s (real or apparent) crisis. It is also no surprise that over time these answers have changed. To quote Gerschenkron once again: No past experience, not even the richest, and no historical research, not even the most carefully undertaken, exonerates each generation from the creative duty of discovering their own answers and forging their own future. 2 Many aspects of Italian electricity industry history may be told today by reconstructing events without entering into interpretation-led 9

7 Una storia elettrica An Electric History 10 alla tentazione quella sì deleteria della strumentalizzazione politica. Un contributo essenziale sotto questo punto di vista viene dalla disponibilità di una vasta mole di fonti, e in particolare di fonti archivistiche, da affiancare alla vasta pubblicistica di intento dichiaratamente politico (che è anch essa una fonte) e a una produzione propriamente storiografica che comincia ad essere abbondante. Allo storico tocca, in questa prospettiva, trarre dall immensa congerie degli eventi trascorsi una serie di domande da porre alla situazione presente, mettendo in luce l importanza di fattori potenzialmente importanti e di correlazioni potenzialmente significative, che non potrebbero essere colte facilmente in un quadro limitato di esperienze 3. Non vi è del resto chi non conosca l aspro dibattito politico e tecnico che dopo un esordio intermittente nella prima metà del Novecento ha accompagnato la questione della nazionalizzazione dell industria elettrica, compiuta infine nel In esso, per oltre un quindicennio, la storia è stata spesso chiamata in causa, per trarne conclusioni diverse a seconda degli orientamenti degli autori riguardo alla nazionalizzazione. La storiografia in senso proprio, quella cioè degli storici di professione, ha fatto il suo ingresso in questo campo (pur con tutti gli interrogativi richiamati da Gerschenkron) soltanto nella seconda metà degli anni Ottanta, favorita dall accettazione della nazionalizzazione (e dei suoi esiti complessivamente positivi) come un fatto ormai ineluttabile 4. controversy, or at least keeping such controversy limited to the physiological bounds outlined above, thereby avoiding the negative temptations of political expediency. A key contribution to this process is the availability of such a vast quantity of sources, particularly archival sources, alongside literature of avowedly political intent (also a source) and a by-now considerable amount of strictly historiographical output. It is the historian s task to come up with a series of questions that we should be asking about the current situation (from the immense variety of past events), highlighting the importance of potentially important factors and potentially significant correlations that are unlikely easily to be identified from within a limited experiential framework. 3 We are all aware of the bitter political and technical battle that was joined in the early 20 th century surrounding the nationalization of Italy s electricity industry. Nationalization ultimately took place in For more than fifteen years, this event was cited to arrive at a variety of conflicting conclusions depending upon whether the commentator was for or against nationalization. Historiography (by professional historians) entered this field (with all due caution à la Gerschenkron) in the late 1980s as archival sources became available and nationalization (and its overall positive outcome) began to be accepted as ineluctable. 4 A fruitful period of research and initiatives began in the 1990s, with high-profile Con gli anni Novanta prende avvio una ricca e feconda stagione di studi e iniziative, caratterizzata da importanti pubblicazioni e dai progetti di sistemazione e valorizzazione sia degli archivi delle società elettriche nazionalizzate, acquisiti dall Enel, sia degli archivi rimasti in possesso dei gruppi ex elettrici ormai passati ad altre attività. Con l inizio degli anni Duemila, infine, il recupero e la valorizzazione si estendono ai fondi documentari del periodo successivo alla nazionalizzazione, mentre la loro conservazione e consultazione si concentra a Napoli, nell attuale sede dell Archivio storico Enel. Questo viene inaugurato nel 2008, e contemporaneamente prende avvio la pubblicazione di questa collana, L età dell energia, curata dall Archivio stesso. Non si tratta di pubblicazioni accademiche, benché gli autori siano tutti studiosi e ricercatori che hanno un approfondita conoscenza degli argomenti trattati, ma di fascicoli tematici che si rivolgono a tutti coloro che per una ragione o un altra siano curiosi della storia elettrica dell Italia. Raccontano, in chiave storica, diversi aspetti del sistema elettrico italiano, utilizzando come riferimento sia la storiografia consolidata (e in particolare i cinque volumi della Storia dell industria elettrica in Italia) 5, sia la documentazione in presa diretta dell Archivio storico. Contengono spunti originali e nuovi punti di vista, lasciando a chi vuole approfondire la possibilità di ricorrere a lavori specialistici, sempre indicati nelle note. Questo fascicolo, che costituisce il n 9 della collana, vuole offrirne una sintesi unitaria prima di affrontare nuovi temi. publications and plans to organize and make the most of archives owned by the electricity companies nationalized to form Enel, along with the archives of former major electricity companies that had since moved into other lines of business. In the early 2000s, the process of recovery and enhancement was extended to take in documentary archives from the postnationalization period, which were brought to Naples, the current home of Enel s Historical Archives. The Archives opened in At the same time, work began on publishing this anthology, The Age of Energy, which is edited by the Archive itself. All of the authors are scholars and researchers who are deeply knowledgeable about their speciality subjects, yet these are not academic publications: they are booklets on specific topics designed for anybody who, for one reason or another, is curious about Italy s Electrical History. The books put the various aspects of Italy s electricity system into historical perspective, drawing on consolidated historiography, most notably the five-volume Storia dell industria elettrica in Italia, 5 along with documents sourced directly from the Archive. The collection offers new and original viewpoints, helping anybody who wants to undertake further research to consult the specialist works that are always referenced in the notes. This book, the ninth in the anthology, offers an overview before delving into new topics. 11

8 12 Dalla curiosità alle prime applicazioni. Alcuni pionieri Gli anni Sessanta dell Ottocento, mentre in Italia si costruisce lo Stato unitario, sono quelli in cui James Clerk Maxwell lavora alle equazioni differenziali dell elettromagnetismo che, pubblicate nel Treatise on Electricity and Magnetism del 1873, diverranno celebri con il suo nome. Esse costituiscono la sintesi di un lungo periodo di studi sperimentali e teorici, fornendo il collegamento fondamentale tra elettricità, magnetismo e luce. La teoria permette di unificare l elettromagnetismo e l ottica (fenomeni fisici legati alla luce visibile), che fino a From Curiosity to Early Applications. Some of the Pioneers In the 1860s, as Italy was being unified into a single nation, James Clerk Maxwell was busy working on differential equations for electromagnetism that he would publish in 1873 in his Treatise on Electricity and Magnetism, a work that made both him and them famous. The summation of a long period of experimental and theoretical research, the equations were the missing link between electricity, magnetism and light. His theory made it possible to unify electromagnetism and optics (physical

9 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 14 quel momento hanno sviluppato molte osservazioni comuni non solo a livello teorico ma anche a livello pratico 6. È singolare ma anche profondamente simbolico che la luce, per sua natura immateriale, si colleghi anche in termini teorici a un industria che ha l illuminazione tra i suo scopi, e che sarà destinata a essere attiva e fiorente protagonista di quella che viene spesso chiamata la seconda rivoluzione industriale. I fenomeni elettrici sono noti fin dall antichità, quando erano considerati soprattutto delle curiosità: già Talete osservava infatti che l ambra, se strofinata, ha la proprietà di attrarre, come un respiro, i corpi leggeri. La parola greca per ambra è ήλεκτρον (électron): di qui il nome con cui quei fenomeni furono indicati. Ma il tentativo di studiare sistematicamente l argomento risale alla rivoluzione scientifica dei primi anni del Seicento, quando William Gilbert pubblica, proprio nel 1600, il De magnete, e per la prima volta opera una distinzione tra corpi elettrici e non elettrici, in base alla loro capacità di attrarre altri corpi se sottoposti a strofinio. Di magnetismo si occupa anche Athanasius Kircher, il celebre naturalista del Collegio Romano, che nel 1641 pubblica il Magnes sive de Arte Magnetica. Nel 1663, poi, Otto von Guericke realizza il primo dispositivo in grado di produrre virtù elettrica : un globo di zolfo messo in rotazione da una manovella, mentre la mano dello sperimentatore, avvolta in un panno, si mantiene a contatto del globo stesso. Altre tappe importanti sono le ricerche di Francis Hawksbee sugli effluvi elettrici (1705), gli studi Sfera magnetica-fisico-meccanica perpetua inventata da Athanasius Kircher indicante le ore e i movimenti del cielo e delle stelle. A perpetual magnetic physical mechanical sphere invented by Athanasius Kircher, which tells the time and the motion of the sky and stars. phenomena associated with visible light), which until that time had manifested a number of common features theoretically and practically. 