正文 264 物理學之電學 4 文 / 月之輪迴

    3.燃料電池

    1939年，英國人格羅夫發現氧和氫的反應中有電能產生，並由實驗證明了燃料電池的可能性。也就是說，電解水的時候消耗了電能而生成了氧和氫，反過來，從外部給陽極一側送入氧，給陰極一側送入氫，就能夠產生電能和水。

    格羅夫當時只是做了實驗，並未實用化。1958年，劍橋大學（英國）製成了5kw的燃料電池。

    1965年，美國ge公司成功地開發出了燃料電池，這個電池就安裝在1965年的載人飛船雙子星5號上，用於供給宇航員飲用水的飛船電能。1969年登上月球的阿波羅11號飛船上的電源也使用了燃料電池作為飛船內電源。

    4.太陽能電池

    1873年，德國人西門子發明了用硒和鉑絲製成的光電池。現在照相機曝光表上所用的就是這種硒光電池。

    1945年，美國的夏品發明了硅太陽能電池，這是一種當太陽光或燈光照到其pn結上時能產生電能的元件，廣泛用於人造衛星，太陽能汽車，鐘錶，台式計算器等。提高這種元件轉換效率的研究與開發工作仍在進行中。

    6.照明的歷史

    18世紀60年代由英國興起的產業革命使工廠進入了連續加工，批量生產的時代，夜間照明成了重要問題。

    前面已經講過，英國人戴維1815年曾做過用2000個伏打電池產生電弧的有名實驗。

    1.白熾燈泡

    1860年，英國人斯旺把棉線碳化後做成燈絲裝入玻璃泡裡，發明了碳絲燈泡。

    然而，由於當時的真空技術不高，點燈時間不能過長。時間一長，燈絲就會在燈泡裡氧化而燒掉。

    斯旺所想到的白熾燈泡的原理是現在的白織燈的起源。隨著燈絲研究和真空技術的進步，白熾燈最終達到了實用化。從這點不說。斯旺的發明是一項大發明。

    1865年，施普倫格爾為研究真空現象而開發出水銀真空泵。斯旺知道這件事後。就在1878年把玻殼內的真空度提高，又在燈絲上下了一番功夫。他先把棉線用硫酸處理，然後再碳化，最後，他公佈了斯旺燈泡。斯旺的白熾燈泡曾在巴黎萬國博覽會上展出。

    1879年，美國的愛迪生成功地把白熾燈泡的壽命延長到了40小時以上。1880年，愛迪生發現竹子是做白熾燈燈絲的優良材料，就把日本。中國，印度的竹子收集起來反覆進行實驗。

    愛迪生把部下穆爾派到日本，在京都的八幡尋找優質竹子，若乾年後，用八幡竹子製造出了燈絲。為了製造這種竹燈絲的燈泡，1882年他在倫敦和紐約成立了愛迪生電燈公司。

    在日本，1886年（明治19年）東京電燈公司成立，明治22年起，一般的家庭開始用上了白熾燈泡。

    1910年，美國的庫利廳用鎢絲做燈絲。發明了鎢絲燈泡。

    1913年，美國的蘭米爾在玻殼裡充入氣體以防止燈絲蒸發，發明了充氣鎢絲燈泡。

    1925年。日本的不破橘三發明了內壁磨砂燈泡。

    1932年，日本的三浦順一發明了雙螺旋鎢絲燈泡。

    正是由於上述的不斷探索，今天我們才能享受白熾燈照明的日常生活，想起來真是漫漫長路啊。

    2.放電燈

    1902年，美國的休伊茲特在玻殼內裝入水銀蒸氣，發明了弧光放電汞燈。由於這種汞燈在汞蒸氣的氣壓較低時發出了紫外線較多，所以常作為殺菌燈使用。而當水銀氣壓較高時，可發出很強的可見光。

    現在廣泛用於廣場照明和道路照明的高壓汞燈所發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塗敷在玻殼內壁的螢光材料上所發出的光。

    1932年。荷蘭菲利浦公司開發出了波長為單色的鈉燈，這種燈廣泛用於公路的隧道照明。

    1938年。美國的英曼發明了現在廣泛使用的螢光燈。這種燈通過用水銀電弧放電發出的紫外線照射塗敷在燈管內壁的不同螢光粉而發出不同顏色的光。通常，白色螢光燈用得最多。

    7.電力設備的歷史

    可以說。1820年奧斯特所發現的電磁作用就是電動機的起源。

    而1831年法拉第所發現的電磁感應就是發電機的變壓器的起源。

    1.發電機

    1832年，法國人畢克西發明了手搖式直流發電機，其原理是通過轉動永磁體使磁通發生變化而在線圈中產生感應電動勢，並把這種電動勢以直流電壓形式輸出。

    1866年，德國的西門子發明了自勵式直流發電機。

    1869年，比利時的格拉姆製成了環形電樞，發明了環形電樞發電機。這種發電機是用水力來轉動發電機轉子的，經過反覆改進，於1847年得到了3。2kw的輸出功率。

    1882年，美國的戈登製造出了輸出功率447kw，高3米，重22噸的兩相式巨型發電機。

    美國的特斯拉在愛迪生公司的時候就決心開發交流電機，但由於愛迪生堅持只搞直流方式，因此他就把兩相交流發電機和電動機的專利權賣給了西屋公司。

    1896年，特斯拉的兩相交流發電機在尼亞拉發電廠開始勞動營運，3750kw，5000v的交流電一直送到40公里外的布法羅市。

    1889年，西屋公司在俄勒岡州建設了發電廠，1892年成功地將15000伏電壓送到了皮茨菲爾德。

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    bsp;2.電動機

    1834年，俄羅斯的可比試製出了由電磁鐵構成的直流電動機。1838年，這種電動機開動了一艘船，電動機電源用了320個電池。此外，美國的波特和英國的戴比德遜也造出了直流電動機（1836年），用作印刷機的動力設備。由於這些電動機都以電池作為電源，所以未能廣泛普及。

    1887年，前面所講過的特斯拉兩相電動機作為實用化感應電動機的發展計劃開始啟動。1897年，西屋公司製成了感應電動機，設立專業公司致力於電動機的普及。

    3.變壓器

    發電端在向外輸送交流電的時候，要先把交流電壓升高，到了用電端，又得把送來的交流電壓降低。因此，變壓器是必不可少的。

    1831年，法拉第發現磁可以感應生成電，這就是變壓器誕生的基礎。

    1882年，英國的吉布斯獲得了「照明與動力用配電方式」專利，其內容就是將變壓器用於配電，當時所用的變壓器是磁路開放式變壓器。

    西屋引進了吉布斯的變壓器，經過研究，於1885年開發出了實用的變壓器。

    此外，在此前一年的1884年，英國的霍普金森製成了閉合磁路式變壓器。(未完待續)