1820年7月21日，丹麥哥本哈根大學(xué)教授、物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現了“電流的磁效應”，建立了電磁的相互聯(lián)系，誕生了電磁學(xué)。1821年英國著(zhù)名的物理學(xué)家法拉第制成了第一個(gè)實(shí)驗電動(dòng)機的模型，經(jīng)過(guò)40多年時(shí)間的研究與發(fā)展，終于使電動(dòng)機得以在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得以廣泛應用。在這里我先談一談?dòng)锢韺W(xué)家法拉第的一些研究工作。
1831年法拉第經(jīng)過(guò)十余年時(shí)間的實(shí)驗研究終于在8月29日實(shí)現了“磁生電”的夢(mèng)想，發(fā)現了電磁感應定律。此外法拉第還發(fā)現了電解定律，還對氣體放電現象進(jìn)行了大量的卓有成效的研究，為后來(lái)倫琴射線(xiàn)、天然放射性、同位素等的發(fā)現準備了條件，為現代物理學(xué)的發(fā)展奠定了基礎。在電磁學(xué)的研究過(guò)程中，他創(chuàng )造了許多新詞如抗磁性、順磁性、電介質(zhì)、力線(xiàn)、陰離子、陽(yáng)離子，提出了“場(chǎng)的”概念。他制造了第一臺實(shí)驗性電動(dòng)機，發(fā)電機、第一臺變壓器；研究過(guò)氣體的液化、光學(xué)、電化學(xué)，他的研究所涉及的范圍之廣是伽利略以來(lái)少有的。法拉第受德國的古典哲學(xué)的影響很深，他相信物質(zhì)世界中的一切現象都是以這種或那種方式互相聯(lián)系的，基于這種思想他還試圖確立電磁力與牛頓的萬(wàn)有引力之間的聯(lián)系，后來(lái)愛(ài)因斯坦也企圖建立“統一場(chǎng)論”。麥克斯韋在談到法拉第時(shí)曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，過(guò)去的學(xué)者在研究所有的現象時(shí)都是割裂的研究，只有法拉第是在科學(xué)的統一性的指導下進(jìn)行工作。人類(lèi)至今為止仍從電學(xué)中獲得巨大的福祉，我們將永遠滿(mǎn)懷感激之情惦記著(zhù)法拉第的名字。麥克斯韋把法拉第看作是“科學(xué)家中最有成效最高尚的典型?！?/p>
電動(dòng)機簡(jiǎn)稱(chēng)電機，其在生產(chǎn)和生活中應用最廣，小到電動(dòng)玩具，大到火車(chē)，從工廠(chǎng)到農村、從事業(yè)單位到企業(yè)單位等等。在實(shí)際生產(chǎn)生活的應用中的電動(dòng)機有直流電動(dòng)機和交流電動(dòng)機，我分別來(lái)談一談直流電動(dòng)機和交流電動(dòng)機研究發(fā)展情況。
一、直流電動(dòng)機。在電動(dòng)機的發(fā)展中首先發(fā)展的是直流電動(dòng)機，因為我們最先得到和推廣的是直流電。直流電動(dòng)機的發(fā)展大致可以分為四個(gè)階段。1、是以永磁體作為磁場(chǎng)的階段，這是最初直流電動(dòng)機的共同特點(diǎn)。但是，由于天然磁極比較小，而且其磁性比較弱，電機只能獲得很小的功率，獲得的動(dòng)力也是比較小，不過(guò)這段時(shí)間持續并不長(cháng)，很快直流電機的發(fā)展就進(jìn)入了第二個(gè)階段。2、以電磁鐵作為磁極的階段。1825年英國的電工家斯特金制成了第一塊電磁鐵（用16個(gè)線(xiàn)圈導線(xiàn)繞制成的），1829年美國物理學(xué)家亨利所制成的電磁鐵可以舉起1噸的貨物。1834年雅克比首先在電機中采用電磁鐵代替永久磁鐵，使其輸出功率顯著(zhù)提高，并且首次采用換向裝置，大大改變了直流電機的性能。3、第三階段是改變勵磁方式的階段。勵磁技術(shù)是直流發(fā)電機的一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)，因為電動(dòng)機的使用必須要由直流發(fā)電機提供電流方可，解決了發(fā)電機的技術(shù)問(wèn)題，就可以使電機的應用進(jìn)入到一個(gè)新的階段，也就是說(shuō)電機的發(fā)展隨著(zhù)發(fā)電機的發(fā)展而進(jìn)步的。