6 It is singular and indeed profoundly symbolic that owing to its intangible nature, in theoretical as well as practical terms light spawned an industry whose end-goals included lighting; an industry that was poised to become a proactive and flourishing lead player in what is often referred to as the second Industrial Revolution. People have been aware of electrical phenomena since ancient times. In antiquity, such phenomena were considered above all to be a curiosity: Thales notes that when rubbed, amber has the property of attracting light bodies like a breath. The Greek word for amber is ήλεκτρον (electron), which gave us the name that is applied to these phenomena. However, attempts to study the topic systemically date back to the scientific revolution of the sixteen hundreds: it was in 1600 that William Gilbert published De magnete, a treatise that for the first time drew a distinction between electric and non-electric bodies depending on their ability to attract other bodies when rubbed. Athanasius Kircher, the famous Collegio Romano naturalist, also investigated magnetism: in 1641 he published Magnes sive de Arte Magnetica. In 1663, Otto von Guericke built the first device capable of generating electric virtue : by turning a handle to rotate a sulphur di Charles François du Fay sull induzione elettrostatica e quelli di Stephen Gray che portano alla distinzione tra conduttori e isolanti (1733), la bottiglia di Leida (1745) con la scoperta del principio del condensatore fatta simultaneamente da Edward Jurgen von Kleist e Pieter van Musschenbroek, quindi le osservazioni di Jean-Antoine Nollet sugli effetti delle scariche elettriche nelle piante e negli animali (1746), e di Benjamin Franklin sulla natura elettrica dei fulmini e sulla conduzione a terra, con l invenzione del parafulmine (1749) e gli studi sul potere delle punte (1772). Nollet e Franklin formulano anche importanti teorie sui fluidi elettrici, che nei decenni seguenti saranno oggetto di ricerche e dibattiti sull interpretazione dei fenomeni elettrici. È Charles A. Coulomb invece a formulare la fondamentale legge di attrazione e repulsione fra cariche puntiformi, e poi nel 1785 a definire, con la sua bilancia a torsione, la legge di interazione tra due sferette cariche, formalmente analoga a quella che nella meccanica newtoniana regola l interazione fra due masse. La bottiglia di Leida e le macchine elettrostatiche a strofinio mettono a disposizione quantità di carica elettrica e differenze di potenziale considerevoli, che consentono di dar vita a dimostrazioni pubbliche di grande suggestione e spettacolarità, con giochi elettrici, scintille e altri effetti. Lo studio dell elettricità attrae, accanto agli sperimentatori rigorosi e sistematici, numerosi dilettanti, che hanno tuttavia il merito di Parafulmine portatile a foggia di ombrello. An umbrella-style portable lightning rod. globe, the experimenter s hand wrapped in a cloth stayed in contact with the globe. Other important discoveries along the way were Francis Hawksbee s electric effluvia (1705); Charles François du Fay s studies on electrostatic induction; Stephen Gray s research into the distinction between conductors and insulators (1733); the Leyden Jar (1745) and the discovery of the condenser, undertaken simultaneously by Edward Jurgen von Kleist and Pieter van Musschenbroek; Jean- Antoine Nollet s observations on the effects of electric discharges on plants and animals (1746); and Benjamin Franklin s experiments on the electrical nature of lightning and ground conduction, including his invention of the lightning conductor (1749) and research into the power of points (1772). Nollet and Franklin developed important theories on electric fluids, which over the next few decades would spawn research and Scarica di una bottiglia di Leida attraverso un arco conduttore con impugnatura isolante. Discharge of a Leida bottle through a conductive arch with an insulated handle. 15

10 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications Articolo dedicato al centenario della legge di Ohm, da L Energia Elettrica gennaio Accanto, frontespizio della prima edizione del libro di Georg Simon Ohm, suscitare l interesse del pubblico colto attorno a questo campo di indagine. Negli ultimi trent anni del Settecento i maggiori contributi si devono a studiosi italiani: Alessandro Volta pubblica nel 1769 De vi actractiva ignis electrici, mentre Giovanni Battista Beccaria definisce il concetto di capacità di un conduttore (1772). Nel 1775 è ancora Volta a realizzare l elettroforo, prototipo delle macchine elettrostatiche a influenza, mentre Tiberio Cavallo studia l elettricità atmosferica: per lui l elettricità è la più dilettevole e la più sorprendente fra tutte le parti della filosofia naturale (Trattato completo di elettricità, 1775). Nel 1780, poi, Luigi Galvani effettua sulle rane i suoi esperimenti relativi alla elettricità animale, e le sue osservazioni stimolano Volta verso l invenzione, nel 1799, della pila elettrica: è la pila ad aprire la strada alla Alessandro Volta dimostra il funzionamento della pila elettrica. Incisione da Les Merveilles de la Science, Parigi 1870 circa. A destra, manoscritto di Alessandro Volta sul funzionamento della pila. Alessandro Volta demonstrates how electrical batteries work. An engraving from Les Merveilles de la Science, Paris, ca Right, Alessandro Volta s manuscript on how batteries work. debate on the interpretation of electrical phenomena. Charles A. Coulomb formulated the key law of attraction and repulsion between punctiform charges, and then in 1785 his twisting scales defined the law of interaction between two small charged spheres, which in form was analogous to Newton s mechanical law on the interaction between two masses. The Leyden Jar and rubbed electrostatic machines made it possible to produce considerable quantities of electrical charge and potential, making it possible to stage demonstrations that amazed and entertained the public with electric curiosities, sparks and other effects. Alongside strict and rigourous experimenters, the study of electricity attracted a great number of amateurs, stimulating public interest in this field of enquiry. In the final 30 years of the 18 th century, Italian scholars were at the forefront of new discoveries: in 1769, Alessandro Volta published De vi actractiva ignis electrici; in 1772, Giovanni Battista Beccaria defined the concept of conductor capacity. In 1775, Volta built his electrophorus, a prototype for influence electrostatic machines; Tiberio Cavallo conducted studies into atmospheric electricity, writing concezione e agli usi moderni dell elettricità. Più lenta è l evoluzione degli studi sul magnetismo: la proprietà della magnetite di attrarre metalli era anch essa nota dall antichità, e l uso della bussola era diffuso fin dal Medioevo; su questa base Gilbert nel 1600 aveva attribuito alla Terra le proprietà di un enorme calamita, ma le forze magnetiche restavano poco comprensibili e soprattutto troppo complicate da descrivere in termini quantitativi. Solo nel 1819 le osservazioni sperimentali di Hans Christian Oersted, un fisico danese, dimostrano la stretta connessione esistente tra fenomeni elettrici e magnetici; alle osservazioni di Oersted fanno seguito nel 1820 i risultati di André Marie Ampère, che portano alla distinzione tra fenomeni elettrostatici ed elettrodinamici, e alla formulazione teorica dell elettrodinamica, cui segue nel 1824 quella dell elettrostatica, con George Green. Nel 1821 il tedesco Johann S.C. Schweigger realizza uno strumento che permette di misurare l intensità di piccole correnti elettriche: è il galvanometro moltiplicatore, così chiamato in onore di Galvani. Nel 1826, poi, Georg Simon Ohm formula la relazione tra tensione, intensità di corrente e resistenza in un circuito. È in questo contesto che si arriva alla realizzazione delle elettrocalamite, che troveranno rapidamente un Article marking the centenary of Ohm s Law in L Energia Elettrica, January Alongside, frontispiece of the first edition of Georg Simon Ohm s book, that electricity is the most delightful and surprising of all the parts of natural philosophy (Trattato completo di elettricità, 1775). In 1780, Luigi Galvani ran experiments on frogs to investigate animal electricity. His observations prompted Volta to invent the electric battery in 1799, and it was the battery that paved the way for the modern-day conception and use of electricity. The evolution of magnetism proceeded more slowly. The ability of magnetite to attract metals had been known since ancient times; compasses had been used widely since the Middle Ages. In 1600, Gilbert went further and declared that the Earth had the properties of a huge magnet. However, magnetic forces remained poorly understood and too complicated for description in quantitative terms. It was only in 1819 that Danish physicist Hans Christian Oersted s experimental observations confirmed the close linkage between electrical and magnetic phenomena. Oersted s observations were followed in 1820 by André Marie Ampère s differentiation between electrostatic and electrodynamic phenomena and his theoretical formulation of electrodynamics, followed in 1824 by George Green s theoretical formulation of electrostatics. In 1821, Johann S. C. Schweigger of Germany assembled an instrument that was 17

