发电机的出现：人类发明史上伟大的贡献

发电机的问世

1820年7月21日，天气酷热，丹麦首都哥本哈根一所学院里，物理教授奥斯特大汗淋漓地在讲课，快要下课时，教授灵机一动，做了一个电学的实验;偶然发现一条导线通电时，导线附近平行放置的指南针会摆起来，好像是有个看不见的手指在拨动它一样。这个举世闻名的电磁感应实验，揭示了电流可以产生磁的秘密;这个发现立刻引起了整个物理界的轰动，许多科学家纷纷转向电磁关系的研究，其中一位青年也因为写下要“将磁转化为电”的誓言。这就是设计并制造出世界第一台发电机的法拉第。

热爱科学

法拉第出生在伦敦市郊一个贫寒的铁匠家庭。他父亲打铁累坏了身体，很难维持一家人的生活，所以法拉第小时候连饭都吃不饱，更谈不上去上学了。

法拉第

13岁那年，法拉第到一家“乔治·里波书店及装订工场”作童工。开始是作报童，后来才作订书学徒。他情性活泼，虚心好学，常常在送报和装订的余暇拼命读书自学。得到了店里老板的允许和鼓励。老板说:“你尽管看吧!你不会因为晓得了书的内容便成为一个差一些的订书匠!”

有一次，法拉第装订新出版的《大英百科全书》时，看到了一篇关于电学的文章。特别是富兰克林、吉尔伯特这些电学先驱者的故事，点燃了他对科学热爱之火。“电，这里面包含着许许多多的奥妙，如能够掌握它，为人类造福该多好啊!”这种想法一直萦绕在法拉第的脑际。

后来，他还参加了一个青年组织“城市哲学学会”学习。每逢星期三晚上，他在那里学到了电学、力学、光学、化学、天文等多方面的知识，每次听课都作了详细的笔记。

引人入胜

送书，装订书使法拉第读到了不少科技图书，也接触到许多科学界的人士。1812年夏天英国皇家学会有位叫丹斯的先生，常来里波书店装订图书，偶然看到了法拉第的读书笔记，很欣赏他的学风和对科学的理解能力，便送给法拉第四张皇家学会的听课券。作报告的人正是当时赫赫有名的戴维。这是他朝思暮想的事情。每次他都作了详细的记录，回家后，他把听讲笔记整理成册、作为自学用的《化学课本》。

科学就像摆在他面前的一座迷人的宫殿。当他结束学徒生涯的时候，他多么想去从事他喜爱的科学工作。他终于鼓足了勇气，给戴维写了一封信，还附上自己精心装订的《化学课本》，送给戴维审查，并表示“我的理想就是献身科学”，“极愿逃出商界而入于科学界”，“哪怕当个实验室的勤杂工也行。”

戴维收到信后，非常感动，很快写了回信，约他见面。一交谈，戴维非常欣赏法拉第的才干，便在第二年的2月，录用法拉第作他的助手。法拉第非常勤勉，他还在书店当学徒时，就曾用节省下来的钱买一些实验用品，自己摸索着做过不少实验;现在除观察实验过程，做好记录外，他还把戴维做过的实验，常常重做一遍，以求彻底理解，然后洗刷器皿、打扫房间，搬运化学药品，样样都干。他认为，这样做才能使自己学到很多东西。

电变磁吸引了他

1820年，丹麦科学家奥斯特发现“电生磁”的消息传到了英国，法拉第的朋友菲力普斯准备写文章介绍这一发现，作为科学杂志的他怕这种报道缺乏理论依据，就来找法拉第核实。当时法拉第正集中精力研究化学问题，看过稿件后，并没有热衷于去研究这一物理课题。

但是，这一电与磁的奇怪现象，却引起了英国著名化学家武拉斯的注意。他重复了奥斯特的实验后，产生了一个新的念头:通电的金属导线能使磁针转动，那么，如果磁铁一端放一根通电电线时，电线会运动吗?于是，他便在戴维的实验室里做起试验来。当时法拉第正站在旁边仔细地观察了这个实验，他心里琢磨:虽然武拉斯的实验失败了，难道能说明实验没有成功的希望吗?他不相信，一次又一次地做起实验来。

1821年9月3日，他将金属线改放在磁铁中间，并用伏打电池接在金属线两端，通电后，金属线终于向着一个方向移动起来了。(www.xing528.com)

“移动了!移动了!”法拉第高兴地围着实验桌跳了起来。后来，他又多次重复了这个实验，都得到了同样的结果。于是，他将自己的试验写成论文，在当年10月号《科学季刊》上发表了。从此，他将全部兴趣和热情转到电磁学研究上来了。

磁能转化为电

进入电磁世界的法拉第，发现电与磁之间有着密切的关系。当时已有科学界证明:凡是铁或钢外面绕一根通电导线时，这块铁或钢就会被磁化。法拉第从大量的实验中想到:既然电可以转变为磁，那么反过来，磁是不是也可以转变为电呢?1822年法拉第在他的日记本上写下了这样的誓言:

“转磁为电!”

