一个故障引起的发明
电力大规模的应用,离不开发电机、电动机的不断改进。法拉第第一台电动机的巧妙设计,在当时立即引起人们的重视。许多科学杂志马上转载法拉第的文章。人们纷纷效法法拉第,开始研究电动机。
对于发电机和电动机的改进,贡献最大的是德国科学家西门子。在物理学中,电阻的倒数叫电导率,它的就用西门子的名字命名的。如果一个导体的电阻为 2 欧姆时,它的电导率就是 1/2 西门子。
德国的西门子电气公司也是称雄世界的电气公司之一。它是由西门子创立的。
但是,幼年时的西门子只是一个小佃农的儿子。他的父亲靠租种地主的土地来养活 9 个孩子。所以西门子为了抚养贫困的双亲和众多的兄弟姐妹, 有一股特顽强的奋斗精神。
西门子上小学和中学的时候,就特别喜欢自然科学。但是中学毕业后, 双亲已无力帮助他实现上大学的愿望。
西门子不愿意就此终止自己的学业,他的衣袋里虽分文全无,但是为寻找到深造的机会他还是来到了柏林。一路上历尽艰辛,饱受磨难。正当他走投无路的时候,他看到了柏林军事炮兵学校的招生布告。这张已经有些破损的布告是西门子生活的转折点。
在炮兵学校里。他学习到工程技术的必要知识,毕业时已经是一名英俊的年轻炮兵军官了。
单调的军事生活使许多军官感到无聊,但是西门子把自己全部的业余时间都用来探索自然科学的奥秘和进行各种技术方面的实验。
西门子的兴趣十分广泛。开始他研究镀金技术,利用电流给一些家用的小金属器皿镀金,赚来的钱可以帮助父母和兄弟。
当然,西门子的兴趣也不仅是赚钱养家。他还为提高蒸汽机的效率绞尽脑汗。1846 年,西门子开始研究电报。他成功地设计了可控断续手动发报机。由于这种发报机特别适用于普鲁士国家电报网,所以使西门子也赚到一些钱。
西门子在从事发明研究的过程中,曾长期得到一位大学机械师卡尔斯克的协助。所以他们共同创立了“西门子——卡尔斯克”公司。
1866 年,西门子在发电机的装置上有一项重大改进,就是去掉发电机上那个小的永久磁体发电机。
为什么可以省去这个小发电机呢?如果省去了,那么,电磁铁开始工作时所需要的电流由什么来供给呢?
其实,这个问题的答案十分简单,连现在的小学生也知道,当你把一把刀子在磁铁上蹭几下以后,刀子便会磁化,也变成磁铁了。人们知道钢可以变成永久磁铁,纯净的铁又叫软铁是不能变成永久磁铁的。所以电磁铁的铁芯都是用软铁制造的。但是,软铁也会有微弱的剩磁。
电磁铁上总会有一些剩磁,所以电机开始转动的时候,就会有电流产生, 只不过电流比较小,当电流被送到电磁铁的线包里时,线包里的磁性就会增大,反过来又加强了电流的输出,这样用不了多久,发电机就会正常地工作了。这种发电机使用了自激的原理,使发电机的结构大大简化了。这是西门子的一项重大的贡献。
由于西门子对科学技术的贡献,他两次被授予荣誉博士称号,1873 年, 当选为柏林科学院院士;1888 年,得到贵族的封号。他有两个儿子,在他去世后主持西门子公司的工作。
发电机和电动机的不断改进,使整个工业得到了新的能源和动力。从此在工厂里再也看不见突突着冒黑烟的蒸汽机;在商店大楼里的升降机,也由蒸汽机换成电动机带动,坐在电梯里的人再也不会被冲进来的浓烟呛得难受;发电厂移到很远的郊区,电力由电线送进城里各工厂、各家各户,城市不会被煤渣和黑烟弄脏⋯⋯
曾经带来工业大革命的蒸汽机,已经完成了它辉煌的历史使命,人类的文明技术进入一个电气化时代!