发电机本该提前诞生

邹志明

19世纪初期,科学家们研究的重要课题,是怎样廉价且方便地获得电能。

1820年,奥斯特成功地完成了通电导线能使磁针偏转的实验后,当时不少科学家又进行了进一步的研究,并得出了结论:磁针的偏转是受到力的作用,这种机械力,来自于电荷流动的电力。那么,能否让机械力通过磁转变成电力呢?为此,一些科学家又展开了研究。著名科学家安培是这些研究者中的一个,他实验的方法很多,但由于犯了根本性错误,实验没有成功。

另一位科学家科拉顿,在1825年做了这样一个实验:把一块磁铁插入绕成圆筒状的线圈中,他想,这样或许能得到电流。为了防止磁铁对检测电流的电流表的影响,他用了很长的导线把电表接到隔壁的房间里。他没有助手,只好把磁铁插到线圈中以后,再跑到隔壁房间去看电流表指针是否偏转。现在看来,他的装置是完全正确的,实验的方法也是对的,但他犯了一个令人遗憾的错误,这就是电表指针的偏转,只发生在磁铁插入线圈这一瞬间,一旦磁铁插进线圈后不动,电表指针又回到原来的位置。所以,等他插好磁铁再赶紧跑到隔壁房间里去看电表,无论怎样快也看不到电表指针的偏转现象。要是他有个助手,要是他把电表放在同一个房间里,他就是第一个实现变机械力为电力的人了。但是,他失去了这个好机会。

又过了整整6年,1831年8月29日,美国科学家法拉第获得了成功,使机械力转变为电力。他的实验装置与科拉顿的实验装置并没有什么两样,只不过是他把电流表放在自己身边,在磁铁插入线圈的一瞬间,指针明显地发生了偏转。他成功了,手使磁铁运动的机械力终于转变成了使电荷移动的电力。

法拉第迈出了最艰难的一步,他不断研究,两个月后,试制了能产生稳定电流的第一台真正的发电机。发电机的出现标志着人类从蒸汽时代进入了电气时代。

一百多年来,相继出现了很多现代的发电形式,如风力发电、水力发电、火力发电、原子能发电、热发电、潮汐发电等等。发电机的构造日臻完善,效率也越来越高,但基本原理仍与法拉第的实验一样:少不了运动着的闭合导体,少不了磁铁。