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电学发展史,电的产品发明历史

发布于:2005-09-11 10:38:11 来自:注册考试/注册给排水工程师 [复制转发]




爱迪生 (1847-1931)


托马斯·阿尔瓦·爱迪生(ThomasAlvaEdison )是位举世闻名的美国电学家和发明家,他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外,在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明,为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。
爱迪生于1847年 2月11日诞生于美国中西部的俄亥俄州的米兰小市镇。父亲是荷兰人的后裔,母亲曾当过小学教师,是苏格兰人的后裔。爱迪生7岁时,父亲经营屋瓦生意亏本,将全家搬到密歇根州休伦北郊的格拉蒂奥特堡定居下来。搬到这里不久,爱迪生就患了猩红热,病了很长时间,人们认为这种疾病是造成他耳聋的原因。爱迪生8岁上学,但仅仅读了三个月的书,就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。从此以后,他的母亲是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育方法,使得他对读书发生了浓厚的兴趣。“他不仅博览群书,而且一目十行,过目成诵”。8 岁时,他读了英国文艺复兴时期最重要的剧作家莎士比亚、狄更斯的著作和许多重要的历史书籍,到9 岁时,他能迅速读懂难度较大的书,如帕克的《自然与实验哲学》。10岁时酷爱化学。11岁那年,他实验了他的第一份电报。为了赚钱购买化学药品和设备,他开始了工作。12岁的时候,他获得列车上售报的工作,辗转于休伦港和密歇根州的底特律之间。他一边卖报,一边兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到图书馆看书。他买了一架旧印刷机,开始出版自己的周刊——《先驱报》,第一期周刊就是在列车上印刷的。他用所挣得的钱在行李车上建立了一个化学实验室。不幸有一次化学药品着火,他连同他的设备全被扔出车外。另外有一次,当爱迪生正力图登上一列货运列车时,一个列车员抓住他的两只耳朵助他上车。这一行动导致了爱迪生成为终身聋子。

1862年8月,爱迪生以大无畏的英雄气魄救出了一个在火车轨道上即将遇难的男孩。孩子的父亲对此感恩戴德,但由于无钱可以酬报,愿意教他电报技术。从此,爱迪生便和这个神秘的电的新世界发生了关系,踏上了科学的征途。
1863年,爱迪生担任大干线铁路斯特拉福特枢纽站电信报务员。从1864年至1867年,在中西部各地担任报务员,过着类似流浪的生活。足迹所至,包括斯特拉福特、艾德里安、韦恩堡、印第安那波利斯、辛辛那提、那什维尔、田纳西、孟斐斯、路易斯维尔.
1868年,爱迪生以报务员的身份来到了波士顿。同年,他获得了第一项发明专利权。这是一台自动记录投票数的装置。爱迪生认为这台装置会加快国会的工作,它会受到欢迎的。然而,一位国会议员告诉他说,他们无意加快议程,有的时候慢慢地投票是出于政治上的需要。从此以后,爱迪生决定,再也不搞人们不需要的任何发明

1869年6月初,他来到纽约寻找工作。当他在一家经纪人办公室等候召见时,一台电报机坏了。爱迪生是那里唯一的一个能修好电报机的人,于是他谋得了一个比他预期的更好的工作。10月他与波普一起成立一个“波普——爱迪生公司”,专门经营电气工程的科学仪器。在这里,他发明了“爱迪生普用印刷机”。他把这台印刷机献给华尔街一家大公司的经理,本想索价5000美元,但又缺乏勇气说出口来。于是他让经理给个价钱,而经理给了4万美元。◎
爱迪生用这笔钱在新泽西州纽瓦克市的沃德街建了一座工厂,专门制造各种电气机械。他通宵达旦地工作。他培养出许多能干的助手,同时,也巧遇了勤快的玛丽,他未来的第一个新娘。在纽瓦克,他做出了诸如蜡纸、油印机等的发明,从1872至1875年,爱迪生先后发明了二重、四重电报机,还协助别人搞成了世界上第一架英文打字机。

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  • yanyan20332033
    电磁场理论的奠基者──法拉第

    几千年前,人类就发现了电现象和磁现象,但一直把它们看作风马牛不相及的两回事。英国杰出的实验大师法拉第(1791─1867)受到前人的启发,发现了电和磁之间的密切联系,并且第一个用力线和场的概念来表达它们,为后来建立严密的电磁场理论奠定了基础。
    法拉第出生在一个铁匠家庭,13岁就当学徒,藉工余时间学习电学和
    化学。他不满足书本上的现成结论,常常自己动手做实验,以检验书中的内容。他的勤奋好学和实验才能得到大化学家戴维的器重,吸收他为皇家研究所的实验人员。
    法拉第是许多重要电磁现象的发现者 。1821年9月,他发现通电的导线能绕磁铁旋转。这个装置后来发展成为电动机。1831年10月,他发现如果把磁铁插入或抽出闭合的导线回路,回路中会出现电流,这个装置后来发展成了发电机。同一年,法拉第还完成了后来演变成变压器的实验。这些实验为以后电的大规模开发和应用奠定了基础。法拉第在电化学方面也有许多重要发现。现在电学和化学上的一些单位和定律就是以法拉第的名字命名的。
    法拉第不仅有实验天才,还有大胆而丰富的想象力。当时人们只知道万物均由原子构成,但他却提出电和磁不是由原子组成,而是以空间中场的形式存在的;电力和磁力的作用可以用场中的力线来表示;他还认为自然界各种各样的力归根到底是统一的。他的这些新颖思想为19世纪以后自然科学的发展指明了方向。