11 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 18 L anello di Faraday su cui venne eseguita la scoperta dell induzione elettromagnetica. A destra, la spirale cilindrica nella quale venne per la prima volta indotta una corrente grazie all introduzione di una barra magnetica. Faraday s ring, used to discover electromagnetic induction. Right, the cylindrical coil in which current was induced for the first time after inserting a magnetic bar. campo di applicazione nei telegrafi. È invece Alexandre Edmond Becquerel che studiando i fenomeni elettrici giunge alla formulazione di alcune fondamentali regole dell elettrochimica, ed elabora uno strumento (che chiama amperometro in omaggio ad Ampère) per misurare l intensità della corrente elettrica. Il passaggio fondamentale per lo studio teorico dell elettromagnetismo e per gli sviluppi applicativi dell elettricità sono però le esperienze di Michael Faraday nel Partendo dalla convinzione che se l elettricità produce magnetismo, allora il magnetismo deve essere in grado di produrre correnti elettriche, egli arriva alla scoperta dell induzione elettromagnetica. Nella prima delle sue fondamentali esperienze Faraday avvolge due bobine di filo isolato intorno a un anello di ferro dolce: una bobina è alimentata da una batteria (circuito primario) e l altra si chiude su un indicatore di corrente (secondario); si scopre che la forza elettromotrice indotta nel secondario dipende dal numero delle spire delle due bobine, e che questo apparato può essere utilizzato per trasformare corrente a bassa tensione in corrente ad alta tensione e viceversa. Nasce così il prototipo del trasformatore. La seconda esperienza di Faraday consiste nell inserimento di un magnete in una bobina: non appena il magnete viene spinto o tirato dalla capable of measuring the intensity of low-level electric current: he named his multiplying galvanometer in honour of Galvani. In 1826, Georg Simon Ohm formulated the relationship between voltage, current intensity and a circuit s resistance, making it possible to build electromagnets that were soon adopted for telegraphy. In his studies of electrical phenomena, Alexandre Edmond Becquerel formulated some basic rules for electrochemistry and developed a new instrument (which he was to name the amperometer in homage to Ampère) that measured the intensity of electrical current. The key step in the theoretical study of electromagnetism and the development of applications for electricity came with Michael Faraday s experiments in Faraday discovered electromagnetic induction by working on his belief that if electricity produces magnetism then magnetism must be capable of generating electrical current. During the initial stage of his ground-breaking experiments, Faraday wrapped two spools of insulated wire around a ductile iron ring: one bobbin was powered by a battery (the primary circuit), while the other was closed around a current indicator (secondary). He discovered that the electromotive force caused in the secondary circuit depended on the number of coils of the two spools, and that this apparatus could be used bobina nel circuito fluisce una corrente. Sulla base di questa osservazione Faraday ipotizza che lo spazio compreso tra i corpi elettrici o magnetici sia pieno di linee di forza, osservabili cospargendo di limatura di ferro la zona posta in prossimità del magnete o del filo in cui passa la corrente. L intuizione di Faraday, ripresa e formalizzata da William Thomson (Lord Kelvin) e poi da Maxwell, porta al concetto di campo elettromagnetico. Negli anni successivi l italiano Macedonio Melloni dimostra che il calore radiante (infrarosso) e la luce sono fenomeni correlati (1835) e lo stesso Faraday scopre l effetto magnetoottico (1845), che contribuisce a rafforzare l idea di una stretta relazione fra luce ed elettromagnetismo. Fra il 1865 e il 1873 Maxwell formalizza matematicamente questo insieme di dati sperimentali e ipotesi interpretative, deducendo le equazioni dell elettromagnetismo direttamente dalle equazioni fondamentali della meccanica in forma lagrangiana. La sua teoria afferma che l intensità di un onda luminosa è legata all ampiezza di oscillazione del campo elettrico e del campo magnetico di essa, mentre il colore è legato alla frequenza dell oscillazione stessa. Il grande fisico scozzese formula così un ipotesi to convert low voltage current to high-voltage current and vice versa. The prototype transformer was born. Faraday s second experiment was to place a magnet inside a spool. Current flowed as soon as the magnet was pushed or pulled out of the spool. From this observation, Faraday speculated that the space between electric or magnetic bodies was full of lines of force which could be observed by sprinkling iron filings over the area near the magnet or the wire over which the current passed. Faraday s insight, which was later developed and formalized by William Thomson (Lord Kelvin) and then Maxwell, led to the concept of the electromagnetic field. Subsequently, Macedonio Melloni of Italy demonstrated that radiant heat (infrared) and light were related phenomena (1835), while Faraday went on to discover the magneto-optical effect (1845) which helped to cement the idea of the close relationship between light and electromagnetism. Between 1865 and 1873, Maxwell mathematically formalized this set of experimental data and interpretative hypotheses, deducing equations for electromagnetism directly from the basic Lagrangian equations of mechanics. His theory stated that the intensity of a light wave is linked to the breadth of oscillation in its electric and Antico apparecchio riproducente l elettroscopio di Macedonio Melloni. A sinistra, J. Clerk Maxwell in un ritratto d epoca. Old-fashioned apparatus reproduction of Macedonio Melloni s electroscope. Left, J. Clerk Maxwell in a period portrait. 19

12 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 20 fondamentale, di portata rivoluzionaria per la fisica ottocentesca: le vibrazioni della luce e le correnti elettriche sono fenomeni identici, e le onde elettromagnetiche si possono propagare nello spazio con una velocità così prossima a quella della luce che abbiamo buoni motivi per concludere che la luce stessa (e così il calore radiante e altre radiazioni) sia una perturbazione elettromagnetica che obbedisce alle leggi dell elettromagnetismo. La previsione di Maxwell sulla propagazione delle onde elettromagnetiche sarà confermata sperimentalmente da Heinrich Rudolf Hertz una ventina di anni dopo. Le equazioni di Maxwell hanno validità generale, e permettono di trattare con lo stesso formalismo matematico l elettrostatica, la magnetostatica e l elettrodinamica. Esse possono essere usate per risolvere qualunque problema elettrico, dal calcolo del traferro di un motore elettrico al progetto di un antenna. I campi elettromagnetici si propagano nello spazio vuoto alla velocità della luce, o in presenza di altri materiali a velocità inferiori ma da essa non troppo lontane: su questo si basa la trasmissione elettrica a distanza di segnali, dati e informazioni con la massima velocità fisicamente possibile. Le prime applicazioni magnetic field, while its colour is linked to the frequency of the oscillation itself. The great Scottish physicist came up with a key hypothesis that triggered a revolution in nineteenth century physics: vibrations of light and electrical current are identical phenomena, and electromagnetic waves could be propagated in space at a speed so close to the speed of light as to give us good reason to conclude that light itself (and in consequence radiant heat and other radiation) is an electromagnetic disturbance that obeys the laws of electromagnetism. Maxwell s expectations concerning the propagation of electromagnetic waves would be proved by Heinrich Rudolf Hertz s experiments a couple of decades later. Maxwell s generally valid equations made it possible to treat electrostatics, magnetostatics and electrodynamics with the same mathematical formalism. They could be used to resolve any electrical problem, from calculating the air gap in an electric motor to designing an aerial. Electromagnetic fields propagate in a vacuum at the speed of light; in the presence of other materials they travel at speeds that are slower albeit not too far removed. The long-distance electrical transmission of signals, data and information at the highest physically possible speeds is based on this fact. Il passo fondamentale dal punto di vista applicativo è l induzione elettromagnetica scoperta da Faraday: su questa si basano sia la realizzazione delle elettrocalamite, impiegate per realizzare relè, campanelli elettrici, telefoni e telegrafi tipo Morse, sia il rocchetto di Ruhmkorff (1851), che rimane per più di mezzo secolo l unico dispositivo in grado di generare tensioni periodiche elevate, ed è uno strumento The Earliest Applications The key step for applying all of this was Faraday s discovery of electromagnetic induction. This was used to make the electromagnets needed for relays, electric bells, telephones and Morse-type telegraphs, as well as the Ruhmkorff coil (1851), which for over half a century was the

13 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 22 L elettroforo realizzato da Alessandro Volta nel A sinistra, riproduzione della gabbia di Faraday. The electrophorus Alessandro Volta made in Left, reproduction of a Faraday cage. essenziale per le ricerche sulla scarica nei gas rarefatti e sulle onde hertziane, da cui prenderanno avvio, tra l altro, gli sviluppi della telegrafia senza fili. La svolta applicativa negli studi elettrici è inoltre collegata allo sviluppo di due tipi di apparati elettrochimici: le pile, che utilizzano reazioni chimiche per produrre elettricità, e che conoscono un intensa e ininterrotta evoluzione da Volta ai giorni nostri, e le celle elettrolitiche, la cui storia incomincia, di nuovo, con Faraday. Come Volta, anche Faraday ha una profonda conoscenza della chimica: a questo straordinario sperimentatore si deve fra l altro, nel 1825, la scoperta del benzene. Lo studio dei problemi posti dall interpretazione dei fenomeni elettrici porta Faraday a mettere in relazione dati fisici e chimici: ciò lo spinge, subito dopo gli esperimenti only device capable of generating high periodic voltages, and was a vital tool for research into charges in rare gases and research into Hertzian waves which, amongst other things, paved the way for wireless telegraphy. The turning point for the application of electricity research was also associated with the development of two types of electrochemical device: batteries, which use chemical reactions to generate electricity and which have undergone an intense and continuous