电是从哪来的?绝大部分我们所使用的电来自于发电厂中的发电机。那么发电机又是如何产生电的呢? 是一些靠近线圈旋转的电磁铁产生的。那么,其中的原理是什么呢?最初人们是如何发明发电机的呢? 下面让我们听听 Kathy老师的讲法吧。
二、第一台发电机所有一切起源于1832年,那一年法拉第发表了一篇论文,给出了多种利用磁铁来产生感应电流的方法。当一个磁铁进入或者远离一个线圈时,会产生电流脉冲。一个在磁铁旁旋转的铜盘会产生持续,但弱得多的电流。
▲ 图1.1.1 法拉第感应电流方法
一位法国仪器制作者,名字为希波吕忒·皮克西读到了法拉第的论文,并进一步结合相关特性,将其组合成单个发电机。他将一个U型磁铁靠近线圈旋转。旋转磁铁之后有趣的事情发生了,电流开始流向一个方向,然后又反方向流动。磁铁旋转越快,输出电流越强,但来回切换方向的频率越大。皮克斯由此产生了交流电。
▲ 图1.1.2 皮克西的发电机
那个时候交人们认为流电没有什么用途。他找到当时法国顶尖电气专家,安德烈·安培求助。安培给出了一个建议,使用一个有趣的装置可以解决这个问题,这个装置被称为换流器。换流器包括有电刷,与线圈相连,只是有的时候连接 一个方向,另外时候连接反方向。通过这种方式可以将直流电转换成单向脉动直流电。即使利用了换流器,这种发电机对于电报系统来说还是无法使用,电压波动太厉害了。这位皮克西老兄很可怜,在两年后的一次车祸中不幸去世,他也没有因为这个发明赚到一分钱。
三、大功率发电机之后的16年终没有什么重要的事情发生。一名来自于布鲁塞尔的教授,弗劳利斯·诺莱发明了一个带有更多线圈的发电机,整个发电机看起来像一个怪兽,上面有40个磁铁,16个线圈,他称其为同盟线圈。它可以产生50V的电压。
▲ 图1.1.3 弗劳利斯·诺莱的发电机
那个时候唯一能够点亮的电灯是电弧灯,可以在两个碳棒之间产生非常明亮的光芒。同盟发电机也可以点亮电弧灯,但这个发电机还不实用,因为其中的换流器会产生火花、因旋转的电刷磨损而断裂。
七年之后,正在垂头丧气的他们偶然间没有使用换流器来测试,他们惊讶的发现交流电也可以点亮电弧灯。这是人类第一次利用交流电来工作,而不是将交流电转换成直流电再来应用。这是第一次利用交流电来产生灯光。