发电机史话

在19世纪早期，科学家们的一个重要课题是如何廉价而方便地获取电力。1820年，奥斯特成功地完成了导线可以偏转磁针的实验。当时，许多科学家进行了进一步的研究:磁针的偏转是由力引起的，而力是由带电荷的电力产生的。那么，机械力能通过磁力转化成电吗？著名的科学家安培就是这些研究者之一。他尝试了许多方法，但犯了根本性的错误。实验没有成功。另一位科学家克莱顿在1825年做了这样一个实验:他想，把磁铁插入缠绕在圆柱体上的线圈中，这样就可以获得电流。为了防止磁铁影响安培计检测电流，他用一根长导线将安培计连接到隔壁房间。他没有助手，所以他不得不把磁铁插入线圈，跑到隔壁房间看电流表指针是否偏转。现在看来，他的装置完全正确，实验方法也是正确的。然而，他犯了一个非常令人遗憾的错误。这是仪表指针的偏转，仅在磁铁插入线圈时发生。一旦磁铁插入线圈且不移动，仪表指针将返回其原始位置。所以，当他插上磁铁时，他冲到隔壁房间去看仪表，不管他看不到仪表指针的偏转有多快。如果他有一个助手，如果他把电表放在同一个房间，他将是第一个把机械力转换成电的人。然而，他失去了这个好机会。又过了六年，1831年8月29日，美国科学家法拉第成功地将机械力转化为电。他的实验装置和克莱顿的没什么不同，除了他把电流表放在旁边，当磁铁插入线圈时指针明显偏转。他成功了。手移动磁铁的机械力最终转化为移动电荷的电能。法拉第迈出了最困难的一步。他继续学习。两个月后，他试制了第一台能够产生稳定恒定电流的真正发电机。它标志着人类已经从蒸汽时代进入了电子时代。在过去的100年里，许多现代发电形式相继出现，包括风力发电、水力发电、热能发电、原子能发电、热能发电、潮汐发电等。发电机的结构日益完善，效率越来越高。然而，基本原理仍然和法拉第的实验一样:移动闭合导体和磁铁是不可缺少的。