evolution from Volta to the present day, and electrolytic cells, whose story also began with Faraday. Like Volta, Faraday was highly knowledgeable about chemistry (among other things, in 1825 this extraordinary experimenter discovered benzene). It was while investigating problems concerning the interpretation of electrical phenomena that Faraday explored the relationship between findings in physics and chemistry. Immediately after his 1831 experiments, he dedicated himself to the study of electrolysis, that is to say the decomposition of reagents (electrolytes) into electrically-charged particles either in a solution or when they melted after current was transmitted between two electrodes. Within a year, Faraday had written his eponymously-named laws of electrolysis, and experimentally showed that electric current is of the same nature whatever sources are used to generate it: batteries, electrostatic machines or electromagnetic induction. So new was this field of research that to describe his experiments Faraday had to introduce the new terms (still in del 1831, a dedicarsi allo studio dell elettrolisi, cioè della scomposizione in particelle elettricamente cariche di reagenti (elettroliti), in soluzione o allo stato fuso, in seguito al passaggio di corrente fra due elettrodi. Nel giro di un anno Faraday arriva per questa via a formulare la legge sulle azioni elettrolitiche che porta il suo nome, e a dimostrare sperimentalmente che la corrente elettrica ha la stessa natura quale che ne sia la fonte di generazione: pile, macchine elettrostatiche, induzione elettromagnetica. Il campo di ricerca è talmente nuovo che per descrivere i suoi esperimenti egli è portato addirittura a introdurre nuovi termini (in uso ancora oggi), che deriva dal greco avvalendosi della consulenza di William Whewell: ione, anodo e catodo. Mettendo in relazione fenomeni elettromagnetici e fenomeni elettrolitici Faraday pone le basi per una doppia e importantissima evoluzione degli studi elettrici: da un punto di vista teorico, l elettricità diventa la base di una fenomenologia sterminata che alimenta le ricerche sulla struttura della materia; da un punto di vista applicativo, l elettrolisi diventa fin da subito la base per processi con evidenti implicazioni industriali, come la scomposizione dell acqua in idrogeno e ossigeno, e la galvanoplastica, cioè il deposito di patine metalliche sugli oggetti mediante un procedimento elettrochimico (doratura, argentatura, cromatura, zincatura, nichelatura, ecc.). In questo senso, ai suoi esordi la galvanoplastica offre un campo di sfruttamento use today) of ion, anode and cathode, which he derived from Greek after being so advised by William Whewell. By highlighting the relationship between electromagnetic and electrolytic phenomena, Faraday laid the foundations for two truly important new developments in the study of electricity. From a theoretical point of view, electricity became the building block of an endless phenomenology that would provide fodder for research into the structure of matter; from an applications standpoint, electrolysis was immediately adopted as the basis for processes that had obvious industrial implications: breaking down water into hydrogen and oxygen, and galvanoplastics (depositing a metal patina on objects using an electrochemical procedure (gold-, silver-, chromium- and nickel-plating, etc.). Galvanoplastics offered an immediate opportunity for exploiting electricity for economic gain, prompting the construction of current generating installations at industrial plants where this process was carried out. However, the most important field of application to be developed in the 1830s was electric telegraphy, which vastly improved long-distance message transmission and soon replaced the optical telegraph. The electromagnetic telegraph s L insieme degli apparecchi che servirono nel 1883 per le prime esperienze di elettrolisi e, sotto, quelli mediante i quali venne paragonato il potere induttore di varie sostanze dioelettriche nel Various pieces of apparatus used in 1883 for the earliest experiments in electrolysis and, below, those used to compare the inducing power of various dielectric substances in

14 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications economico dell elettricità che porta alla costruzione di impianti per la produzione di corrente presso gli stabilimenti industriali che svolgono questo genere di attività. Ma il più importante settore applicativo che si sviluppa negli anni Trenta dell Ottocento è la telegrafia elettrica, con cui la trasmissione a distanza di messaggi compie un enorme salto di qualità sostituendo il telegrafo ottico. Le premesse tecnico-scientifiche del telegrafo elettromagnetico sono la pila di Volta, l esperienza di Oersted, e il galvanometro moltiplicatore di Schweigger. I primi modelli sono realizzati da Carl Friedrich Gauss e Wilheim Weber a Gottinga nel 1833, e dal russo Pavel Schilling nel Un altro modello, che si impone subito in area britannica, è il telegrafo ad aghi di William Fothergill Cooke e Charles Wheatstone, del 1837: il primo apparato viene messo in uso sulla linea Paddington-West Drayton nel La successiva versione a uno e due aghi, del 1842, soppianta presto il modello a cinque aghi, nonostante abbia bisogno di un operatore specializzato, per i minori costi di impianto e la maggior velocità. Questi sono anche i motivi della sua diffusione internazionale, al di là dei confini dell impero. Il telegrafo elettrico più diffuso è però quello messo a punto negli Usa da Samuel Morse, anch esso sperimentato per la prima volta intorno al Il sistema Morse riscuote all inizio poca Telegrafo ad aghi di Charles Wheaststone e William Fothergill Cooke, Charles Wheatstone and William Fothergill Cooke s needle telegraph, scientific and technical foundations developed out of Volta s battery, Oersted s experimentation, and Schweigger s multiplying galvanometer. The earliest models were built by Carl Friedrich Gauss and Wilheim Weber in Göttingen in 1833, and by Pavel Schilling of Russia in Another model one that forged ahead in the British sphere of influence was William Fothergill Cooke and Charles Wheatstone s 1837 needle telegraph. Their inaugural device was installed on the Paddington-West Drayton line in Despite the fact that it required a specialist operator, their next one- and two-needle version, built in 1842, replaced the previous five-needle model because it was cheaper to build and offered higher speeds. It ended up being adopted around the world, and not just within the British Empire. That said, the most widely-adopted electric telegraph of all was developed in the US, also in 1837, by Samuel Morse. The Morse system initially received very little attention at home and abroad in Europe, where Morse presented it in In 1843 its importance was finally acknowledged by the US Congress, which then funded a demo between Washington and Baltimore in So successful was this demonstration that the system was adopted across the United States before going on to conquer the rest of the world. In Morse s device, the receiver consisted of a pen driven by an attenzione, sia in patria sia in Europa (dove Morse lo presenta nel 1839) finché nel 1843 la sua importanza non viene riconosciuta dal Congresso americano, che nel 1844 finanzia l effettuazione di un esperimento dimostrativo tra Washington e Baltimora. Il successo della dimostrazione porta alla definitiva adozione del sistema negli Stati Uniti; in seguito, come è noto, esso si afferma in tutto il mondo. Nell apparato ideato da Morse il ricevitore è costituito da una penna messa in moto da un elettromagnete, azionato a sua volta dal tasto del trasmettitore che chiude e apre il circuito; la penna scorre su un rullo di carta, che si srotola a velocità costante, lasciando un segno più o meno lungo (un punto o una linea). Nasce così il famoso codice di segnalazione a linee e punti, il codice Morse, che grazie alla sua semplicità d uso e affidabilità diventa subito un sistema universale di codifica alfabetica, il cui successo dura oltre un secolo. In Europa il telegrafo di Morse comincia a diffondersi nel 1847, anno in cui viene costruita la linea telegrafica elettrica Pisa-Livorno, la prima in Italia. Il direttore generale dei telegrafi del Granducato di Toscana è uno studioso di prim ordine, Carlo Matteucci, uno dei maggiori fisici italiani dell Ottocento, famoso per i suoi studi di elettrofisiologia, oltre che per le sue capacità politiche e organizzative (sarà ministro dell Istruzione Pubblica nel 1862, e autore del primo Regolamento generale delle università electromagnet, which was triggered by a transmitter key that opened and closed a circuit. The pen ran on a roll of paper that unfurled at a constant speed, leaving behind either short or long marks (dots or dashes). This is the famous code made up of dots and dashes the Morse Code. Such was its simplicity and reliability that it immediately became a universal system for encoding the alphabet, and so it remained for more than a century. Adoption of the Morse telegraph in Europe began in 1847 with the Pisa-Leghorn electric telegraph line the first in Italy. The Director- General of Telegraphy in the Grand Duchy of Tuscany, Carlo Matteucci, was one of Italy s finest nineteenth-century physicists, who was famous for his research into electrophysiology as well as his political and organizational abilities (he was later to become Minister of Education in 1862, and he wrote the first General Regulations for Italian universities). In 1867, Maxwell stayed in Florence with Matteucci; they had met in London when the Tuscan physicist was lecturing at King s College. At this time an important group of electrology researchers (Ottaviano Apparato telegrafico Morse composto da ricevitore scrivente, testo manipolatore, bussola telegrafica e commutatore, Morse telegraph equipment consisting of a writing receiving set, lever key, telegraphic box and switcher, 1860.

