Az elektronokat az elektromos mező hajtja (ez a potenciálkülönbség a vezeték eleje és vége között). Ehhez persze zárt áramkör kell. Az áram a vezető bármely pontján gyakorlatilag azonnal megjelenik, egészen pontosan fénysebességgel terjed.
Nem teljesen tiszta viszont, hogyan működik ez a modell váltóáramú körben. Hiszen ott az elektronok és az elektromos mező is másodpercenként 50-szer (az USA-ban 60-szor) irányt váltanak. Tehát gyakorlatilag sehova sem mennek, csak egy helyben rezegnek. Mégis azt mondják, hogy az elektromos áram munkát végez. Ezt senki nem tagadhatja, hiszen az izzók vagy az aszinkron villanymotorok is vígan elmennek váltóárammal.
Ebből az következik, hogy az energiát nem is az elektronok szállítják, hanem a mező. Nekünk csak annyi a dolgunk, hogy megteremtsük a feltételeket ahhoz, hogy a mező áthaladhasson egy bizonyos tulajdonságokkal rendelkező anyagon. Ennek vezetőnek kell lennie, amelyben vannak szabad elektronok.
Az elektromosság hajnalán a tudomány még számos folyamatot nem értett, így a mérnökök is rengeteg hibát vétettek. Az egyik ilyen kudarcos projektnek tekinthető az első transzatlanti távírókábel, amelyet 1858 augusztusában fektettek le, de már ugyanazon év szeptemberében megszakadt a kapcsolat. A kábel lefektetésének története röviden a következő:
A két kontinens távíróval való összekapcsolásának ötlete már régóta, a működő távírók megjelenése óta létezett. 1850-ben már le is fektettek egy vonalat Nagy-Britannia és Franciaország között.
A transzatlanti kábelt két angol cég gyártotta le előre.
A kábelt guttapercha-latexszel vonták be, mivel ezt az anyagot ellenállónak tartották a tengervízzel szemben. Ezt kátrányos kenderrel tekerték körbe, majd vasdrótból készült spirális burkolattal látták el. Több tonnás húzóerőnek kellett ellenállnia, ugyanakkor meg kellett őriznie a rugalmasságát is.
A szigetelt ér és a vaspáncél gyártását két külön cégre bízták. A kábel 7 szál, 22-es BWG méretű rézdrótból állt: hat szálat tekertek a hetedik köré, majd ezt három réteg guttaperchával vonták be. Ezután az eret jutafonallal tekerték körbe, amelyet egy speciális keverékkel itattak át: 5/12 rész stockholmi kátrány, 5/12 rész gyanta, 1/12 rész főtt lenolaj és 1/12 rész méhviasz. Egy tengeri mérföldnyi kábelhez 45–49 litert használtak fel ebből a masszából.
Körülbelül így nézett ki (ez az egyik legelső transzatlanti kábel):
Kábelfektető hajóként átalakított hadihajókat, a HMS Agamemnont és a USS Niagarát használták. A terv szerint mindkét hajó Írországból indult volna Új-Fundland felé: az egyik elkezdi a fektetést, a másik pedig átveszi a kábelt és befejezi a munkát. Elől haladt a Niagara, mögötte pedig az Agamemnon.
Bizony, az első transzatlanti kábel fektetése még vitorlásokkal történt.
A munka első napjaiban a kábel 50%-kal gyorsabban futott le, mint ahogy a hajó haladt. Ráadták a féket a fektetőberendezésre, de a hirtelen fékezés okozta hajlítás miatt a kábel elszakadt. A Niagara végül csak 335 mérföldet tudott lefektetni. Mivel nem maradt elég kábelük a folytatáshoz, a projektet egy évvel elhalasztották.
A második próbálkozás 1858. június 25-én indult. De ekkor is, miután az Agamemnon már több mint 140 mérföldet haladt, a kábel ismét elszakadt. 1858. július 17-én futottak neki harmadszorra. Ekkor a kábel váratlanul leállt, majd ugyanolyan hirtelen életre is kelt.
