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第38章 无穷的动力——电动机

电动机的发明使人们从繁重的体力劳动中解放了出来。那你知道电动机是怎么发明出来的吗?

19世纪英国皇家学会的会员沃拉斯顿,听说丹麦的奥斯特教授发现了当导线通电时,会引起旁边的磁针偏转,便想,既然电流能使磁针偏转,那么反过来,用磁铁去靠近通电导线,导线会不会也发生转动呢?他把一根长直导线竖直悬挂起来,通电后再用磁铁去靠近它,但是不见导线运动。沃拉斯顿试了几次都不成功,便要实验员把器材拆卸收好。这个实验员就是后来电学史上首屈一指的大科学家法拉第。

但当时的法拉第还只能做一些辅助性的工作,例如洗瓶子,擦桌子等等。由于出身很贫寒,法拉第很小年纪就到一家书店里去当徒工,全凭自己的努力学会了阅读、写作和绘画。后来幸得化学家戴维的提携,才在实验室里当一名实验员。法拉第见到沃拉斯顿做这个实验,心想这东西很有点儿意思,可为什么没有成功呢?待沃拉斯顿一出门,法拉第就来到实验桌旁仔细地研究起来。经过几个通宵的努力,终于将问题搞清楚了,原来那根导线不能转动是因为被拉得太紧,根本没法动!于是他干脆把导线的下端松开,插在一块软木上,再让软木漂浮在水银槽的水银面上。同时把一根磁棒竖直固定在水银槽的中央,接上电源,只见带着导线的软木真的动起来了,缓慢地绕着磁棒兜圈子。法拉第高兴异常。当晚他在日记里写道:“1821年9月3日……结果十分令人满意,但还要做出更灵敏的仪器。”事实上法拉第的装置就是一个电动机的雏形。

现在,人们通常把美国科学家约瑟夫·亨利看成是电动机的创始人。1799年亨利出生在纽约州的奥尔巴尼。由于家境贫困,父母把他寄养在一位亲戚家中,他十岁时就在乡村的小店里做伙计。苦难的童年中惟一令他感到高兴地就是教堂看书,他被教堂里的书本迷住了。他经常到这里来读书。有一天他读到了一本1808年伦敦出版的《格利戈里关于实验科学、天文学和化学演讲集》,扉页上写道:“你向空中扔一块石头或射出一枝箭,为什么它不朝着你给予的方向一直向前飞去?”这个问题一下子把亨利给迷住了。他读完了这本书后,并决定弄清楚这些困惑。教堂里的书给了他许多的知识,给他以后的研究奠定了坚实的基础。渐渐地,他发现自己最喜欢物理学,决定将此生奉献给物理。

亨利在电学上的贡献是有目共睹的。他发明了继电器(电报的雏形),比法拉第更早发现了电磁感应现象,但却没有及时去申请专利,只有对电动机的设想使他荣获了发明家的殊荣。1821年法拉第制造出电动机的雏形,十年之后,亨利在1831年7月的《西门子》杂志上阐述了有关电动机的原理和构想。他断言:“这一原理——或者经过较大幅度地修改——应用于某种有益的用途,不是不可能的。”显然,他的话是太谨慎了。电动机具有十分广泛的用途,它开拓了电气化时代的******。人们梦想的时刻终于到了。人们迫不及待地将电动机投入使用。

1838年某天,俄罗斯中部涅瓦河的一个码头上,挤着不少人。有的人在搓手,有的人在哈气。这么冷的天气,他们在寒风里干什么?“来了,来了。”人群中有人喊。大家朝上游方向眺望,只见灰蒙蒙的寒气之中出现了一个黑影,原来是一艘机动船在慢慢的驶来。船渐渐近了。大家看得清晰,船上坐着12位旅客,船尾的机舱边站着一个胖子,兴奋得满脸通红,还不住地向码头上的人群招手示意。此人就是船主雅可比。“这船有什么好看?”人群里有人问。“看,这小船上没有烟囱,不烧油,不烧煤,它是用电力来开动的!”是啊!这条由雅可比创制的不起眼的机动船是用40部马达和320个大电池来驱动的,是世界上第一艘电机船。

雅可比生于德国菠茨坦,曾在柏林大学读过书。1837他来到了俄国,成为彼得堡科学院院士。他研究了当时许多人发明的“玩具电动机”,认为这种电动机之所以没有实用价值是因为天然磁铁的磁场强度太小了。于是他利用电磁铁产生出强得多的磁场,从而使电动机向实用迈开了一大步。由于电动机不需要燃烧,不会产生污染,又有容易控制的特点,所以它的出现立即显示出巨大的生命力。电动机的发明,开创了动力的******。

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