正文 第31章 電機開創了電氣化的新紀元(1 / 1)

今天,無論是天上飛的(如飛機),還是地上跑的(如汽車),都離不開電能。而真正將電能轉化為各種機械能的功臣當屬“電動機”。正因為有了電動機,才使我們的生活發生了翻天覆地的變化。那麼,電動機是怎麼發明的呢?

1831年,美國物理學家亨利發現了電磁感應的現象,並進行了將磁力轉變為電力的試驗。英國的法拉第在同一時間裏也發現,當把磁鐵反複插入或拔出線圈時,該線圈就會發生感應電流,並於1832年公開進行了感應電流流動的實驗。他的公開實驗引起了很大的轟動。一位參觀者問道:“這種新的玩具能起什麼作用呢?”法拉第回答說:“你知道剛生下來的孩子將來能幹什麼嗎?”

這個剛生下的“孩子”成了“雙胞胎”,長大以後成了發電機和電動機兩兄弟。因為發電機是把機械能轉變成電能,而電動機則是把電能轉換成機械能的裝置。在法拉第發現的磁鐵和線圈相互作用“這個母體”中,就包含了發電機和電動機的原理。法拉第的巧妙的回答不是沒有預見性的。

然而,到實用的發電機和電動機問世以前,許多科學家進行百折不撓的努力,走過一段坎坷的曆程。

不少科學家進行了不斷的嚐試。1832年,法國物理學家皮克希在巴黎公開了第一台永久磁鐵型發電機。威廉·裏奇也設計了一台電動機,兩個線圈在一個永久磁鐵的兩極之間旋轉。

“換向器”在轉圈之後,使電流轉變方向,從而產生一種持續的運動。法拉第製作了一台帶電導體圍繞直立磁鐵旋轉的實驗模型,這是第一台用化學電源驅動的近代電動機的“雛型”

能不能不用永久磁鐵,改用較強電磁鐵呢?德國物理學家雅各比據此發明了雅各比電動機,這是世界上第一台有效的電動機。雅各比於1801年生於德國的波茨坦。他在完成了鑄造方法的研究之後,得到俄沙皇尼古拉的資助,開始進行新的發明。1834年他開始研製電動機,其最初製造的電動機為:在兩個∪形電磁鐵間,放入帶有16個臂的輪,在輪壁上裝有12根棒形磁鐵。電磁鐵通電後產生磁性,並與12根棒形磁鐵間發生相互吸引或相互排斥作用,其結果是對裝有棒形磁鐵的輪產生一個轉矩並使其轉動。雅各比用這種方法做出了較大型的電動機,並把它裝到小艇上試運行得到成功。1838年在易北河上首次試驗了摩托艇,為向電動機供電而使用的丹尼爾電池數竟達320個,而摩托艇的時速卻隻有22公裏。

以上這幾人雖然研製出了電動機,但都因為以電池為電源而無法實際應用。

隨著電動機的不斷應用,反過來又促進了發電機的發展。因為兩者之間是相輔相成的。如果能在發電機和電動機之間架上“橋梁”,即用發電機發出的電能去轉動電機,那麼電動機的電源問題不就解決了?這個想法是一個科學家偶然想到了。

1873年,比利時的古拉姆發現了一件有趣的事。那一年在維也納舉辦大型展覽會,他也展出了自己發明的發電機。當時,由於工作人員的疏忽,誤將別的發電機發出的電流通進了他的發電機,於是,發電機竟軲轆軲轆地轉了起來。這使古拉姆發現了發電機又可作為電動機使用的道理。後來,人們據此製造了這類產品,電動機的效率也大有提高。

在實際應用方麵,西門子公司(德國)研製出了優異的發電機,並以此向電動機供電來驅動電車。1879年,在柏林工業展覽會上,西門子公司做了電車運行表演。看到這個小型而又不冒煙的機車,參觀者大為驚訝。1881年,柏林市內電車開通。那時使用了兩根軌道,由其中一根向電動機供電。由於這樣很危險,後來改成架空線,經觸電杆給電動機供電以驅動電車前行。

電動機經過許多人的改進,馬力不斷提高,終於成為優異的產品。然而當時電動機隻限於驅動電車,所以全部是直流電機。後來,人們研究出了交流電動機。無論是直流發電機還是交流發電機,它們的工作原理幾乎完全相同,區別僅在於帶不帶整流子。

在19世紀末,人們又研製出了同步電動機的交流電動機以及感應式電動機等。尤其是感應式電動機不斷改進,向輕便、小型發展。在家庭用的電扇、洗衣機等電器中都有用武之地。

電動機的發明與應用給人們帶來了很大的影響。不但迎來了20世紀的電氣化時代,而且也使得人們的生活方式發生了很大的變化。正如電機發明者之一的西門子所說:“電力技術很有發展前途,它將會開創一個新紀元”,繼電機之後,人們又發明了電話、電燈,這三大發明照亮了人類實現電氣化的道路。