電學(xué)發(fā)展史（課堂PPT）

1、1公元前的琥珀和磁石公元前的琥珀和磁石v 希臘七賢中有一位名叫泰勒斯的哲學(xué)家。公元前600年前后，泰勒斯看到當(dāng)明的希臘人通過(guò)摩擦琥珀吸引羽毛，用磁錢礦石吸引鐵片的現(xiàn)象，曾對(duì)其原因進(jìn)行過(guò)一番思考。據(jù)說(shuō)他的解釋是：“萬(wàn)物皆有靈。磁吸鐵，故磁有靈?！边@里所說(shuō)的“磁”就是磁鐵礦石。v 希臘人把琥珀叫做“elektron”（與英文“電”同音）。他們從波羅的海沿岸進(jìn)口琥珀，用來(lái)制作手鐲和首飾。當(dāng)時(shí)的寶石商們也知道摩擦琥珀能吸引羽毛，不過(guò)他們認(rèn)為那是神靈或者魔力的作用。v 在東方，中國(guó)人民早在公元前2500年前后就已經(jīng)具有天然的磁石知識(shí)。據(jù)呂氏春秋一書(shū)記載，中國(guó)在公元前1000年前后就已經(jīng)有了指南針，他們?cè)?/p>

2、古代就已經(jīng)用磁針來(lái)辨別方向了。泰勒斯泰勒斯 v （約前625前547）古希臘哲學(xué)家，數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家。最早的唯物主義哲學(xué)學(xué)派米利都學(xué)派的創(chuàng)始人之一。生于米利都。早年是商人，曾赴巴比倫、埃及經(jīng)商，在那里學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)與天文知識(shí)。他幾乎涉獵了當(dāng)時(shí)人類的全部思想和活動(dòng)領(lǐng)域，被譽(yù)為希臘科學(xué)之父。在哲學(xué)上，他首先擺脫傳統(tǒng)的神創(chuàng)論觀點(diǎn)，提出并探討了世界的本原問(wèn)題。但他又認(rèn)為萬(wàn)物都有靈魂，并以琥珀和磁石來(lái)但他又認(rèn)為萬(wàn)物都有靈魂，并以琥珀和磁石來(lái)證明。證明。這是物活論的思想。他曾準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)過(guò)公元前585年5月28日的日蝕；利用日影及比例關(guān)系測(cè)得金字塔的高度。他的劃時(shí)代的貢獻(xiàn)是引入命題證明命題證明的思想，這標(biāo)志著人類

3、對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)從經(jīng)驗(yàn)上升到理論階段的開(kāi)始。他得到一些重要的幾何命題，如圓的直徑將圓平分；等腰三角形兩底角相等；相交兩直線的對(duì)頂角相等；兩角夾一邊分別相等的兩個(gè)三角形全等；對(duì)著半圓的圓周角是直角等。2磁，靜電磁，靜電v通常所說(shuō)的摩擦起電，在公元前人們只知道它是一種現(xiàn)象。很長(zhǎng)時(shí)間里，關(guān)于這一種現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)并沒(méi)有進(jìn)展。v而羅盤(pán)則在13世經(jīng)就已經(jīng)在航海中得到了應(yīng)用。那時(shí)的羅盤(pán)是把加工成針形的磁鐵礦石放在秸稈里，使之能浮在水面上。到了14世紀(jì)初，又制成了用繩子把磁針吊起來(lái)的航海羅盤(pán)。v這種羅盤(pán)在1492年哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸以及1519年麥哲倫發(fā)現(xiàn)環(huán)繞地球一周的航線時(shí)發(fā)揮了重要的作用。2磁，靜電磁，靜電

4、v （1）磁，靜電與吉爾伯特v 英國(guó)人吉爾伯特是伊麗莎白女王的御醫(yī)，他在當(dāng)醫(yī)生的同時(shí)，也對(duì)磁進(jìn)行了研究。他總結(jié)了多年來(lái)關(guān)于磁的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，于1600年出了一本取名為論磁學(xué)的書(shū)。書(shū)中指出地球本身就是一塊大磁石，并且闡述了羅盤(pán)的磁傾角問(wèn)題。v 吉爾伯特還研究了摩擦琥珀吸引羽毛的現(xiàn)象，指出這種現(xiàn)象不僅存在于琥珀上，而且存在于硫磺，毛皮，陶瓷，火漆，紙，絲綢，金屬，橡膠等是摩擦起電物質(zhì)系列。把這個(gè)系列中的兩種物質(zhì)相互摩擦，系列中排在前面的物質(zhì)將帶正電，排在后面的物質(zhì)將帶負(fù)電。v 那時(shí)候，主要的研究方法就是思考，而他主張真正的研究應(yīng)該以實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，他提出這種主張并付諸實(shí)踐，在這點(diǎn)上，可以說(shuō)吉爾伯特是

