登陆注册
21235000000004

第4章 神奇的电世界(2)

第一批生产电器、仪表和机器的企业出现了。因为架设电报线路的工作在当时具有重要的意义,所以电气工业企业基本上是生产电线、电缆、绝缘材料、电报机、电磁铁、继电器、伽伐尼电池、某些类型的测量仪器(主要是测量电阻、电流强度和电动势的测量仪器)。电机的生产有其独特性;既没有成批生产,更没有大量的生产。弧光灯这时制造量相对总是比较多的,型号也很多,但却没有一种型号能成批生产。

当时人们是否都足够清楚地了解到,电给技术和人类的生活会带来哪些巨大的变化呢?对这一点人们是日益明确起来了。电工技术方面的发明申请书数量和专利特许证颁发出的数量,正在异常迅速地增长。美国专利部门在1849年的报告书中表明,电在不久将来就要得到各种各样的运用,电的运用比起当时许多人为寻找幸福而涌向的加利福尼亚砂金矿,更能促使人们发财致富。这个报告书指出,电除了供电报通信外,“还可以从发出地被迅速输送到远方,可以开动陆地上的车辆、水上的船只,可以使各种生产机器动起来,可以参与农业或家务劳动”。

电工技术发展的第三时期是从1867年到1891年。这一时期,是以在电磁感应现象和自激原理(直流发电原理)的基础上创制出格拉姆发电机时开始的。格拉姆发电机比用伽伐尼电池,能更便于保证电能生产;同时,感应方法比伽伐尼电池能提供出更加廉价的电能。格拉姆环形电枢发电机证明新发电方法是优越的。在这种发电机之后,又出现了更为完善的圆筒形电枢发电机(赫夫纳—阿利捷涅克,1873年),而且这些发电机的结构形式也因发明人的不同而各异。直流电机的功率在不断增大;随之又出现了更加完善的型号即多极电机。在七十年代后五年里,巴·泥·亚布罗齐柯夫悉心研究,开始制成单相交流发电机。

这样,最主要的问题解决了:由于电力不足、价格昂贵所造成的电工技术发展中的种种限制解除了。

电工技术发展第二时期(1831年—1867年),是“弱电流电工技术”也就是电能非动力运用的极盛时期,也是“强电流电工技术”即电能的动力运用开始深入研究的时期。在第三时期(1867年—1891年)非动力运用(电报术、电话术、电信号设备、闭路装置、自动装置、遥控等)得到了进一步发展,而在动力运用方面,从试验阶段转为直接实际运用。

整个第三时期,基本上是在运用直流电的标志下过去的;只是由于亚布罗齐柯夫电烛的发明,单相交流电才得到了运用。在这一时期末,单相交流电在解决了电能集中生产和远距离输送问题的情况下,才开始发挥巨大作用。

究竟有哪些用电的部门,在这时已经形成并巩固下来了呢?首先应当提到的是电照明。弧光灯作为一种光源,从设计上说在某种程度上已达到可以广泛实际运用的地步;因为不仅成功地创造出了许多效能很好的自动调节器系统,而且也解决了当时视为十分复杂的“电流分配问题”,即在一条电路上任意数目的弧光灯(契柯列夫、赫夫纳—阿利捷涅克的差动弧光灯)同时工作的问题。

这时涌现出了一批城市,它的街道、胡同和广场都有电照明。例如,美国的沃巴什市(印第安纳州)的所有室外照明全部使用弧光灯。1885年,俄国的皇村(现叫普希金镇)的街道、住宅和公共场所全都用电灯照明。看来,这是历史上第一次实现了整个城市照明设施全部电气化。

巴维尔·尼古拉耶维奇·亚布罗齐柯夫在这一时期(1876年—1881年)的工作获得了卓越成就,而且对提高电照明的研究兴趣产生了巨大影响;他所发明的电烛使首都和一些大城市的公共场所和街道、港湾、码头、沿河街、公园和戏院等地方,有可能安装大量电照明设备。