15 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 26 italiane). Nel 1867, durante il suo unico viaggio all estero, Maxwell si ferma per gran parte del tempo a Firenze con Matteucci, che aveva già conosciuto a Londra, dove il fisico toscano aveva insegnato per un periodo al King s College. Negli stessi anni opera a Pisa un importante gruppo di studiosi di elettrologia, con figure come Ottaviano F. Mossotti, Enrico Betti, Riccardo Felici e Luigi Pacinotti. Vale la pena di notare, a questo proposito, che gran parte delle citazioni di ricercatori italiani fatte da Maxwell (una quarantina), sono riferite proprio a questo gruppo: Betti, Felici, Mossotti e Matteucci totalizzano 25 citazioni; le altre riguardano quasi tutte Volta 7. Mentre i territori del continente europeo e di quello americano vengono attraversati da un numero crescente di linee, si comincia a pensare all estensione della rete da una costa all altra: il primo cavo di collegamento sottomarino è posato sui fondali del Canale della Manica nel Nel 1855 il telegrafo di Morse viene perfezionato da David E. Hughes, che porta la velocità di trasmissione a più di parole l ora, un fatto cruciale per quello che è ormai un servizio commerciale ampiamente diffuso. Il primo cavo transatlantico viene posato tra Gran Bretagna e Stati Uniti nel 1858, ma si rivela poco affidabile; il primo cavo regolarmente funzionante viene messo in opera nel 1864, e il servizio commerciale fra i due continenti inizia nel Invenzioni elettriche: gioie e dolori della nuova Italia L innovazione tecnologica è uno dei motori della rivoluzione industriale, e il rapporto tra innovazione e mercato trova il suo principale intermediario nel brevetto, che garantisce all acquirente l originalità F. Mossotti, Enrico Betti, Riccardo Felici and Luigi Pacinotti) was based in Pisa. Many of the forty or so citations Maxwell made of Italian researchers referred to this group: Betti, Felici, Mossotti and Matteucci warranted twenty-five citations; almost all of the remaining citations were of Volta. 7 As more and more lines crisscrossed the European and American continents, thoughts turned to extending the network from one coast to another. The very first submarine link was laid on the seabed of the English Channel in In 1855, the Morse telegraph was improved by David E. Hughes, who upped the speed to more than 1,500 words per hour, a development that was of prime importance for a service widely used by business by then. The first transatlantic cable to be laid, between Great Britain and the United States in 1858, never actually worked properly. The first working cable commenced operations in 1864; commercial services between the two continents began in Electric Inventions: Ups and Downs in Newly-united Italy Technological innovation was one of the drivers of the industrial revolution. The relationship between innovation and the market was intermediated principally through the patent: a patent guarantees the purchaser that they are acquiring something original, while giving its creator and manufacturer a scientific credit and a fair economic return, stimulating the production system to continue with new innovations. Domestic law and international agreements on patents evolved enormously during the eighteen hundreds in Italy and elsewhere. Austrian law held sway in Lombardy and Veneto. In Piedmont, e all ideatore e al produttore un credito scientifico e un giusto ritorno economico, stimolando il sistema produttivo a innovare ancora. La legislazione nazionale e gli accordi internazionali in questo campo hanno un significativo sviluppo nel corso dell Ottocento, che investe anche l Italia; se nel Lombardo-Veneto vige la normativa austriaca, nel Piemonte, abolita dopo il ritorno dei Savoia la legislazione francese, il primo intervento sulle privative industriali risale al 1826, e assegna compiti consultivi e di controllo all Accademia delle Scienze di Torino. Si deve all iniziativa di Cavour la modernizzazione del sistema con la legge sulle privative del 1856, che è poi la base per la successiva legislazione del Regno d Italia. Da uno spoglio dei bollettini pubblicati dal Ministero di Agricoltura, Industria e Commercio 8 è interessante notare come le privative industriali siano raggruppate per categorie: i brevetti elettrici sono collocati in parte sotto la categoria Strumenti di precisione, e in parte sotto quella Illuminazione e scaldamento (ripartita in due sezioni, una per carboni artificiali, combustibili, forni, gas, stufe e fornelli, ed una seconda per motori, macchine a vapore, locomozione strade ferrate, trazione veicoli); solo nel 1860 viene creata una sezione autonoma Elettricità e sue applicazioni. Essere attenti al nostro contesto nazionale significa anche cercare di capire le difficoltà che l Italia postunitaria trova nel collocare le invenzioni in una dimensione French law was repealed after the Savoy royal family returned; the first law on patents, dating back to 1826, designated the Academy of Science in Turin as the consultation and supervisory body. Cavour modernized the system with his 1856 Patent Act, which became the template for later Kingdom of Italy law. Browsing through records published by the Ministry of Agriculture, Industry and Trade, 8 it is interesting to note that patents are grouped by category: electrical patents are partly under Precision instruments, partly under Lighting and heating (which is further subdivided into a section for artificial coals, fuel, ovens, gas, stoves and cooking ranges, and another for engines, steam machines, railway locomotives and vehicular power). It was not until 1860 that an independent section was established for Electricity and its applications. If we are to understand the domestic situation in Italy, we must also seek to understand the difficulties post-unity Italy experienced in placing these inventions into a productive context. What we refer to today as technology transfer is no simple thing. For the scholar, this means not ruling out the application of their knowledge for productive purposes a priori, nor the instinct to direct their research in this direction from the start. The scientific world also needs to be solicited in a sufficiently robust manner by industry, which entails industry adopting a mentality Tavole descrittive del telegrafo elettromagnetico stampante, Printed illustrations of the electromagnetic telegraph, 1859.

