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发电机

说到发电设备的发明要从1831年英国科学家法拉第发现电磁感应的作用说起,这是人类打开电能宝库的钥匙。1832年法国人皮克斯制出了世界上最早的手摇式发电机。在靠近可以旋转的U型磁铁处,装上两个绕在软铁芯上的线圈,分别对准磁铁的两极。摇转磁铁时,线圈导线中就感应出交流电。每当磁铁转半周,线圈对应的磁极就改变一次,电流方向也跟着改变。后来,皮克斯在磁铁的转轴上加装了两片相互隔开的简形金属板,由线圈引出的导线分别与两筒形板接触,这便是整流子,它可使输出的电流方向不变。

1867年德国的韦纳•西门子发现用电磁铁代替永久磁铁,同样可以发电。电磁铁的铁芯,在不通电流时,也还残留有微弱的磁性,当转动线圈时,利用微磁发出电流,再反馈给电磁铁,使其磁力增强,于是电磁铁也就能产生出强磁性。同一时期,英国人瓦利•惠通斯也发表了与西门子相同的理论。

西门子兄弟四人都是出色的发明家,长兄韦纳,老二威廉,老三弗里德里希,老四卡尔。虽然西门子家境贫寒,但四兄弟学业刻苦,事业勤奋。1847年韦纳同机械工哈尔斯克一起开办了一个小电信机工厂。此时小弟卡尔已成为实业家,对长兄韦纳颇多资助。韦纳公司频频推出新发明的产品,大获成功。

韦纳在柏林被称作“柏林的西门子”,而威廉在英国被称为“伦敦的西门子”,弗里德里希是“德累斯顿的西门子”,而小弟卡尔则是“俄罗斯的西门子”。

西门子的发电机被广泛应用,应用中又不断被人们加以改进。1865年意大利人巴齐诺蒂发明了齿形电枢。1870年原籍比利时,长期在巴黎研究电学的格拉姆,部分利用巴齐诺蒂的成果,采用环状铁丝迭合成的铁芯制成环状电枢,大大改进了发电机的性能。

1872年,在西门子公司研究发电机的工程师阿特涅吸收了格拉姆和巴齐诺蒂转子的优点,发明了鼓形转子,简化了制造方法,降低了生产成本,改进了发电机的外观和功能。于是,西门子公司也因此而更有名气。整个德国,以西门子公司为核心,电力工业得到了迅速发展。

在以后一段时间里。直流发电机虽然发展到了相当高的水平,它能发出电压接近60千伏、功率近5000千瓦的电,输送距离达180公里。但这样的发展很快就达到了技术上的极限,电压过高会出现线圈的绝缘性无法保证等一系列问题。而且将高压直接送给用户很危险,许多家用电器都无法承受几千伏高压,于是人们想到交流电可以解决这些难题。

1873年阿特涅发明了交流发电机。到1891年,在德国的法兰克福实验成功了远距离输电。当时发出的交流电压高达2000伏,送到175公里之外再将电压变至100伏,损失电能25%,由于远距输电问题的解决。交流发电机得到广泛应用。

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