第四章 发明到应用的艰苦历程

走出摇篮的电与磁

在历史上，电磁的应用首先是由电磁铁开始的。我们上下课听到的铃声， 就是由一个铃，一个锤和一个电磁铁组成的。当负责打铃的校工闭合电铃的开关的时候，一股大小和方向都在不断变化的交流电，进入到电磁铁中，造成了电磁铁一会儿吸住铃锤，一会放开，这样，铃锤就不断地敲击电铃，发出一连串清脆的铃声，电话机里的铃声也是用类似方法产生的。

电磁铁和天然磁石的最大区别是，电磁铁的吸合可以受到人的控制。现在有一种专门搬运废铁块的起重机，吊臂下面装有一个大的电磁铁，当电磁铁靠近废铁块时，起重机司机按动电钮，接通电源，电磁铁立即产生强大的磁力把碎铁块吸引起来，待搬运到目的地的时候，断开电磁铁的电源，就可以让铁块掉落到指定的地方。但是，制造这么大的电磁铁，经过了漫长的过程。

19 世纪的电学科学家，在奥斯特发现了电流的磁效应以后，就像进行一场比赛一样，拼命地把电磁铁的磁力做得大一点。安培首先做成一个小型的电磁铁，法国的物理学家阿拉哥听到奥斯特的实验消息以后，也立即动手开始实验，用铜线绕成一个线圈，做成一个较大的电磁铁。

在阿拉哥以后，一位鞋匠的儿子斯特金制成一个名符其实的电磁铁。他把一块熟铁（纯铁不会变成永久磁体）弯成马蹄形，在铁上涂上清漆，以防止裸铜线和铁芯之间连通。用一条铜导线在上面并排绕了 18 圈，当他给导线

通电时，这个电磁铁居然提起了 9 磅的重物，约为本身重量的 20 倍，电流一断立即失去了它的吸引力。

对电磁铁着迷而且贡献很大的还有一位美国科学家亨利。亨利为了做出比斯特金更强大的电磁铁，他撕碎了妻子的一条绸裙子，当妻子发现的时候， 亨利正一心一意地把绸布缠裹在裸铜线上。现在，我们可以买到漆包线来做这种事情，但是在 18 世纪要使铜线与铜线之间绝缘是一件十分麻烦的事，需要耐心地一点一点的在铜线外面裹上绝缘的东西。亨利的妻子当然对把她漂亮的裙子派这种用场很不乐意，但是，看着亨利笨拙的大手不禁怜惜起来， 并开始帮助他干这件自己并不明了的“蠢事”。亨利实际上首次使用了绝缘导线。这样他能把裹好的铜线在铁芯上绕满 500 圈，而斯特金由于用的是裸

铜线，只能绕 18 圈，再多电线便会碰在一起互相短路了。

1831 年耶鲁大学的大厅里聚集了许多学者和教授，他们都是来观看电磁铁表演的。当他们看到，亨利手里拿着的一个小小的装置时，都不相信它会有什么力量。

亨利不慌不忙地在电磁铁上系好一根绳子，绕过大厅房梁上事先挂好的滑轮，地面上放着许多大型铁砝码，还有电池组。当宣布实验开始后，亨利合上了电闸，啪的一声，电磁铁把一块大铁板牢牢地吸住，亨利拉动绳索把吸着铁板的电磁铁拉离地面拴牢，然后便不断地把一个个砝码加在铁板上面或吸在下面。在场的人们屏住呼吸观看这场重力和电磁力的较量，其兴趣不亚于观看一场精彩的拳击比赛。

重量一直加到了 1 吨重，场上响起了欢呼声。议论声。实验成功了。提

起的重量是电磁铁重量的 50 倍。真是奇迹！

由于亨利对于电学的贡献，1893 年在芝加哥召开的国际电学会议上，一致同意将衡量线圈自感大小的物理量——电感的单位定名为亨利。

亨利不仅是一位科学家，还是出色的科学管理人才，他是美国科学院的创始人之一，也是该院的早期院长之一。在美国南北战争期间，亨利领导了全国科学动员工作，他建议制造装甲舰，这个建议被政府采纳。

亨利对气象学也有兴趣，他曾建立了一个能及时向全国各地报告天气的通讯网，说到通讯，每一个享受现代通信恩惠的人都应该记住亨利，因为无论是电报还是电话的发明，都应该给亨利记上一功。