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电是怎样生产出来的?
2012-10-04| 作者: | 点击:次 |

  电是怎么生产出来的?回答这个问题的时候我们不得不提到一位伟大的科学家——法拉第,正是他制造了世界上第一台电磁感应发电机,成为人类电气时代的开拓者。

   

  法拉第画像

  法拉第在一七七一年七月二十二日出生于英国,父亲是一位制铁的工人,家境不好。法拉第没有机会进入学校进行正规教育,只能在一个书店做学徒,好学的法拉第在七年的时间内积累了大量的电学知识。一次偶然的机会使他成为当时伦敦皇家学院院长戴维的助手,从而改变了他的一生,最终成为了一名伟大的科学家。

  一八二0年丹麦哥本哈根大学的奥斯特,偶然中发现一条通有电流的导线,当贴近磁针时,磁针就会偏转,不再指向北极了。电流和磁石这两种奇妙的现象,原来人们以为是毫无联系的,现在竟发现有这样的联系,引起了世界科学家们的注意。法拉第也立即被这一发现吸引住。

  就在这一年戴维发现,凡是钢铁被通过电流的导线环绕时,便成为磁铁,即电磁铁。一八二一年英国化学家武拉斯吞当听到奥斯特的发现之后便想到,如果磁石的一端放进一根通电流的导线,电线就应该自行旋转起来。于是便到戴维的实验室里去作实验,结果失败了。这次失败使武拉斯吞很扫兴,便不想再继续作下去了。

  但是法拉第却觉得这是有希望的。他决定自己去作这样的实验。一八二一年九月三日,他终于第一次看到了通电的导线在磁场中发生旋转的现象。他在实验室中高叫着:“它们转动了!”他像个孩子似地围着桌子狂跳起来,并把他刚刚结婚的妻子呼唤到他的实验室里去参观他的这个成功的实验。这是法拉第在二十九岁时发生的事。

  法拉第常常问自己:电转化为磁是一种感应,为什么不能有一种反感应呢?既然由电可以产生磁,又为什么不能由磁而产生电呢?一八二二年法拉第在自己的日记中写着:“转磁为电”。这就是他需要为之奋斗的目标。法拉第也认识到电是一种很有用的东西,伏特电池虽可以获得稳定的电流,但价钱太昂贵,能花很少的钱产生出电流来,这是当时的急需。

  有一天,他得到一块圆柱形的长条磁石,长8.5英寸、厚3/4 英寸的圆柱形磁石, 又以203英尺长的铜线绕在一个空的圆筒内,铜线的两端串接一个电流计,铜线是不通电流的。他将磁石的一端挨近铜线,电流计的指针不动。忽然他把磁石完全插入铜线圈内,电流计的指针却突然动起来了。他急忙又把磁石抽了回来,指针又动了一下。难道真的有电流产生出来了吗?法拉第惊喜起来。他试了一次又一次,果然感应电流产生出来了。这是法拉第一生中最大的发现。

  法拉第又坚持研究很久才得出结论:金属线与磁石之间的相对运动是产生感应电流的必要条件。进一步他又引入了磁力线的概念,总结出被后人称为法拉第电磁感应定律的定理。为了使磁电为人类所用,他又制造了世界上第一台电磁感应发电机。当然,这一部发电机是很简陋的,却是日后复杂发电机的始祖。他把一块铜制平面板的边,放于一块有永久性磁力的磁石两端之间,又把一片狭长的铜和一片狭长的铅放,放在平面板的边上,作为收电之用,然后又装上一个电流计,当平面板旋转时,电流计上的指针也随着移动,这样,一种有变化的电流,就在铜制平面板的边中产生了。

  法拉第把这项发明公诸于世,为人类开发了一个永不枯竭的金矿,但是他放弃了任何金钱的报酬,再度回到了实验室工作。

  两百多年过去了,尽管现在发电机的种类繁多,如同步发电机、异步发电机等;容量从几微瓦到上亿瓦;发电方式各不相同,有火力发电、水力发电、风能发电、核能发电等。但是他们的原理却是与法拉第造的第一台发电机的原理是相同的,都是法拉第电磁感应原理。

  当然不可否认,科技的发展也产生新的发电原理,如磁流体发电,太阳能电池,燃料电池等,但是它们还只是停留实验室中,未被大量使用。展望未来,各种发电方法定会给我们带来更多方便、洁净的电能。

 
 

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