5、近代科學(xué)研究方法的開(kāi)創(chuàng)者。2磁，靜電磁，靜電v （2）雷和靜電v 在公元前的中國(guó)，打雷被認(rèn)為是神的行為。說(shuō)是有五位司雷電的神仙，其長(zhǎng)者稱為雷祖，雷祖之下是雷公和電母。打雷就是雷公在天上敲大鼓，閃電就是電母用兩面鏡子把光射向下界。v 亞里斯多德時(shí)代，認(rèn)為雷的發(fā)生是由于大地上的水蒸氣上升，形成雷雨云，雷雨云遇到冷空氣凝縮而變成雷雨，同時(shí)伴隨出現(xiàn)強(qiáng)光。v 認(rèn)為雷是靜電而產(chǎn)生的是英國(guó)人沃爾，那是1708年的事。1748年，富蘭克林基于同樣的認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)了避雷針。v 1746年，萊頓大學(xué)教授繆森布魯克發(fā)明了一種存貯靜電的瓶子，這就是后來(lái)很有名的“萊頓瓶”。v 繆森布魯克本來(lái)想像往瓶子里裝水那樣把電裝進(jìn)瓶子里

6、，他首先在瓶子里灌上水，然后用一根金屬絲把摩擦玻璃棒放到水里。就在他的手接觸到瓶子和棒的一瞬間，他被重重地“電擊”了一下。據(jù)說(shuō)他曾這樣說(shuō)過(guò)：“就算是國(guó)王命令，我也不想再做這種可怕的實(shí)驗(yàn)了”。2磁，靜電磁，靜電v 富蘭克林聯(lián)想到往萊頓瓶里蓄電的事，于1752年6月做了一個(gè)把風(fēng)箏放到雷雨云里去的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了雷雨云有時(shí)帶正電有時(shí)帶負(fù)電的現(xiàn)象。這個(gè)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)很有名，許多科學(xué)家都很感興趣，也跟著做。1753年7月，俄羅斯科學(xué)家利赫曼在實(shí)驗(yàn)中不幸遭電擊身亡。v 通過(guò)用各種金屬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，意大利帕維亞大學(xué)教授伏打證明了鋅，鉛，錫，鐵，銅，銀，金，石墨是個(gè)金屬電壓系列，當(dāng)這個(gè)系列中的兩種金屬相互接觸時(shí)，系

7、列中排在前面的金屬帶正電，排在后面的金屬帶負(fù)電。他把銅和鋅做為兩個(gè)電極置于稀硫酸中，從而發(fā)明了伏打電池。電壓的單位“伏特”就是以他的名字命名的。v 19世紀(jì)初，正是法國(guó)大革命后進(jìn)入拿破侖時(shí)代。拿破侖從意大利歸來(lái)，在1801年把伏打召到巴黎，讓他做電實(shí)驗(yàn)，伏打也因此獲得了拿破侖授予的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)潞腿R吉諾-多諾爾勛章。2磁，靜電磁，靜電v （3）伏打電池的利用與電磁學(xué)的發(fā)展v 伏打電池發(fā)明之后，各國(guó)利用這種電池進(jìn)行了各種各樣的實(shí)驗(yàn)和研究。德國(guó)進(jìn)行了電解水的研究，英國(guó)化學(xué)家戴維把2000個(gè)伏打電池連在一起，進(jìn)行了電弧放電實(shí)驗(yàn)。戴維的實(shí)驗(yàn)是在正負(fù)電極上安裝木炭，通過(guò)調(diào)整電極間距離使之產(chǎn)生放電而發(fā)出強(qiáng)光，這