16 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications Brevetto per Macchina magnetica con elettrocalamita trasversale ad anello di Antonio Pacinotti e con perfezionamenti. 28 produttiva. Quello che oggi chiamiamo trasferimento tecnologico non è una cosa semplice. Certo, ci vogliono studiosi che non escludano a priori l applicazione delle loro conoscenze a fini produttivi e magari abbiano una sensibilità tale da orientare preventivamente la loro ricerca in questa direzione. Ma occorre anche che al mondo scientifico giungano sollecitazioni sufficientemente robuste da parte di quello industriale e che questo abbia maturato la mentalità per cui il profitto è conseguenza anche degli investimenti in ricerca. Occorre, ancor prima, che le industrie esistano e siano di dimensione e di specializzazione produttiva tali da rendere praticabile il binomio ricerca e sviluppo. Ci deve essere poi qualcuno che aiuti, solleciti, provochi questa sinergia in modo che certe idee scientifiche trovino un applicazione e costituiscano il motore di quel processo che porterà alla costruzione di un prototipo e magari alla sua trasformazione in un prodotto finale 9. Se si guarda all Italia e ai suoi inventori, nei decenni immediatamente successivi all Unità si incontrano personalità significative, testimoni di una vivacità che mentre raggiunge l eccellenza, segnala anche le difficoltà; di alcuni di loro si parla anche in questo capitolo: Antonio Pacinotti e il suo anello, Galileo Ferraris e il campo magnetico rotante, Alessandro Cruto e le sue lampadine. Antonio Pacinotti 10 partecipa in gioventù agli ideali e alle guerre del Risorgimento, e combatte nella battaglia di Goito; in campo elettrico è un figlio d arte : suo padre Luigi è docente di Fisica tecnica all Università di Pisa, dove Antonio ottiene la laurea in Matematica applicata nel whereby profit is construed as a consequence of, among other things, investment in research. Upstream, such companies have to be of sufficient size and operate in a specialist field where R&D is practicable. Synergies must be fostered, sought out and generated in order for specific scientific ideas to be applied, driving forwards the process that leads to building a prototype and going on to make a finished product. 9 In the decades immediately after Italian Unity, the country was awash with inventors and significant figures who tapped into a humus of ferment and achieved excellent results, even if long-term difficulties were already emerging. We will be looking at some of these figures and their inventions in this section: Antonio Pacinotti and the Pacinotti ring; Galileo Ferraris and his rotary magnetic field; and Alessandro Cruto and his bulbs. As a young man Antonio Pacinotti 10 espoused the ideals of the Risorgimento and fought in the Battle of Goito. He followed in the footsteps of his father Luigi, a professor of Technical Physics at the University of Pisa, where Antonio graduated in applied mathematics in 1861, and pursued an interest in electricity. Indeed, his passion for electric phenomena one that he developed after attending lectures by Riccardo Felici (who studied under Matteucci) prompted him to run a series of experiments on electromagnetism in his father s laboratory. At this time, researchers were attempting to build devices that could generate electric current efficiently and continuously; factories produced such small amounts of energy that they were unsuitable for industrial use. Patent for a Magnetic machine with transversal ring electromagnet by Antonio Pacinotti, with improvements. La sua passione per i fenomeni elettrici, nata seguendo le lezioni di Riccardo Felici, un allievo di Matteucci, lo porta a realizzare una serie di esperimenti di elettromagnetismo nel laboratorio del padre. Sono i decenni in cui il principale obiettivo dei ricercatori è rappresentato dalla costruzione di apparecchi in grado di generare corrente elettrica in modo efficiente e continuativo, andando al di là delle pile, che producono una quantità di energia così piccola da non essere utilizzabile a scopi industriali. Antonio riempie di appunti uno dei suoi quaderni, e nel 1860 è finalmente in grado di costruire una piccola macchina elettromagnetica capace di produrre corrente continua senza particolari problemi di scintillazione. La macchinetta (così la chiama il suo ideatore) è costituita da un anello oggi chiamato anello di Pacinotti attorno al quale è avvolto, a spirale, un filo di rame. L anello è libero di ruotare in un piano orizzontale tra i due poli di un elettrocalamita e il suo moto rotatorio produce (per il fenomeno di induzione elettromagnetica) una corrente nel filo; se viceversa si fa passare della corrente nel filo, questo produce dell energia meccanica e fa ruotare Antonio filled an entire notebook with notes. In 1860, he was finally ready to build a small electromagnetic machine that was capable of generating continuous current without any major scintillation problems. The little machine (as he called it) consisted of a ring known subsequently as the Pacinotti ring which had a copper spiral wound around it. The ring was free to rotate horizontally between the two poles of an electromagnet; its rotary motion generated current in the wire through electromagnetic induction. If, on the contrary, current was sent along the wire, this generated mechanical energy and turned the ring. The reversible machine worked both as a dynamo and an electric motor. A scientific description of the invention was first published in Nuovo Cimento in By appointment to the Ministry of the Navy, in 1865 Pacinotti embarked on a long research trip to France, England and Belgium to find out about how these countries meteorological services functioned. In Paris, he 29 Antonio Pacinotti con la macchina magnetica da lui inventata. Antonio Pacinotti with the magnetic machine he invented.

17 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications Macchina generatrice costruita da Gramme, Parigi Sotto, i poli dell anello di Gramme a cui si conduce la corrente. 30 l anello. Si tratta quindi di una macchina reversibile, che funge sia da dinamo che da motore elettrico. La descrizione scientifica dell invenzione comparirà nel Nuovo Cimento nel Sempre nel 1865, su incarico del Ministro della Marina, Pacinotti compie un lungo viaggio in Francia, Inghilterra e Belgio per informarsi sul funzionamento dei vari servizi meteorologici. A Parigi si reca da diversi ottici e costruttori di apparecchiature fisiche e visita in particolare le Officine Froment Notre Dame des Champs, per far finalmente conoscere ad un pubblico più vasto la sua invenzione e possibilmente trovare qualche abile costruttore capace di riprodurla in dimensioni maggiori e su più ampia scala. Così Pacinotti non lesina né informazioni né copie del suo articolo su Il Nuovo Cimento. La trasferta parigina si conclude però con un nulla di fatto. Negli anni successivi il giovane toscano compirà una lunga e brillate carriera accademica, che lo porterà alla cattedra in Fisica a Pisa, all elezione nell Accademia dei Lincei e alla nomina a senatore. In tutti questi anni non smette di interessarsi ai problemi scientifici che lo interessano fin dalla formazione. La sua attenzione principale è però sempre rivolta alla macchinetta che continua a modificare e perfezionare, continuando inutilmente ad offrirla in Italia perché qualcuno ne faccia un prodotto industriale. Nel 1871 Pacinotti legge nei Comptes Rendus dell Accademia delle Scienze di Parigi un articolo di Zénobe-Théophile Gramme che riproduce la sua macchinetta con tanto di disegni e di illustrazione del funzionamento. Capisce di essere stato troppo ingenuo nel viaggio parigino del 1865 e di aver fornito un numero eccessivo di informazioni. D altra parte, non aveva potuto percorrere la strada del brevetto in quanto la legislazione italiana prevedeva la perdita della tutela giuridica per quelle invenzioni che non visited a number of opticians and manufacturers of physical devices, including the Officine Froment Notre Dame des Champs, at long last raising the profile of his invention as he sought to locate a consolidated manufacturer who could reproduce his invention at a larger size and scale. Pacinotti gave out information and copies of his Il Nuovo Cimento article. However, he was ultimately to return home from his Paris trip without anything to show for his efforts. The young man from Tuscany was to go on and have a long and successful academic career, teaching as a professor of physics at Pisa and ultimately being elected to the Accademia dei Lincei, as well as being appointed a senator. His interest never waned in the scientific issues he tackled during his younger days. His main focus, however, remained the little machine, which he continued to modify and improve, all the while unsuccessfully seeking somebody in Italy to turn it into an industrial product. In 1871, Pacinotti spotted an article by Zénobe-Théophile Gramme in Comptes Rendus, a publication of the Academy of Sciences in Paris, showing a copy of his little machine complete with drawings and an illustration of how it worked. He realized that he had been overly naive during his 1865 trip to Paris; Pacinotti had given away too much information. He had been unable to register a patent on the device because Italian law envisaged the loss of legal protection for inventions that were not converted into an industrial product within a year or two; his ring was a long way from this