发明家早就试图制造出白炽灯。第一批电灯还在上个世纪40年代和50年代就已创制出来。而在电工技术发展的第三时期,终于制造出了完全适合于大量实际运用的电灯。白炽灯已被广泛运用了,它使整个照明技术发生了革命,它对电工技术的发展产生了巨大影响。与此同时,提出了一系列新的任务,而其中最主要的任务是:电能的集中生产和用输电线把所需数量的电能输送给消费者。在整个这一时期内,各处都在建立电站;制造分配电能的设备以供应电站附近消费者;并进行远距离能量输送的试验。

对远距离能量输送问题的详细研究,导致了一场关于电流种类的极激烈的辩论。出现了彼此观点完全对立的两个阵营。直流电的拥护者们,持有相当有力的论据。当时,对直流电已进行了有效的研究并进行了广泛的试验。比较适宜于用交流电的亚布罗齐柯夫电烛,在一段时间内使交流电的拥护者占了上风,但随着亚布罗齐柯夫电烛的时过境迁,领先地位又转到直流电的拥护者方面。有利于直流电的主要论据是,直流电可能把蓄电池的设备作为该系统的主要元件加以应用;可以把夜间负载转换到蓄电池上,关掉发电机,节省原动机的机械能。在负载的高峰时候,可以接通蓄电池和发电机并联工作。当时人们认为,发交流电耗煤量要比发直流电耗煤量多一倍半,也就是说交流电比较贵;交流发电厂的额定功率应比配有蓄电池设备的直流发电厂的功率大。对此应当补充说明的是,最初人们并没有使一些交流发电机并联工作;发电厂的每一个发电机都为一定的消费者服务。当某一个交流发电机负载不足的时候,绝不能把它断开,而把负载转加到另外负载不足的发电机上。交流发电机并联工作,不是一蹴而成的。

人们对电能的需求不断增长,这样,直流电拥护者的阵地趋于巩固。直流电发动机便于操作,而合乎实际运用的单相交流电发动机当时还没有。这是普及交流电的严重障碍之一。由于对电能需求的增加和力求使电能的价格降低,人们理所当然地提出这样的愿望:建立大发电厂集中生产电能,并把电能远距离地输送分配给消费者。但这是一件需要进行专门研究和试验的崭新的工作。当时没有预料到在装备比现有功率还要大的发电厂时,会有多大的困难;另一方面,谁也没有仔细研究和弄清楚这个问题的另一方面:如何能以最小限度的损耗,把电能输送到远方去。

1880年,杰普列和拉钦诺夫经过研究很快就明确了,为减少线路的热损耗,电能应当在高压情况下输送,他们开始在直流电路进行实际试验,开始把由专门设计的发电机所发出的高压直流电输送到了远方。1882年,马尔谢利·杰普列用双线把电压为2000伏特的直流电,输送到距离为57公里的地方(由米斯巴赫至慕尼黑),这是一次重要的尝试。这种输送法的有效系数是低的,但这一尝试表明,把电能输送到这样远距离(当时被认为是很远的)去是可能的。为增加输电距离,就必须采用更高的电压,而当时做到这一点却是很困难的,因为绝缘技术当时还处于发展的初级阶段,而且当时还不能制造出电压高于6000伏特的发电机。

爱迪生和霍普金森提出了一个获得高压的新设想,即用把通常的工作电压(100—120伏特)的发电机串联起来的多线制。但这种方法仅适宜于在较短距离内输送能量,更何况,多线制提高了设备的造价。

在用高压直流电输电时,必须在线路的另一端给变电站的强力蓄电池设备充电;而用户也应得到工作电压的直流电能。如果采用交流电输电,输电问题的解决就大大地简化了。因为交流电电压通过了变压器可高可低。1885年,匈牙利工程师姆·杰里奥托·布拉季、卡罗伊·齐佩尔诺夫斯基研制出工业用型单相变压器,并提出把这些变压器并联起来使用。从此,用单相电流输电的问题就得到了合理解决。单相电流输电的设备开始制造出来,而且应用的电压也越来越高了。例如,富兰克林1887年在英国建立了杰普特福尔德发电厂,供给离电厂约有15公里远的伦敦商业区照明电;这里的电压是十千伏特。用单相交流电输电,任何时候都不能保证电传动,因为,单相电动机完全不适宜于用在电传动上。

