电气工程的发展历程讲解
古希腊人在很久以前就知道如何发电。公元前600年,米利都学派的泰勒斯观察到了一个有趣的现象。当用毛皮摩擦希腊人称之为elektron的琥珀时,琥珀可吸住一些轻的物体。但是直至19世纪,人们才发现了电磁学原理,并用数学方式加以描述。汉斯·克里斯蒂安·奥斯特、迈克尔·法拉第和詹斯特·克拉克·麦克斯韦尔等人通过大量试验为这一领域奠定了理论基础。
电的实际应用起始于电报。1856年,维尔纳·冯·西门子设计了H型电枢。在用这种电枢发电报时,通过摇动手柄可以产生较强的的电流脉冲。10年后,这项发明成为维尔纳在电气工程领域最有意义的成就:即1866年发现的发电机工作原理。
发电机的出现,使得利用其它的能源经济、简便地发电成为可能。发电机可以将机械能转变成电能,且耗低廉。这项发明具有划时代的意义,为我们今天的电气工和奠定了基础。
西门子发明的发电机
第一台发电机是由H型电枢机转变而来的:永久性磁铁与两块绕有纵向磁场线圈的绕组放在一起,以产生磁场。软铁架和体积较大的带有两个半圆形整流器的H型电枢被保留下来。增加了两个极靴,环抱着电枢,只留下极小的空间需要找到正确的磁配置来启动发电机和触发自励磁。可允许存在少量漏磁,因为在空气间隙中需要有很强的磁场。
大约经历了十几年的时间,人们才克服了发电机在一开始时所遇到的问题。然而一量它成熟了,强电工程就以迅猛的速度发展,产生了一项又一项成功的创举:1879年,第一台电力机车在柏林贸易展览会上展出;同年,第一批路灯安装在柏林的皇帝画廊大街;1880年,在曼海姆建造了第一部电梯;1881年,世界上第一辆有轨电车在柏林--利赫特菲尔德投入使用。此时,已经再没有什么能够阻挡电在社会各领域中的大规模使用。
西门子电气公司研制的第一台电气机车
1853年纽约世博会上,奥的斯展示“电梯”的场景
后来,西门子的名字成为电气工程的同义词。甚至德文的电气Elektrotechnik一词也是维尔纳·冯·西门子创造的。在1879年他写给邮政总局局长冯·斯特凡的信中曾首次使用了这一词汇。