achievement. Pacinotti protested loudly: he wrote heartfelt letters to the Academy s secretary and claimed his prior paternity, submitting plenty of documentary evidence. Gramme, a Belgian-born electrical engineer who moved to Paris in 1856, filed a patent for a portavano ad un prodotto industriale nel giro di uno o due anni e il suo anello era ben lontano da un simile utilizzo. Pacinotti comincia allora a protestare vivacemente, scrivendo lettere accorate al segretario dell Accademia e rivendicando la sua priorità con tanto di dossier e apposita documentazione. Gramme, elettrotecnico di origine belga stabilito a Parigi nel 1856, aveva depositato già nel 1857 un brevetto in cui proponeva alcune migliorie per apparecchi magnetoelettrici. Nel 1871 presenta all Accademia delle Scienze la sua prima dinamo, progettata nel In seguito, si associa con l ingegnere francese Hippolyte Fontaine nella Societé de Machines Magneto-Électrique Gramme, specializzata nell ideazione e realizzazione di macchine generatrici di corrente continua. Le dinamo di Gramme sono destinate a una grande fortuna industriale, anche in Italia. Di fatto, Pacinotti non otterrà mai soddisfazione per quanto riguarda i diritti di utilizzazione della sua invenzione, pur ricevendo in Italia e negli altri paesi il riconoscimento morale della priorità per l idea iniziale. Bisogna anche dire che Gramme un tipico inventore autodidatta inserisce nell idea iniziale di Pacinotti una serie di accorgimenti che sono alla base dell effettiva realizzabilità industriale delle prime dinamo. L elettricità in bella mostra I primi riconoscimenti internazionali saranno tributati a Pacinotti proprio a Parigi, in occasione dell Esposizione internazionale del 1881 number of improvements to magnetoelectric devices in In 1871, he presented his first dynamo designed in 1869 to the Academy of Sciences. He later joined forces with French engineer Hippolyte Fontaine to establish the Societé de Machines Magneto-Électrique Gramme company, specializing in the design and manufacture of continuous current-generating machines. Gramme s dynamos were to be a huge industrial success not just in France but in Italy too. As for Pacinotti, he never did manage to profit from usage rights to his invention, even though in Italy and elsewhere he was morally recognized as being the first person to have had the idea. It should be noted that Gramme a typical self-taught inventor made a number of improvements to Pacinotti s original idea that rendered the first dynamos suitable for use in industry. Electricity on Show The generating machine built by Gramme, Paris Below, the poles of the Gramme ring on which current was conducted. The first time that Pacinotti was internationally acknowledged for his work was in Paris at the 1881 International Exposition on electricity and its applications. 11 The French authorities who staged 31

18 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 32 sull elettricità e le sue applicazioni 11. Questa iniziativa, come affermano ripetutamente le autorità francesi che ne decidono e ne curano l organizzazione, punta a raccogliere il frutto dell impegno profuso da ingegneri, scienziati e industriali negli anni Settanta dell Ottocento. Se infatti le prime applicazioni elettrochimiche, insieme alla telegrafia e poi alla telefonia, avevano offerto incentivi economici rilevanti allo sviluppo degli studi sull elettromagnetismo, tra la metà degli anni Settanta e la metà degli anni Ottanta si aprono nuovi campi di applicazione, con prospettive di ritorno economico anche superiori: elettrometallurgia, illuminazione, trasporti urbani ed extraurbani. Nel 1880 è quindi molto sentita la necessità di un confronto sulle acquisizioni più recenti, per fare il punto della situazione e meglio orientare le molte ricerche e iniziative in corso o in gestazione. Anche in Italia l invito e le sollecitazioni che giungono da Parigi alla fine di quell anno trovano orecchie attente e interlocutori propensi a partecipare all Esposizione con una sezione ufficiale. L Italia ha del resto alcuni meriti storici da rivendicare, anche per mettere in secondo piano il livello più modesto, nel confronto internazionale, delle realizzazioni concrete del ventennio post-unitario. È il Ministero di Agricoltura, Industria e Commercio a promuovere e coordinare la presenza a Parigi degli espositori provenienti dalla penisola. I tecnici e le autorità italiane sono chiamati a un difficile equilibrio fra l esigenza di mantenere un buon livello qualitativo e quella di stimolare una partecipazione di the event stated repeatedly that the purpose of the initiative was to honour the hard work undertaken by engineers, scientists and industrialists in the 1870s. The earliest electrochemical applications, telegraphy and then telephony provided significant economic incentives for research into electromagnetism. New fields of application were opening up in the mid-1870s and mid-1880s which promised even greater earnings: electrometallurgy, lighting, urban and long-distance transport... In 1880, people were acutely aware of the need to keep up-to-date with the most recent achievements, survey the present situation and help orient research ventures underway and in the pipeline. Many in Italy heeded the call from Paris that came at the end of that year, and there were plans to put together an official delegation to the Exposition. Italy had a number of longstanding claims to pursue, if nothing else to make up for its (internationally-speaking) modest tangible achievements in the two decades after Unity. The Ministry of Agriculture, Industry and Trade promoted and coordinated the delegation of Paris-bound exhibitors from Italy. Italian authorities and espositori non troppo esigua dal punto di vista numerico. Alla fine la presenza italiana si baserà su tre linee di forza: dare visibilità ai risultati storici e ai meriti presenti della ricerca italiana in campo elettrico, mettere in mostra organi tecnici e industrie variamente operanti nel settore, e presentare quei brevetti italiani che sono davvero significativi e meritevoli di attenzione da parte del mondo produttivo. In conclusione, gli espositori italiani saranno numerosi, e anche se non primeggia nel confronto internazionale la loro produzione dà tuttavia il segno di un ambiente vivace e ricettivo. Degna di nota e apprezzata è la partecipazione di alcune imprese destinate a divenire protagoniste dell industria elettrotecnica italiana: tra queste la Galileo di Firenze, e le milanesi Tecnomasio, Richard, e Pirelli. Importante, come si è detto, anche la presenza di Antonio Pacinotti, molto apprezzata dai più colti e preparati visitatori del Palais de l Industrie: lasciando da parte le dispute brevettuali, gli organizzatori esprimono un solenne riconoscimento dei suoi meriti scientifici attraverso il conferimento del diploma d onore della manifestazione. Del resto la vicenda dell inventore del famoso anello dimostra come in Italia a un interesse scientifico e a un attività di ricerca tutt altro che trascurabile non corrisponda ancora in campo elettrico un adeguato tessuto produttivo, in grado di offrire sbocchi concreti alle idee e ai progetti. A tirare le fila della presenza italiana sono Gilberto Govi per la parte storica, Giovanni Cantoni e Francesco Rossetti per la parte bibliografica, e Galileo Ferraris per la parte industriale e brevettuale, che è poi il centro delle cure ministeriali. A Ferraris 12 toccherà anche il compito di stendere la relazione generale consuntiva per il ministro, tracciando il bilancio della partecipazione alla manifestazione (positivo engineers had to find a difficult balance between the need to maintain levels of quality high while encouraging a significant number of exhibitors to take part. The Italian delegation pursued three goals: to raise the profile of the nation s historical achievements and the current merits of Italian research into electricity; to showcase technical and industrial organizations operating in the sector; and to present Italian patents of significance that were worthy of industrial interest. Plenty of Italian exhibitors heeded the call. Although other countries may have put on a more impressive show, the Italian contingent showed that the sector was lively and receptive in this country. A number of the Italian companies in Paris went on to become mainstays of the country s electrical engineering industry: Galileo (Florence) and Tecnomasio, Richard, and Pirelli (all in Milan). As noted previously, Antonio Pacinotti s attendance was a major attraction for industry insiders who flocked to the Palais de l Industrie: over and above the patent dispute, the organizers solemnly acknowledged his scientific merits and awarding him the event s Diploma of Honour. The tale of the man who invented the famous ring is emblematic of how Italy s high-level scientific interest and research activities in the field of electricity failed to get a boost from an industrial framework that was poorly suited to bringing ideas and designs to fruition. Italy s delegation was led by Gilberto Govi (for the historical section), Giovanni Cantoni and Francesco Rossetti (bibliographical section), and by Galileo Ferraris (industrial and patentrelated), who was the leading light in the ministerial-led delegation. Ferraris 12 brief included writing the post-event report for the 33 La Sala Edison all Esposizione internazionale di Parigi nel The Edison Hall at the International Exposition, Paris, 1881.

