第七卷 電學大進步 第43章 電氣時代的到來

在電磁理論逐漸完善的同時,技術發明也一個接一個地實現了。

19世紀電學的發明主要有電動機、發電機、電報、電話、電照明等,這些發明導致了第二次技術革命,從而使人類進人電氣時代。

在電機史上,電動機的誕生比發電機早。

電磁效應和安培定則,揭示了電和磁的相互作用能產生機械運用,奠定了電動機的理論基礎。

1821年,法拉第試製出了一種將電能轉化為磁能再轉化為機械能的實驗裝置,這就是最初的直流電動機。

英國電學家斯特金通過實驗,將電能轉化為磁能,在1823年發明了電磁鐵。

1831年,美國電學家亨利以伏打電池為電源,並引用了電磁鐵,試製出一台電動機模型,產生的動能比法拉第的裝置要大,向實用電動機的發展邁進了一步。

但是早期的電動機使用的電源是伏打電池,提供的電流有限,功率極其微弱,沒有什麼實際意義。因此,必須尋找強大的電源,才能產生更大的動能。這樣,電動機的試製推動了發電機的試製。

世界上第一台發電機是由法國的皮克西製成的。

皮克西是法國電學工程師,1832年成功地試製出一台手搖永久磁鐵旋轉式發電機。這台發電機的線圈是固定的,它運用手輪轉動形磁鐵,使磁鐵相對於線圈運動。在這台發電機中,裝上了最初的換向器,把發電機產生的交流電變為工業生產所需要的直流電。

但這台永磁式電機設備笨重,又要用手搖,從而難以提高轉速,輸出的電壓很低,實用價值不大。

1834年,俄國科學家雅科比製成一台回轉運動的直流電動機。雅科比不用永久磁鐵,而用幾個磁性很強的電磁鐵來產生磁場,他設計的換向器可看做近代換向器的胚芽。

為了試驗這台電動機,雅科比把它裝在輪船上,製成了第一艘電動輪船,在涅瓦河上航行。由於電源沒有保證,成本高,不能和蒸汽輪船匹敵。但是雅科比電動機由實驗模型走向了實用,並進一步促使發電機的試製。

1834年,英國的克拉克試製成功了實驗室使用的直流發電機。該機產生的電壓高於一般電池組,還配製了各種線圈,以供需要不同電流時使用。

1854年,丹麥的喬爾塞在發電機中不但裝有永磁鐵,還加裝了電磁鐵,試製成功了一種永磁鐵和電磁鐵混合激磁的混激式發電機,功率有明顯的提高。

後來,人們發明了自激式發電機,利用發電機本身的電勢來產生激磁電流,從而使發電機的製造進入了一個新的階段。對自激式發電機做出卓越貢獻的是文爾德和西門子。