于是，他开始了艰苦扎实的实验工作。他把一根铜线绕在磁铁上，铜线的两端接上电流计，观察电流计，指针一动也不动;他换了一个更大的磁铁，电流还是不动;他再换上一个更灵敏的电流计，指针仍旧纹丝不动。他又把铜线做成空心的线圈，线圈的两端接上电流计，线圈中放一条铁棒，指针仍然不动，说明没有产生电的现象。一次次的失败，并没有使他气馁，他仍信心百倍地把实验做下去。

这次，他把一根长铜线外面用布缠好，起绝缘作用，然后在铁环上绕了两个互不接触的线圈，一个线圈的两端接到开关电池上，另一个线圈的两端接到电流计上。准备好了后，法拉第又怀着激动的心情开始实验。他希望第一个线圈接通电流后，第二个线圈能感应出电流，因此，他一合上开关，使线圈通上电流，就去观察电流计，但指针却毫无动静。他分析可能是线圈的电流太小，于是他一次又一次增加电池的数量，但结果电流计的指针还是一动不动。就这样，10年过去了，法拉第制造了许多线圈和仪器力图把磁变成电，都一一失败了。

法拉第在失败中坚信:磁对于电的关系虽然还是没有显露出来，然而这种关系一定存在。

用磁铁取出电流来

1831年夏天，法拉第反复检查自己的实验记录，对多年来实验的思想和方法作了反思，并且逐件地检查实验器具，连一根导线都不放过。在检查电流计时，法拉第猛然发现他每次实验都是先接通电源，然而转过头来看电流计的。会不会问题就出在这里呢?

他马上又重新布置了实验装置。这次法拉第特地把电流计摆在电源开关旁边，他开始目不转睛地盯着电流计，然后倏地用手合上电源开关，就在这一刹那，电流计的指针跳动了一下;断开电流的一刹那，电流计的指针又摆动了。摆动的方向与通电时相反。这是千真万确的“一刹那”。法拉第欣喜若狂，不禁连声叫喊:“电流!电流!”这是法拉第10年心血的结晶。原来，只有线圈在磁场上运动的一刹那才有电流。

世界上第一台发电机

接着，法拉第又做了几10个类似的实验，每次都得到相同的结果。他想，第一个线圈刚通电时，铁环有一个变成磁铁的过程，相当于向第二个线圈中插进一块磁铁;断开电流时，铁环的磁性消失，相当于从第二个线圈中抽出一块磁铁，也就是说，磁铁在线圈中进进出出的运动，会使线圈中产生电流。为了证明这个设想，他又用一根26厘米长的永久磁铁，在一个空心线圈中一进一出地运动，线圈中果然产生了电流。运动的磁能产生电流!法拉第终于找到了电磁之谜的这个谜底。但他没有停止实验;他要利用这个发现，制造出一个应用磁铁产生电流的装置。

他找来了一个马蹄型的大磁铁，在磁铁的两极之间，插入一块能旋转的铜板圆盘，铜盘的中心轴连接一根导线，铜盘的边缘与另一根导线保持接触，两根导线再连接到电流计上。待一切准备好后，他用手转动铜盘中心轴的摇柄，使铜盘在两个磁极之间飞快地旋转起来，而电流计的指针也开始摆动。他将铜盘转得越快指针偏转得越厉害;铜盘不停转，指指就继续保持在一定位置。这就是法拉第利用磁感应生电的原理创造出的世界上第一台发电机。

正当大家为此赞不绝口时，一位贵妇人在旁以取笑的口吻问:“先生，你发明的这玩艺儿有什么用?”

法拉第沉思片刻，微微一笑:“夫人，请问新生的婴儿又有什么用呢?”随之，人群中爆发出一阵欢笑——电气化时代的“宝宝”在法拉第手中诞生了。