8、就是電用于照明的開(kāi)始。v 1820年，丹麥哥本哈根大學(xué)教授奧斯特在一篇論文中公布了他的一個(gè)發(fā)現(xiàn)：在與伏打電池連接了的導(dǎo)線旁邊放一個(gè)磁針，磁針馬上就發(fā)生偏轉(zhuǎn)。v 俄羅斯的西林格讀了這篇論文，他把線圈和磁針組合在一起，發(fā)明了電報(bào)機(jī)（1831年），這可以說(shuō)是電報(bào)的開(kāi)始。v 法國(guó)的安培1820年發(fā)現(xiàn)了關(guān)于電流周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向問(wèn)題的安培定律，法拉第發(fā)現(xiàn)了劃時(shí)代的電磁感應(yīng)現(xiàn)象（1831年），電磁學(xué)得到了飛速發(fā)展。v 另一方面，關(guān)于電路的研究也在發(fā)展。歐姆發(fā)現(xiàn)了關(guān)于電阻的歐姆定律（1826年），基爾霍夫發(fā)現(xiàn)了關(guān)于電路網(wǎng)絡(luò)的定律（1849年），從而確立了電工學(xué)。3有線通信的歷史有線通信的歷史v 有人說(shuō)科學(xué)技

9、術(shù)是由于軍事方面的需要而發(fā)展起來(lái)的，這種說(shuō)法有一定的歷史事實(shí)根據(jù)。v 英國(guó)害怕拿破侖進(jìn)攻，曾用桁架式通信機(jī)向自己的部隊(duì)通報(bào)法國(guó)軍隊(duì)的動(dòng)向。瑞典，德國(guó)，俄羅斯等國(guó)家也以軍事為目的，架設(shè)了由這類通信機(jī)組成的通信網(wǎng)，據(jù)說(shuō)都曾投入了龐大的預(yù)算。v 將這種通信機(jī)改造成電通信方式的構(gòu)想大概就是有線通信的開(kāi)始。v (1）有線通信的原理v 除了將前面所講到的西林所發(fā)明的電磁式電報(bào)機(jī)以外，還有德國(guó)的簡(jiǎn)梅林發(fā)明的電化學(xué)式電報(bào)機(jī)，高斯和韋伯（德國(guó)）的電報(bào)機(jī)，庫(kù)克和惠斯通（英國(guó)）的5針式電報(bào)機(jī)等。電報(bào)機(jī)的形式也是各種各樣的，有音響式，印刷式，指針式，鐘鈴式等。其中，庫(kù)克和惠斯通的5針式電報(bào)機(jī)最為有名。1837年，這種

10、電報(bào)機(jī)曾通過(guò)架設(shè)在倫敦與西德雷頓之間長(zhǎng)達(dá)20公里的5根電線而投入實(shí)際使用。3有線通信的歷史有線通信的歷史v （2）莫爾斯電報(bào)機(jī)v 1837年，莫爾斯電報(bào)機(jī)在美國(guó)研制成功，發(fā)明人就是以莫爾斯電碼而聞名的莫爾斯。莫爾斯電碼是一種以點(diǎn)、劃來(lái)編碼的信號(hào)。v 莫爾斯本來(lái)是想當(dāng)一名畫(huà)家，他為此在倫敦留學(xué)。1815年，他在回美國(guó)的船上聽(tīng)了波士頓大學(xué)教授杰克遜關(guān)于電報(bào)的一席談話，萌發(fā)了莫爾斯電碼和電報(bào)機(jī)的構(gòu)想。為了鋪設(shè)電報(bào)線，莫爾斯成立了電磁-電報(bào)公司，并于1846年在紐約-波士頓，費(fèi)城-匹茲堡，多倫多-布法羅-紐約之間開(kāi)通了電報(bào)業(yè)務(wù)。v 莫爾斯的事業(yè)獲得了極大成功，于是就在美國(guó)各地創(chuàng)辦電報(bào)公司，電報(bào)業(yè)務(wù)逐漸

