伊迪絲·克拉克如何突破障礙,並為現代電網實現負載平衡
若沒有伊迪絲·克拉克(Edith Clarke),我們今天所熟知的電力網或許根本無法實現。身為美國首位女性電機工程學教授,她發明了「克拉克計算機」——一款圖形計算機,讓工程師解決涉及電流、電壓和阻抗的方程式時,速度比手算快上十倍。她的電機專業知識也為水力發電大壩(包括胡佛水壩)的設計與建造做出了貢獻,並為現代電力網的建立鋪平了道路。
克拉克的故事與早期許多投身 STEM 領域的女性相似,既充滿了受限的機遇,最終卻展現了堅韌不拔的精神。儘管她於 1908 年以優異成績從瓦薩學院畢業,並成為首位獲得麻省理工學院電機工程碩士學位的女性,克拉克卻難以覓得工程師職位。她最終受聘於通用電氣公司,擔任「計算員」——也就是負責解算數學方程的人員。
正如研究員兼歷史學家珊迪·萊文斯所指出的:「身為通用電氣公司的計算員,克拉克不僅薪資不如男性同事,專業地位也遠不及他們。」感到沮喪的她隨後離職去旅行,並在土耳其任教物理一年。
我們電力基礎設施背後的工程巨擘
1922年,克拉克回到美國後,受聘於通用電氣(GE)的中央電站工程部擔任電氣工程師。當時正值輸電線路日益延長的時期;線路越長,電氣負載就越大;而負載越大,系統發生故障的機率也就越高。當時用於評估電網可靠性的數學模型,其實更適合規模較小的系統。
克拉克提出了一種電力系統及其行為特徵的模型,使工程師得以分析這些新興且更為複雜的系統。除了「克拉克計算機」之外,她的研究成果對於美國電力網的成長與發展至關重要。1930年,她成為通用電氣公司負責研究電力穩定性的工程師團隊負責人。
克拉克還發表了18篇技術論文,其教科書《交流電力系統電路分析》更成為當時業界的標準。1930年代,她為胡佛水壩設計了渦輪機系統。該系統所發電能,皆儲存於巨大的通用電氣發電機中。克拉克這套開創性的系統,後來被安裝於美國西部各地的類似發電廠中。
「第一」的傳奇
克拉克在通用電氣(GE)任職多年後,於1945年退休,隨後10年間在奧斯汀的德州大學教授電機工程學。她於1959年11月在巴爾的摩辭世,留下了非凡的成就:
全國首位受聘擔任電機工程師的女性
首位在美國電機工程師學會(AIEE)年會上發表論文的女性
首位獲選為美國電機工程學會(AIEE)會士的女性,該學會後來更名為電機電子工程師學會(IEEE)
美國首位女性電機工程學教授
值此「婦女歷史月」,我們不僅向伊迪絲·克拉克致敬,表彰她作為一位突破藩籬的工程師,更將她視為我們日常所倚賴之可靠電力系統發展歷程中的奠基者。