直流电机与电照明

1808 年，英国化学家戴维（H.Davy l778—1829）用 2000 个伏打电堆产生电弧之后，1840 年左右即出现了弧光灯， 1850 年左右在灯塔照明中开始使用弧光灯，当时的电源是用蒸汽机带动的永磁式直流发电机。

在通讯、照明以及电化学的发展中，迫切希望有更为经济的电源，这一社会需求正是人们努力研究发电机的基本动力。真正实用的电机是德国技术发明家西门子（W.Siemensl816—1892）自 1854 年起用了十余年时间完成的

自激式发电机。他于 1867 年提出了《关于不用磁石而将机械能转化为电能的方法》的论文，为获得强大电流找到了理论依据。这种发电方式是使用了发电机自身产生的电流激磁的电磁铁作场磁铁，因此能够产生极强的磁场，使发电机的输出功率大为提高。为了发出均匀的电流，人们又做了大量的努力。继西门子之后，比利时电工学家格拉姆（Z.T.Gramme1826—1901）于 1870 年发明了用多股环状铁线绕合成环状铁心的电枢，制成了环状电枢的自激式直流发电机，并进行了商业生产。德国电气技师赫夫纳-阿尔特涅克（Hef- ner-Alceneck1835—1904）于 1873 年又发明了鼓状电枢，这一系列的发明使直流发电技术达到了相当完善的地步，电机开始进入了实用阶段。

值得提出的是，与电气技术有关的许多重要发明和事件，几乎都集中在1880 年前后，这是由电气技术本身的成熟和当时社会对新技术的强烈需求所

决定的。这些发明和事件有：1876 年美国技术家贝尔（A.G.Be11 1847—

1922）发明了实用电话机，并于 1880 年开设了贝尔电话公司；西门子在 1879 年的柏林博览会上演示了电车，并于同一年在德国柏林到利希腾德尔之间建设了最早的电气铁路（1882 年通车）； 1870 年西门子发明了电炉炼钢：1886 年美国冶金学家霍尔（C. M. Hall 1863—1916）和法国冶金工程师赫罗尔特（P. L. Heroult l863—1914）发明了铝的电解法。当然意义最大的还是爱迪生（T. A. Edison l847—1931）建立的中央发电站。

直流发电机发出的电并未立即用作工业动力，主要是用于照明。1876 年，俄国的雅布洛契柯夫（P.N.Yablochikov1847—1894）发明了一种结构简单实用的弧光灯，叫做“电烛”。这种弧光灯很快在英国和法国用来为街道、广场、商店和剧场提供照明， 1878 年在巴黎歌剧院周围安装了 16 只电烛

供照明用， 1881 年已经有 4000 盏电烛在使用。但是，这种弧光灯光线太强，造价昂贵，不适于一般室内照明，因此不少人对适合家庭使用的电光源做了研究。虽然在 19 世纪中叶已经对白炽灯做了研制，但是由于没有找到耐

用的灯丝材料，因此一般因寿命太低而失败。一直到 1879 年英国化学家斯万

（J. W. Swan 1828—1914）及美国发明家爱迪生用碳化纤维作灯丝后，才制成了较为耐用的白炽灯。

爱迪生完成了白炽灯的发明后，于 1885 年成立了“爱迪生电灯公司”并进而成立了“爱迪生机械公司”为推广使用白炽灯创造了条件。同时，他为了发展电灯事业，开始设计发电站以提供照明用电。1882 年，爱迪生电气照明公司（创建于 1878 年）在伦敦建立了第一座发电站，安装了爱迪生于 1880

年研制的 110 伏自激直流发电机“巨汉”号。这种发电机可以为 1500 只白炽

灯供电。同年 9 月 4 日，爱迪生在纽约珍珠街建立的“中央发电站”也投入

运行，该电站装有 6 台“巨汉”发电机，对 8000 只白炽灯供电。14 个月后，

电灯数增加到 112732 只。爱迪生还发明了计量用电量的电表，还为许多工厂、商店、运动场建造了上百个小型发电站。但是，当时的供电技术还很不完善，很难无事故地连续供电。1882 年，伦敦爱迪生电灯公司顾问弗莱明（J.

A. Fleming l849—1945）曾叹道：“如果有一天发电机能整天无故障地运行，不致因修理而停电，那一定是个奇迹。”