11、擴(kuò)大起來(lái)。v 1846年，莫爾斯電報(bào)機(jī)裝上了音響收?qǐng)?bào)機(jī)，使用也更加方便。v 五針 式電報(bào)的工作原理：兩根指針指同一個(gè)字母正在傳送 v 1844年5月24日，莫爾斯從華盛頓到巴爾的摩拍發(fā)人類歷史上的第一份電報(bào)。在座無(wú)虛席的國(guó)會(huì)大廈里，莫爾斯用激動(dòng)得有些顫抖的雙手，操縱著他傾十余年心血研制成功的電報(bào)機(jī)， 發(fā)出了:“上帝創(chuàng)造了何等奇跡!”一語(yǔ)。 3有線通信的歷史有線通信的歷史v （3）電話和交換機(jī)v 1876年2月14日，美國(guó)的兩位發(fā)明家貝爾和格雷分別遞交了電話機(jī)專利的申請(qǐng)，貝爾的申請(qǐng)書(shū)比格雷的申請(qǐng)書(shū)早兩個(gè)小時(shí)到達(dá)，因而貝爾得到了專利權(quán)。v 1878年，貝爾成立了電話公司，制造電話機(jī)，全力發(fā)展電話事

12、業(yè)。v 從發(fā)展電話業(yè)務(wù)開(kāi)始，交換機(jī)就擔(dān)負(fù)著重要的任務(wù)。1877年前后的交換機(jī)稱為傳票式交換機(jī)，話務(wù)員收到通話請(qǐng)求，很把傳票交給另一位話務(wù)員。v 其后，經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出了框圖式交換機(jī)，進(jìn)而又開(kāi)發(fā)出了自動(dòng)交換方式（1879年）。v 1891年，史端喬式自動(dòng)交換機(jī)研制成功。至此，自動(dòng)交換的愿望就算實(shí)現(xiàn)了。之后研究仍在繼續(xù)，又經(jīng)過(guò)了幾個(gè)階段才達(dá)到現(xiàn)在的電子交換機(jī)。3有線通信的歷史有線通信的歷史v （4）海底通信電纜v 陸上通信網(wǎng)日漸完備，人們開(kāi)始考慮在海底敷設(shè)通信電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)跨海國(guó)家之間的通信。1840年前后，惠斯通就已經(jīng)考慮到了海底電纜的問(wèn)題。v 海底電纜有很多問(wèn)題需要解決，電纜的機(jī)械強(qiáng)度，絕緣及

13、敷設(shè)方法都陸上電纜不同。v 1845年，英吉利海峽海底電報(bào)公司成立，開(kāi)始了從英國(guó)到加拿大并跨過(guò)多佛爾海峽到達(dá)法國(guó)的海底電纜敷設(shè)工程。v 海底電纜敷設(shè)中碰到了電纜斷裂等大難題，但敷設(shè)誨底電纜是時(shí)代的要求，各國(guó)都為此投稿了力量。v 1851年，最早的加來(lái)-多佛爾海底電纜敷設(shè)完畢，成功地實(shí)現(xiàn)了通信。以此為契機(jī)，歐洲周邊和美洲東部周邊也敷設(shè)了許多電纜。v 現(xiàn)在，世界上的大海里遍布著電纜，供通信使用。4無(wú)線通信的歷史無(wú)線通信的歷史v 世界上任何一個(gè)地區(qū)的信息都能顯示在電視機(jī)上，這種方便是電波帶給我們的。v 最早的電波實(shí)驗(yàn)是德國(guó)的赫茲在1888年進(jìn)行的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，赫茲弄清了電波和光一樣，具有直線傳播，反射

14、和折射現(xiàn)象。v 頻率的單位赫茲就是來(lái)自他的名字。v （1）馬可尼的無(wú)線電裝置v 在雜志上讀到過(guò)赫茲實(shí)驗(yàn)文章的意大利人馬可尼，在1895年研制出了最早的無(wú)線電裝置，利用這一裝置在相隔大約3公里遠(yuǎn)的距離之間進(jìn)行了莫爾斯電碼通信實(shí)驗(yàn)。他想到了要把無(wú)線通信企業(yè)化，就成立了一個(gè)無(wú)線電報(bào)與信號(hào)公司。v 盡管馬可尼在無(wú)線通信領(lǐng)域獲得了諸多成功，但由于與海底電纜公司的利益相沖突，他想在紐芬蘭設(shè)立無(wú)線電報(bào)局的事遭到了反對(duì)，馬可尼的反對(duì)者還不在少數(shù)。4無(wú)線通信的歷史無(wú)線通信的歷史v（2）高頻波的產(chǎn)生v要實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，首先要產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻電磁波。v達(dá)德?tīng)柌捎糜删€圈和電容器構(gòu)成的電路產(chǎn)生出了高頻信號(hào)，但頻率還不到50