19 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 34 nonostante i problemi incontrati) e alcuni scenari futuri. Egli da un lato si rende conto che con gli apparati di generazione progettati dall americano Thomas A. Edison (dieci volte più potenti di quelli prodotti da Siemens in Europa) la produzione di elettricità fa un salto di scala verso la dimensione industriale, dall altro riflette sui limiti che quegli apparati ancora presentano e ne trae stimolo per nuove ricerche, che lo porteranno ai lavori del 1884 sui trasformatori a correnti alternate e alla scoperta del campo magnetico rotante nel Se la dinamo derivata dai lavori di Pacinotti è indispensabile per generare elettricità in modo efficiente e affidabile, gli apparati derivanti dai risultati di Ferraris si riveleranno utilissimi per il suo impiego nella vita quotidiana. Il trasformatore infatti modifica la tensione delle correnti alternate, favorendone la trasmissione anche su distanze continentali: la può alzare al momento dell effettivo trasporto con conseguente risparmio di energia e la può poi diminuire, in modo che la corrente venga impiegata senza inconvenienti. Con il motore elettrico a campo rotante è poi possibile ricavare energia meccanica da quelle correnti alternate di cui abbiamo appena visto la duttilità di trasmissione. Il contributo teorico decisivo per lo sviluppo industriale del primo e per Minister, drawing his conclusions on event attendance (positive despite a few problems), and his predictions for potential future scenarios. On one hand, he noted that the generating devices designed by Thomas A. Edison (ten times more powerful than those manufactured by Siemens in Europe) had allowed a step change towards industrialization. He also commented on the limitations from which these devices still suffered, suggesting that additional research was required. In 1884, Ferraris began work on alternating current transformers; in 1885, he discovered the rotating magnetic field. The dynamo which developed out of Pacinotti s work proved to be indispensable for efficiently and reliably generating electricity; the devices that evolved out of Ferraris endeavours would be vital for introducing electricity into everyday life. Transformers modify the voltage of alternating current, making it possible to send current over continent-spanning distances. The voltage can be raised for transport, saving energy, and then lowered again so that the current can be used without causing problems. Adding a rotary field electric motor made it possible to obtain mechanical energy from easy-to-transmit alternating current. The key theoretical input for industrial development of the former and Motori asincroni sperimentali per gli studi di Galileo Ferraris sul campo magnetico, l invenzione del secondo passa per Torino, dove nel 1884 si svolge un ulteriore e importante Esposizione elettrica, che con la sua sola presenza testimonia il vivace interesse dell ambiente industriale. Al centro dell esposizione torinese sono i trasformatori: il loro meccanismo di funzionamento continua a non essere chiaro dal punto di vista teorico, e ciò rende difficile calcolarne il rendimento e dunque ne ostacola l utilizzazione industriale. Questo problema si impone all attenzione di Ferraris. È lui a fornire la spiegazione del funzionamento di questi apparecchi, calcolandone la potenza e il rendimento. Il suo studio è accompagnato dalla prima dimostrazione di trasmissione a distanza della corrente alternata. L esperimento avviene al termine dell Esposizione di Torino, alla presenza di osservatori internazionali, utilizzando una linea di 42 km lungo il tracciato ferroviario da Torino a Lanzo. Ferraris evidenzia, pubblicando i suoi risultati, l importanza dell occasione sperimentale offerta dall Esposizione: Avendo a mia disposizione nella Esposizione un impianto di generatori secondarii fatto nelle condizioni di un vero impianto industriale, e quale difficilmente si La Galleria dell elettricità all Esposizione internazionale di Torino, The Electricity Gallery at the International Exposition, Turin, invention of the latter took place in Turin during a major electrical Exposition in 1884, at which industry showed great interest. Transformers were the stars of the show, even though it remained a mystery exactly how they worked from a theoretical point of view, which in turn made it difficult to calculate their yield and hindered their adoption in industry. Ferraris made it his business to solve this problem. Ferraris provided an explanation of how these devices worked, and made it possible to calculate their power and yield. His research led to the first ever demonstrative transmission of alternating current over distance, in an experiment held at the end of the Turin Expo attended by international observers along a 42 km-long line that had been erected alongside the Turin-Lanzo railway. On publishing his results, Ferraris highlighted the importance of being able to run the experiment as part of the Exposition: Having access to a secondary generator installation at the Exposition configured like a real industrial plant something that would be difficult to reproduce in a scientific laboratory [I] was duty-bound to use it for experiments to help find a 35 Experimental asynchronous motors, part of Galileo Ferraris s research into the magnetic field, 1885.

20 Dalla curiosità alle prime applicazioni From Curiosity to Early Applications 36 Brevetto di Nikola Tesla per il motore elettromagnetico, Nikola Tesla s patent for the electromagnetic motor, potrebbe riprodurre in un laboratorio scientifico, [io] aveva il dovere di servirmene per fare esperienze, le quali potessero apportare nella soluzione delle questioni dibattute un qualche contributo. [ ] Ma dalla discussione dei risultati ricavai più di quello che dapprima aveva sperato e cercato. Tale discussione, infatti, mi condusse ad uno studio teorico dei fenomeni che avvengono nel generatore secondario, studio teorico, che, controllato coll esperienza, venne a rischiarare, in modo superiore alle mie previsioni, la questione 13. L invenzione del motore con induzione è dell estate 1885, cioè l anno successivo ai lavori sui trasformatori: Ferraris dimostra pubblicamente l esistenza di un campo magnetico rotante generato mediante due bobine fisse, tra loro perpendicolari, percorse da correnti isofrequenziali in quadratura: un cilindretto di rame, immerso nel campo magnetico, si mette in movimento tra la meraviglia dei presenti sotto l azione delle forze elettrodinamiche tra campo rotante e correnti indotte. È il fondamento teorico necessario per la realizzazione dell apparato che risolve il problema di convertire la corrente alternata in energia meccanica, ponendo le basi per il suo futuro utilizzo. Ferraris pubblicherà il rapporto scientifico della sua invenzione sulla rivista L Elettricità soltanto nell aprile del solution to the issues we had been debating... Even then, the discussion of its results offered me far more insight than I had hoped or sought. This debate has led me to undertake theoretical research into the phenomena that occur in the secondary generator. This theoretical research, supervised through the experiment, shed more light on the matter than I had dared hope. 13 The induction motor was invented in the summer of 1885, a year after his work on transformers: Ferraris publically demonstrated the existence of a rotary magnetic field generated by two fixed spools in a perpendicular arrangement, traversed by isofrequential squared current: to the amazement of onlookers, a small copper cylinder immersed in the magnetic field started to move, driven by the electrodynamic forces between the rotary field and the induced current. This was the theoretical premise necessary to build a device to resolve the problem of converting alternating current into mechanical energy, paving the way for its future adoption. Ferraris published the scientific description of his invention in the L Elettricità magazine several years later (in 1888). A few weeks after that, Nikola Tesla filed five patents in the US on the construction of asynchronous motors, which he then sold to Westinghouse. The arrival of Tesla on the scene did not displease the Italian researcher: his scientific precedence was not in question, and that was all that mattered to him. Qualche settimana dopo, Nikola Tesla deposita negli Usa cinque brevetti sulla costruzione di motori asincroni, poi ceduti alla Westinghouse. L entrata in scena di Tesla non amareggia particolarmente il ricercatore torinese: la sua priorità scientifica è comunque indubbia e questo riconoscimento gli basta. Nel 1891, ad un convegno specialistico tenutosi durante l Esposizione di Francoforte, che consacra la definitiva affermazione della trasmissione in corrente alternata, Ferraris viene acclamato con una standing ovation come il padre della moderna Teoretische Elektrotechnik. Il grande Hermann Helmholtz gli cede la poltrona di chairman. Due anni più tardi, nel 1893, si svolge Domanda di brevetto sul campo magnetico rotante, motori sincroni e asincroni presentata da Nikola Tesla il 1 maggio Sotto, dispositivo di Tesla per ottenere correnti ad alto potenziale e a grandissima frequenza. A patent application for the rotary magnetic field, and synchronous and asynchronous motors presented by Nikola Tesla on 1 May Below, Tesla s device to obtain highly-charged and very high frequency current. In 1891, Ferraris was acclaimed with a standing ovation as the father of modern Teoretische Elektrotechnik at a specialist conference where alternating current was consecrated as the victorious technological approach. The great Hermann Helmholtz relinquished the Chairman s chair to Ferraris. Two years later, in 1893, Chicago held the World s Columbia Exhibition to mark the 400 th anniversary of Christopher Columbus landing. The only Italian to receive an official invitation to the international electricity convention held during the Expo between 21 and 27 August, Galileo Ferraris acted as vice-chairman of the theoretical section. He was accompanied to Chicago by a young man called Camillo Olivetti, who had graduated in industrial engineering in 1891 and would go on to found the company that to this day bears his name. The Chicago event proved to be yet another 37