A harmadik kísérlet végül sikerrel járt. A Niagara elérte Új-Fundlandot, augusztus 5-én pedig az Agamemnon is megérkezett Valentiába, miután az Atlanti-óceán közepétől ellentétes irányba indultak. A két kontinens közötti összeköttetés augusztus 16-ra állt fel véglegesen. Összességében a Niagara 1030, az Agamemnon pedig 1020 tengeri mérföld kábelt fektetett le. A hajókról megmaradt kábeldarabokat szuvenírként árulták, az eseményt pedig hatalmas ünnepség kísérte.
Az első hivatalos üzenetet Viktória királynő küldte James Buchanan elnöknek, gratulációképpen. Bár a szöveg rövid volt, az átvitele mégis 16 óráig tartott:
„Őfelsége gratulálni kíván az elnök úrnak e nagyszerű nemzetközi munka sikeres befejezéséhez, amely iránt a királynő a legmélyebb érdeklődést tanúsítja.” A morzejelek átviteli sebessége mindössze 0,1 szó/perc volt.
Hogy miért volt a jelátvitel ennyire lassú, és miért kísérte ekkora késés és torzítás – azt senki sem tudta.
A tenger alatti kábel nem a várakozásoknak megfelelően működött. Az üzenetek nem a remélt sebességgel haladtak, ráadásul kaotikus, rendezetlen töredékekre estek szét. Ezt a jelenséget „jellassulásnak” nevezték el. A másik gondot a kapacitáshatás okozta: a kábel nemcsak továbbította az elektromos jelet, hanem tárolta is azt, ami idővel zavarni kezdte magát a hasznos jelet.
1858. október 20-ra a vonal végleg felmondta a szolgálatot. A hiba okainak vizsgálatakor számos minőségi problémára bukkantak a kábellel kapcsolatban.
Kiderült, hogy 1858-ban ugyanazt a kábelt használták fel, amit még 1857-ben fektettek volna le. A kábel majdnem egy évet állt védelem nélkül, kitéve az évszakos hőmérséklet-ingadozásoknak. A munkások észlelték ugyan, hogy a kábel helyenként sérült, ezért sok darabot kivágtak belőle, emiatt viszont kénytelenek voltak összekötözni a végeket. Ezek a toldások pedig megnövelték a kábel ellenállását.
A jobb átvitel érdekében úgy döntöttek, hogy magas feszültséget használnak, így mintegy 2000 voltot küldtek a kábelre. Ez a szint teljesen felesleges volt, és tönkretette a szigetelést az amúgy is hibás kábelen. Tartósabb transzatlanti kábelt csak 8 évvel később, 1866-ban sikerült lefektetni.
Ezek a korabeli szakértők hivatalos jelentésének részletei. Akkoriban még nem is sejtették, hogy a kábelnek lehet induktivitása (mint egy tekercsnek), és hogy felléphetnek olyan ellenirányú feszültségek (mezők), amelyek kioltják a jelet. Azt sem tudták, hogy a kábelnek lehet kapacitása, és úgy tárolhatja az elektromos energiát, mint egy kondenzátor (különösen 2000 voltnál). Ezek az első pillantásra egyszerűnek tűnő elektromágneses jelenségek vezettek a jel rendkívül rossz terjedéséhez, nem csupán a kábel fizikai sérülései.
A kábel ereinek ellenállása magas feszültségnél nem volt akkora hatással, mint az egyéb, figyelembe nem vett tényezők. Pontosan a kapacitás és az induktivitás okozta a nehézségeket a jelátvitelben. A modern tenger alatti kábelek nem sokat változtak, de ezekben már van árnyékolás.
Mondhatjuk úgy is, hogy az elektromosság nem a vezetékekben folyik. A vezeték csak egy közeg, amelyen keresztülhalad az elektromos mező. És nem csak a vezető belsejében halad. Az elektromos mező mágneses mezőt hoz létre a vezető körül. Az elektromos mező adott frekvenciája pedig elektromágneses mezőt, sugárzást, azaz fotonokat hozhat létre a vezető körül.
Az áramerősség és a feszültség ennek az elektromos mezőnek a jellemzői. Ha ezeket változtatjuk, az egyik esetben a vezető felmelegedését érhetjük el, a másikban pedig a mező minimális veszteséggel történő továbbítását (magas váltakozó feszültség esetén). Ma már a tudomány sokkal többet tud erről, és árnyékolt ereket használ a tenger alatti kábelekben.