15、KHZ，電流也只有23A，比較小。v1903年，荷蘭的包魯森利用酒精蒸氣電弧放電產(chǎn)生出了1MHZ的高頻波，彼得森又對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，制成了輸出功率達(dá)到1KW的裝置。v其后，德國(guó)設(shè)計(jì)出了機(jī)械式高頻發(fā)生裝置，美國(guó)的斯特拉和費(fèi)森登，德國(guó)的戈?duì)柕率┟滋氐热碎_(kāi)發(fā)出了用高頻交流機(jī)產(chǎn)生高頻波的方法等，很多科學(xué)家和工程師都曾致力于高頻波發(fā)生器的研究。4無(wú)線通信的歷史無(wú)線通信的歷史v （3）無(wú)線電話v 如果傳送的不是莫爾斯信號(hào)而是人的語(yǔ)言，那就需要有運(yùn)載信號(hào)的載波。載波必須是高頻波。v 1906年，美國(guó)通用電氣（GE）公司的亞歷山德森制成了80KHZ的高頻信號(hào)發(fā)生裝置，首次成功地進(jìn)行了無(wú)線電話的實(shí)驗(yàn)。v 用無(wú)線電

16、話傳送語(yǔ)音，并且要收聽(tīng)它，這就需要有用于發(fā)送的高頻信號(hào)發(fā)生裝置和用于接收的檢波器。費(fèi)森登設(shè)計(jì)了一種多差式接收裝置，并于1913年試驗(yàn)成功。v 達(dá)德?tīng)栐O(shè)計(jì)出了以包魯森電弧發(fā)送器為發(fā)送裝置，以電解檢波器為接收裝置的受話器方式。在當(dāng)時(shí)，由于都是采用火花振蕩器，所以噪聲很大，實(shí)驗(yàn)階段可說(shuō)是成功了，但離實(shí)用化還很遠(yuǎn)。v 要想使產(chǎn)生的電波穩(wěn)定，接收到的噪聲小，還得等待電子管的出現(xiàn)。4無(wú)線通信的歷史無(wú)線通信的歷史v （4）二極管和三極管v 1983年，愛(ài)迪生發(fā)現(xiàn)從電燈泡的熱絲上飛濺出來(lái)的電子把燈泡的一部分都熏黑了，這種現(xiàn)象被稱為愛(ài)迪生效應(yīng)。v 1904年，弗萊明從愛(ài)迪生效應(yīng)得到啟發(fā)，造出二極管，用它來(lái)進(jìn)行檢

17、波。v 1907年，美國(guó)的D。福雷斯特在二極管的陽(yáng)極和陰極之間又加了一個(gè)叫做柵極的電極，發(fā)明了三極管。v 這種三極管既可以用于放大信號(hào)電壓，也可以配以適當(dāng)?shù)姆答侂娐樊a(chǎn)生穩(wěn)定的高頻信號(hào)，可說(shuō)是一個(gè)劃時(shí)代的電路元件。v 三極管經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的改進(jìn)，能夠產(chǎn)生短波，超短波等高頻信號(hào)。此外，三極管具有能控制電子流的功能，隨后出現(xiàn)的陰極射線管和示波器與此有密切的關(guān)系。5電池的歷史電池的歷史v 1790年，伽伐尼根據(jù)解剖青蛙實(shí)驗(yàn)提出了“動(dòng)物電”，以此為開(kāi)端，伏打發(fā)現(xiàn)了兩種金屬接觸就有電產(chǎn)生的規(guī)律，可以說(shuō)這就是電池的起源。v 1799年，伏打在銅和鋅之間夾入一層浸透鹽水的紙，再把它們一層一層地迭起來(lái)，制成了“伏打

