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电机的发明是人类历史上的第二次动力技术革命

更新时间:2025-01-06 工作计划 版权反馈
【摘要】:1831年法拉弟发现的电磁感应现象和电磁感应定律轰动了整个世界。电机包括发电机和电动机两种。如果把电灯照明也归入能源技术的话,那么发明家爱迪生是给人类带来光明的使者。

第二节 电机的发明

电机的发明是人类历史上的第二次动力技术革命。它的创始人应该归功于法拉弟。英国的印刷装订工人法拉弟,在少年时代就产生了一个发明创造的想法,他看到当时的伏特电池价格极其昂贵,就设想用一种比硫酸更便宜的材料来发电,以取代伏特电池。为此,法拉弟对化学很感兴趣,下班后总到街头闹市去买票看化学家的实验表演,偶然中结识了当时的化学家戴维,便协助戴维一起搞化学实验,这使法拉弟有可能接触到一些当时流行的新仪器。他经过九年的反复实验,终于想出一种新的办法,可以像伏特电池那样产生电流。当然不是用锌片和铜片放到硫酸中,而是利用线圈串联一个电流表,再令一个永久磁铁反复插入或拔出线圈,这时发现,电流表指针会随着磁铁的拔出或插进而发生偏转。法拉弟把这种现象叫作电磁感应,于是创立了电磁感应定律。

1831年法拉弟发现的电磁感应现象和电磁感应定律轰动了整个世界。它预示着一种新能源的诞生,并且是比伏特电池更便宜的电能。法拉弟本人首先根据自己发现的电磁感应原理制造成了第一台手摇发电机。从此以后,机械能向电能的转化宣告已经成为可能,只是需要一个不断提高转换效率的问题。

电机包括发电机和电动机两种。二者虽然在制造技术上有许多区别,但在电气原理上是一样的,可以互逆使用。当电动机用外力作机械驱动,在其原输入端即可发电;当发电机通电后,也可使转子旋转作为机械动力源。(www.xing528.com)

电机作为一种新的能源技术是继热机以后的第二次动力技术革命。电机的转换效率通常都可以达到70%,甚至80%以上。电能的利用过程中有一次重大的改革就是由直流变交流。这一创造性思维主要是来源于改进直流电的传输效率比较低,不能进行远距离送电。改造成交流电后,可以变成高压电送到远方,再经过变电站,将高压电变换成低压电使用。因为传输过程中的电力损失同电流的平方成正比,即主要是热损。1888年,美国发明家爱迪生及其助手制成的变压器和交流电动机,与原来的交流发电机相接,建立了交流电传输系统,迎来了电气化的新世纪。

如果把电灯照明也归入能源技术的话,那么发明家爱迪生是给人类带来光明的使者。爱迪生为发明电灯泡实验了上千种发光材料,他的想法是要寻找一种光源材料,既要光电效率高,又要有足够的寿命。在反复实验的失败中,他告诉助手们:我们每当失败一次,就是向成功迈进了一步,世界的光源材料毕竟是有限的,但最终总会被我们找到的。果然,最后发现了钨是种耐高温的电阻材料,是理想的电灯丝。

从思维的创造性角度来看,电机的发明与热机完全不同,电机不是来源于直接满足工业生产的需要,而是科学家首先发现了机械发电的原理,即法拉弟电磁感应定律以后,才付诸技术实践的,也就是一个从科学理论过渡到工程技术的过程。而热机则相反,首先制造成热机(蒸汽机和内燃机),然后才开始从研究提高热机的效率出发,逐步建立了一个相关的新学科——热力学,即由热机到热力学整整半个多世纪,这是一个典型的从工程技术过渡到科学理论的过程,如果把电学到电机的历史过程叫作演绎过程的话,那么,由热机到热力学的历史过程就是个归纳过程。由此可见一切发明创造都可以通过两条渠道来进行:一条渠道是由一般原理出发过渡到具体应用,另一条渠道是从具体问题出发过渡到一般理论。不论从事于什么岗位的工作,都可以有所发明创造,关键问题是启动自己的知识结构,去进行创造性思维,当然这就要有巨大的毅力和对事业的充沛感情,像法拉弟和德卜利斯特这样处境的人,能够成为举世闻名的发明家,确实是难能可贵的。

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