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    2006-02-15 19:12:15

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  • yanyan20332033
     


    电学的基本内容

    电学研究的内容主要包括静电、静磁、电磁场、电路、电磁效应和电磁测量。

    静电学是研究静止电荷产生电场及电场对电荷作用规律的学科。电荷只有两种,称为正电和负电。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。电荷遵从电荷守恒定律。电荷可以从一个物体转移到另一个物体,任何物理过程中电荷的代数和保持不变。所谓带电,不过是正负电荷的分离或转移;所谓电荷消失,不过是正负电荷的中和。

    静止电荷之间相互作用力符合库仑定律:在真空中两个静止点电荷之间作用力的大小与它们的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比;作用力的方向沿着它们之间的联线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。

    电荷之间相互作用力是通过电荷产生的电场相互作用的。电荷产生的电场用电场强度(简称场强)来描述。空间某一点的电场强度用正的单位试探电荷在该点所受的电场力来定义,电场强度遵从场强叠加原理。

    通常的物质,按其导电性能的不同可分两种情况:导体和绝缘体。导体体内存在可运动的自由电荷;绝缘体又称为电介质,体内只有束缚电荷。

    在电场的作用下,导体内的自由电荷将产生移动。当导体的成分和温度均匀时,达到静电平衡的条件是导体内部的电场强度处处等于零。根据这一条件,可导出导体静电平衡的若干性质。

    静磁学是研究电流稳恒时产生磁场以及磁场对电流作用力的学科。

    电荷的定向流动形成电流。电流之间存在磁的相互作用,这种磁相互作用是通过磁场传递的,即电流在其周围的空间产生磁场,磁场对放置其中的电流施以作用力。电流产生的磁场用磁感应强度描述。

    电磁场是研究随时间变化下的电磁现象和规律的学科。

    当穿过闭台导体线圈的磁通量发生变化时,线圈上产生感应电流。感应电流的方向可由楞次定律确定。闭合线圈中的感应电流是感应电动势推动的结果,感应电动势遵从法拉第定律:闭台线圈上的感应电动势的大小总是与穿过线圈的磁通量的时间变化率成正比。

    麦克斯韦方程组描述了电磁场普遍遵从的规律。它同物质的介质方程、洛仑兹力公式以及电荷守恒定律结合起来,原则上可以解决各种宏观电动力学问题。

    根据麦克斯韦方程组导出的一个重要结果是存在电磁波,变化的电磁场以电磁波的形式传播,电磁波在真空中的传播速度等于光速。这也说明光也是电磁波的一种,因此光的波动理论纳入了电磁理论的范畴。

    电路 包括直流电路和交流电路的研究,是电学的组成部分。直流电路研究电流稳恒条件下的电路定律和性质;交流电路研究电流周期性变化条件下的电路定律和性质。

    直流电路由导体(或导线)连结而成,导体有一定的电阻。稳恒条件下电流不随时间变化,电场亦不随时间变化。

    根据稳恒时电场的性质、导电基本规律和电动势概念,可导出直流电路的各个实用定律:欧姆定律、基尔霍夫电路定律,以及一些解决复杂电路的有效而简便的定理:等效电源定理、叠加定理、倒易定理、对偶定理等,这些实用定律和定理构成电路计算的理论基础。

    交流电路比直流电路复杂得多,电流随时间的变化引起空间电场和磁场的变化,因此存在电磁感应和位移电流,存在电磁波。

    电磁效应 物质中的电效应是电学与其他物理学科(甚至非物理的学科)之间联系的纽带。物质中的电效应种类繁多,有许多已成为或正逐渐发展为专门的研究领域。比如:

    电致伸缩、压电效应(机械压力在电介质晶体上产生的电性和电极性)和逆压电效应、塞贝克效应、珀耳帖效应(两种不同金属或半导体接头处,当电流沿某个方向通过时放出热量,而电流反向时则吸收热量)、汤姆孙效应(一金属导体或半导体中维持温度梯度,当电流沿某方向通过时放出热量,而电流反向时则吸收热量)、热敏电阻(半导体材料中电阻随温度灵敏变化)、光敏电阻(半导体材料中电阻随光照灵敏变化)、光生伏打效应(半导体材料因光照产生电位差),等等。

    对于各种电效应的研究有助于了解物质的结构以及物质中发生的基本过程,此外在技术上,它们也是实现能量转换和非电量电测法的基础。

    电磁测量也是电学的组成部分。测量技术的发展与学科的理论发展有着密切的联系,理论的发展推动了测量技术的改进;测量技术的改善在新的基础上验证理论,并促成新理论的发现。

    电磁测量包括所有电磁学量的测量,以及有关的其他量(交流电的频率、相角等)的测量。利用电磁学原理已经设计制作出各种专用仪表(安培计,伏特计、欧姆计、磁场计等)和测量电路,它们可满足对各种电磁学量的测量。

    电磁测量的另一个重要的方面是非电量(长度、速度、形变、力、温度、光强、成分等)的电测量。它的主要原理是利用电磁量与非电量相互联系的某种效应,将非电量的测量转换为电磁量的测量。由于电测量
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