18、電堆”。“電堆”的意思就是指把許多單個(gè)電池單元高高地堆在一起。v （1） 一次電池v 一次電池放完電后不能再用的電池稱為一次電池。伏打?qū)Ψ婋姸炎隽烁倪M(jìn)，制成了伏打電池。v 1836年，英國(guó)人丹尼爾在陶瓷桶里放入陽(yáng)極和氧化劑，制成了丹尼爾電池。與伏打電池相比，丹尼爾電池能長(zhǎng)時(shí)間提供電流。v 1868年，法國(guó)的勒克朗謝公布了勒克朗謝電池，1885年（明治18年）日本的尾井先藏發(fā)明了尾井乾電池。尾井乾電池是一種把電解液吸附在海綿里的特殊電池，具有搬運(yùn)方便的特點(diǎn)。v 1917年，法國(guó)的費(fèi)里發(fā)明了空氣電池，1940年，美國(guó)的魯賓發(fā)明了水銀電池。5電池的歷史電池的歷史v （2）二次電池v 放完電還可以充

19、電再用的電池稱為二次電池。1859年，法國(guó)的普朗泰發(fā)明了能夠反復(fù)充電使用的鉛蓄電池，其結(jié)構(gòu)是稀硫酸中裝有鉛電極，這是最早的二次電池?，F(xiàn)在，汽車?yán)锸褂玫木褪沁@種類型的電池。v 1897年（明治30年），日本的島津源藏開(kāi)發(fā)出了具有10A*H容量的鉛蓄電池，并把他本人名字GENZO SIMAZU的字頭GS作為商品名稱，取名為GS電池投放市場(chǎng)。v 1899年，瑞典的容納制成了容納電池，1905年愛(ài)迪生制成了愛(ài)迪生電池。這些電池的電解液都用的是氫氧化鉀，后來(lái)就被稱為堿性電池。v 1948年，美國(guó)的紐曼發(fā)明了鎳鎘電池。這是一種能充電的乾電池，是具有劃時(shí)代意義的電池。5電池的歷史電池的歷史v （3）燃料電池

20、v 1939年，英國(guó)人格羅夫發(fā)現(xiàn)氧和氫的反應(yīng)中有電能產(chǎn)生，并由實(shí)驗(yàn)證明了燃料電池的可能性。也就是說(shuō)，電解水的時(shí)候消耗了電能而生成了氧和氫，反過(guò)來(lái)，從外部給陽(yáng)極一側(cè)送入氧，給陰極一側(cè)送入氫，就能夠產(chǎn)生電能和水。v 格羅夫當(dāng)時(shí)只是做了實(shí)驗(yàn)，并未實(shí)用化。1958年，劍橋大學(xué)（英國(guó)）制成了5KW的燃料電池。v 1965年，美國(guó)GE公司成功地開(kāi)發(fā)出了燃料電池，這個(gè)電池就安裝在1965年的載人飛船雙子星5號(hào)上，用于供給宇航員飲用水的飛船電能。1969年登上月球的阿波羅11號(hào)飛船上的電源也使用了燃料電池作為飛船內(nèi)電源。v （4）太陽(yáng)能電池v 1873年，德國(guó)人西門(mén)子發(fā)明了用硒和鉑絲制成的光電池?，F(xiàn)在照相機(jī)曝

21、光表上所用的就是這種硒光電池。v 1945年，美國(guó)的夏品發(fā)明了硅太陽(yáng)能電池，這是一種當(dāng)太陽(yáng)光或燈光照到其PN結(jié)上時(shí)能產(chǎn)生電能的元件，廣泛用于人造衛(wèi)星，太陽(yáng)能汽車，鐘表，臺(tái)式計(jì)算器等。提高這種元件轉(zhuǎn)換效率的研究與開(kāi)發(fā)工作仍在進(jìn)行中。6照明的歷史照明的歷史v 18世紀(jì)60年代由英國(guó)興起的產(chǎn)業(yè)革命使工廠進(jìn)入了連續(xù)加工，批量生產(chǎn)的時(shí)代，夜間照明成了重要問(wèn)題。v 前面已經(jīng)講過(guò)，英國(guó)人戴維1815年曾做過(guò)用2000個(gè)伏打電池產(chǎn)生電弧的有名實(shí)驗(yàn)。v （1）白熾燈泡v 1860年，英國(guó)人斯旺把棉線碳化后做成燈絲裝入玻璃泡里，發(fā)明了碳絲燈泡。v 然而，由于當(dāng)時(shí)的真空技術(shù)不高，點(diǎn)燈時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間一長(zhǎng)，燈絲就會(huì)