1851年金斯捷首先運用電磁鐵代替永久磁體勵磁，最初供應電磁鐵的電流都是來(lái)自他激式的伽伐尼電池，因為不管怎樣發(fā)電機要發(fā)出電流必須先有勵磁，而且必須先有電流才能產(chǎn)生磁場(chǎng)勵磁。1854年丹麥的赫爾特.維爾納兄弟就申請了自激式發(fā)電機的專(zhuān)利。此后又科學(xué)家們又發(fā)明了串激式自激發(fā)電機和自并勵發(fā)電機，大大改變了直流發(fā)電機的性能，從而開(kāi)創(chuàng )了直流電機發(fā)展的新階段。4、直流電機發(fā)展的第四階段就是在實(shí)用的道路上朝著(zhù)完善化的方向前進(jìn)，主要體現在電樞轉子的改進(jìn)上。1865年發(fā)明了齒狀電樞；1870年發(fā)明了環(huán)狀電樞；1872年發(fā)明了一種鼓型轉子，降低了電機生產(chǎn)技術(shù)的成本，電機得到實(shí)際應用的時(shí)代終于來(lái)到了。但是，隨著(zhù)直流發(fā)電技術(shù)特別是直流輸電技術(shù)的限制，交流電動(dòng)機又開(kāi)始受到了工程師們的重視了。
二、交流電動(dòng)機。隨著(zhù)直流發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，直流發(fā)電機最多可以發(fā)出的最大電壓達到57.6千伏，輸出最大功率可以達到4650千瓦，輸送的距離可以達到180公里。但是這很快就達到了技術(shù)上的極限，直流發(fā)電機和輸電技術(shù)存在這如下幾個(gè)問(wèn)題：（1）線(xiàn)圈的絕緣性能不夠；（2）換向器無(wú)法工作；（3）發(fā)電機在制作、運行上存在困難，尤其是換向火花；（4）高壓直接輸給用戶(hù)不僅危險，而且用戶(hù)需要的是低電壓。（5）直流電的輸送存在很大的困難。因此1856年德國西門(mén)子公司生產(chǎn)出第一臺轉樞式交流電動(dòng)機，用的是單相交流電，與直流電機相比優(yōu)勢并不明顯。1885年意大利物理學(xué)家、電工學(xué)家加利萊奧.費拉里斯、1886年美國物理學(xué)家尼古拉.特斯拉各自獨立的發(fā)明了旋轉磁場(chǎng)，他們將幾個(gè)線(xiàn)圈以輻射狀排成一圈，接入交流電，使各個(gè)線(xiàn)圈中的交流電頻率相同，但是其電壓、電流有相移，這樣在線(xiàn)圈之間的空間形成了一個(gè)旋轉磁場(chǎng)，而這個(gè)磁場(chǎng)會(huì )帶動(dòng)通電線(xiàn)圈轉動(dòng)，這樣他們研制成功二相交流電動(dòng)機。1889年俄國工程師杜列夫-杜波洛沃爾斯基發(fā)明了鼠籠式三相電動(dòng)機，這是第一臺能夠實(shí)用的三相交流電動(dòng)機，至此電動(dòng)機發(fā)展到了可以進(jìn)入工業(yè)應用的階段。從電動(dòng)機的發(fā)展簡(jiǎn)史中我們可以看到科學(xué)要轉化為技術(shù)，轉化為生產(chǎn)力，并不是那么輕而易舉、一蹴而就的，需要付出時(shí)間、付出人力、物力和財力。難怪有人感慨的說(shuō)：“現在世界上不缺科學(xué)人才，不缺科學(xué)思想和科學(xué)理論，最缺的就是將科學(xué)思想和科學(xué)理論轉化為技術(shù)與生產(chǎn)力的人?！蔽覀內狈?chuàng )新型的技術(shù)人才。
三相交流發(fā)電機與鼠籠式三相交流電動(dòng)機的發(fā)明給各個(gè)工廠(chǎng)、企業(yè)和公司提供了操控方便、快捷、安全、經(jīng)濟、源源不斷、動(dòng)力蓬勃的心動(dòng)力，從而導致了第二次動(dòng)力革命。這次革命促進(jìn)了資本主義社會(huì )生產(chǎn)力的極大的發(fā)展，使資本主義大生產(chǎn)開(kāi)始向自動(dòng)化、電機化方向發(fā)展，出現了比以蒸汽機技術(shù)為代表的第一次動(dòng)力革命更為深刻的一次工業(yè)技術(shù)革命，而且這次革命現在還在并且將來(lái)還將對于人類(lèi)做出更大的貢獻。
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