22、在燈泡里氧化而燒掉。v 斯旺所想到的白熾燈泡的原理是現(xiàn)在的白織燈的起源。隨著燈絲研究和真空技術(shù)的進(jìn)步，白熾燈最終達(dá)到了實(shí)用化。從這點(diǎn)不說(shuō)，斯旺的發(fā)明是一項(xiàng)大發(fā)明。v 1865年，施普倫格爾為研究真空現(xiàn)象而開(kāi)發(fā)出水銀真空泵。斯旺知道這件事后，就在1878年把玻殼內(nèi)的真空度提高，又在燈絲上下了一番功夫。他先把棉線用硫酸處理，然后再碳化，最后，他公布了斯旺燈泡。斯旺的白熾燈泡曾在巴黎萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)上展出。6照明的歷史照明的歷史v 1879年，美國(guó)的愛(ài)迪生成功地把白熾燈泡的壽命延長(zhǎng)到了40小時(shí)以上。1880年，愛(ài)迪生發(fā)現(xiàn)竹子是做白熾燈燈絲的優(yōu)良材料，就把日本，中國(guó)，印度的竹子收集起來(lái)反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。v 愛(ài)迪

23、生把部下穆?tīng)柵傻饺毡荆诰┒嫉陌酸ふ覂?yōu)質(zhì)竹子，若干年后，用八幡竹子制造出了燈絲。為了制造這種竹燈絲的燈泡，1882年他在倫敦和紐約成立了愛(ài)迪生電燈公司。v 在日本，1886年（明治19年）東京電燈公司成立，明治22年起，一般的家庭開(kāi)始用上了白治燈泡。v 1910年，美國(guó)的庫(kù)利廳用鎢絲做燈絲，發(fā)明了鎢絲燈泡。v 1913年，美國(guó)的蘭米爾在玻殼里充入氣體以防止燈絲蒸發(fā)，發(fā)明了充氣鎢絲燈泡。v 1925年，日本的不破橘三發(fā)明了內(nèi)壁磨砂燈泡。v 1932年，日本的三浦順一發(fā)明了雙螺旋鎢絲燈泡。v 正是由于上述的不斷探索，今天我們才能享受白熾燈照明的日常生活，想起來(lái)真是漫漫長(zhǎng)路啊。6照明的歷史照明的歷

24、史v （2）放電燈v 1902年，美國(guó)的休伊茲特在玻殼內(nèi)裝入水銀蒸氣，發(fā)明了弧光放電汞燈。由于這種汞燈在汞蒸氣的氣壓較低時(shí)發(fā)出了紫外線較多，所以常作為殺菌燈使用。而當(dāng)水銀氣壓較高時(shí)，可發(fā)出很強(qiáng)的可見(jiàn)光。v 現(xiàn)在廣泛用于廣場(chǎng)照明和道路照明的高壓汞燈所發(fā)出的光是一種混合光，混合光包括水銀電弧放電的光和紫外線照到涂敷在玻殼內(nèi)壁的熒光材料上所發(fā)出的光。v 1932年，荷蘭菲利浦公司開(kāi)發(fā)出了波長(zhǎng)為590nm單色的鈉燈，這種燈廣泛用于公路的隧道照明。v 1938年，美國(guó)的英曼發(fā)明了現(xiàn)在廣泛使用的熒光燈。這種燈通過(guò)用水銀電弧放電發(fā)出的紫外線照射涂敷在燈管內(nèi)壁的不同熒光粉而發(fā)出不同顏色的光。通常，白色熒光燈用

25、得最多。7電力設(shè)備的歷史電力設(shè)備的歷史v 可以說(shuō)，1820年奧斯特所發(fā)現(xiàn)的電磁作用就是電動(dòng)機(jī)的起源。v 而1831年法拉第所發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)就是發(fā)電機(jī)的變壓器的起源。v （1）發(fā)電機(jī)v 1832年，法國(guó)人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機(jī)，其原理是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)永磁體使磁通發(fā)生變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并把這種電動(dòng)勢(shì)以直流電壓形式輸出。v 1866年，德國(guó)的西門(mén)子發(fā)明了自勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)。v 1869年，比利時(shí)的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)是用水力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的，經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn)，于1847年得到了3。2KW的輸出功率。v 1882年，美國(guó)的戈登制造出了輸出功率447KW，高3米

26、，重22噸的兩相式巨型發(fā)電機(jī)。v 美國(guó)的特斯拉在愛(ài)迪生公司的時(shí)候就決心開(kāi)發(fā)交流電機(jī)，但由于愛(ài)迪生堅(jiān)持只搞直流方式，因此他就把兩相交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的專利權(quán)賣給了西屋公司。v 1896年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機(jī)在尼亞拉發(fā)電廠開(kāi)始勞動(dòng)營(yíng)運(yùn)，3750KW，5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。v 1889年，西屋公司在俄勒岡州建設(shè)了發(fā)電廠，1892年成功地將15000伏電壓送到了皮茨菲爾德。7電力設(shè)備的歷史電力設(shè)備的歷史v（2）電動(dòng)機(jī)v1834年，俄羅斯的雅可比試制出了由電磁鐵構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)。1838年，這種電動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)了一艘船，電動(dòng)機(jī)電源用了320個(gè)電池。此外，美國(guó)的文波特和英國(guó)的戴比德

27、遜也造出了直流電動(dòng)機(jī)（1836年），用作印刷機(jī)的動(dòng)力設(shè)備。由于這些電動(dòng)機(jī)都以電池作為電源，所以未能廣泛普及。v1887年，前面所講過(guò)的特斯拉兩相電動(dòng)機(jī)作為實(shí)用化感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展計(jì)劃開(kāi)始啟動(dòng)。1897年，西屋公司制成了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，設(shè)立專業(yè)公司致力于電動(dòng)機(jī)的普及。7電力設(shè)備的歷史電力設(shè)備的歷史v（3）變壓器v發(fā)電端在向外輸送交流電的時(shí)候，要先把交流電壓升高，到了用電端，又得把送來(lái)的交流電壓降低。因此，變壓器是必不可少的。v1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)磁可以感應(yīng)生成電，這就是變壓器誕生的基礎(chǔ)。v1882年，英國(guó)的吉布斯獲得了“照明與動(dòng)力用配電方式”專利，其內(nèi)容就是將變壓器用于配電，當(dāng)時(shí)所用的變壓器是磁路開(kāi)

28、放式變壓器。v西屋引進(jìn)了吉布斯的變壓器，經(jīng)過(guò)研究，于1885年開(kāi)發(fā)出了實(shí)用的變壓器。v此外，在此前一年的1884年，英國(guó)的霍普金森制成了閉合磁路式變壓器。7電力設(shè)備的歷史電力設(shè)備的歷史v（4）電力設(shè)備和三相交流技術(shù)v兩相交流電是用四根電線輸電的技術(shù)。德國(guó)的多勃羅沃爾斯基在繞組上想出了竅門(mén)，從繞組上每隔120度的三個(gè)地方引出抽頭，得到了三相交流電。1889年，利用這種三相交流電的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，制成了功率為100W的最早的三相交流電動(dòng)機(jī)。v同年，多勃羅沃爾斯基又開(kāi)發(fā)出了三相四線制交流接線方式，并在1891年的法蘭克福輸電實(shí)驗(yàn)（150VA三相變壓器）中獲得了圓滿成功。8電子電路元器件的歷史電子電路元器件

29、的歷史v當(dāng)代，是包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的電子學(xué)繁榮昌盛的時(shí)代，其背景與電子電路元器件由電子管-晶體管=集成電路的不斷發(fā)展有著密切的關(guān)系。v（1）電子管v電子管是沿著二極管-三極管-四極管-五極管的順序發(fā)明出來(lái)的。v二極管：前面曾經(jīng)講過(guò)，愛(ài)迪生發(fā)現(xiàn)了電燈泡燈絲發(fā)射電子的“愛(ài)迪生效應(yīng)”。1904年，英國(guó)人弗萊明受到“愛(ài)迪生效應(yīng)”的啟發(fā)，發(fā)明了二極管。v三極管：1907年，美國(guó)的福雷斯特發(fā)明了三極管。當(dāng)時(shí)，真空技術(shù)尚不成熟，三極管的制造水平也不高。但在反復(fù)改進(jìn)的過(guò)程中，人們懂得了三極管具有放大作用，終于拉開(kāi)了電子學(xué)的帷幕。v振蕩器也從上面所講過(guò)的馬可尼火花裝置發(fā)展為三極管振蕩器。三極管有三個(gè)電極，陽(yáng)極，陰極和設(shè)置在