这一时期,许多地方已开始建设中心发电站,开始远距离输送电能:电能成了商品。

利用直流电机可逆性原理,使人们能够以新的方式解决电动机问题。格拉姆、赫夫纳-阿利捷涅克(以西门子电机而著名的)以及其他一些人的发电机,在机器发动起来以后完全能保证电传动的需要。电能开始应用到工业传动装置上了,但还是在直流电的基础上。虽然这时人们已认清了电工业传动装置的巨大优越性,但电工业传动装置发展得还很缓慢。其原因在于单相交流电有其自身的矛盾:它有把电能输送到远方的优点,但也有完全不适宜于用来作传动的缺点。

为创造电气化运输工具曾进行过许多次尝试。从1879年起,这些工作就有系统地在进行着。而从80年代初起,无论是城市的电车路线,还是最初的电气铁路运输线,都投入了运行。

各种类型的电焊,首先是电弧焊接,被发明了出来,并成功地运用于实践中。电炉、电气升降机和运输装置制造出来了。电开始广泛深入到电化学工艺学(电解装置和其他装置)中去。

同类推荐
  • 雍正传

    雍正传

    他并非康熙最宠爱的子嗣,也绝非众人最看好的阿哥,但就是他得到了所有人都垂涎欲滴的皇位。雍正的登基,究竟是圣意还是人为?本书将带给你最为新奇的答案。
  • 圣者为王:王阳明的超凡之路

    圣者为王:王阳明的超凡之路

    王阳明心学的最大魅力就是要让人的内心完善和强大起来!如此一来,还有什么具体的困难是人所不能克服的呢?还有什么成功,是我们所可望而不可即的呢?一代大儒黄宗羲即道:“震霆启寐,烈耀破迷,自孔孟以来,未有若此深切著明者也。”诚然,不学阳明,我们还要学谁呢?
  • 拿破仑传

    拿破仑传

    本书描述了拿破仑叱咤风云的一生中经历过的各次重大战役及其辉煌的军事成就。拿破仑代表一个时代,被称为一代“军事巨人”,同时也是一个伟大的政治天才。他曾经占领过西欧和中欧的大部分领土,使法国资产阶级革命的思想得到了更为广泛的传播。作者通过对拿破仑心路历程的描述,使世人对他有了更加全面和深刻的认识。
  • 创业故事

    创业故事

    《创业故事》记录的主人公们,有下岗工人,有退伍军人,有大学毕业生,有普通职员,还有回乡农民。在这个放手让一切劳动、知识、技术、管理和资本的活力竞相迸发,让一切创造社会财富源泉充分涌流的创业时代里,他们的生活,都因自主创业而变得更精彩、更充实。
  • 上善若水善行天下——陈逢干的慈善人生

    上善若水善行天下——陈逢干的慈善人生

    本书以写实的手法记录了陈逢干先生成长的经历和慈善事迹,介绍了他童年的苦难,青年的勤劳,中年的坎坷,以及成功的经验,慈善的事迹和心得。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 无名至尊

    无名至尊

    【火爆新书】持剑少年,携手美人,勇闯八国。我要屹立,万山之巅,伸手触摸彩虹,挥手指点苍穹。(上推荐了!希望大家多多支持!点个收藏点个推荐!感谢与大家相遇相识在小说的世界里。)
  • 诸天万界行

    诸天万界行

    先有鸿钧后有天,神魔更在仙佛前?时有王宇挥笔化天地,笔动鬼神出,神观天地间。潮起潮落,日月沉浮,一个波澜壮阔的世界正在手中孕育…
  • 穿书女配怼天怼地

    穿书女配怼天怼地

    现代宅女一朝因为一句评论,就穿书了!穿的对象还是她最讨厌的角色恶毒女配云轻烟!
  • 废弃皇妃

    废弃皇妃

    一脚踏空的她穿越到了陌生的王朝,被他相救,为了报恩,她替他最爱的妹妹代嫁他国。她的夫君看起来温文儒雅,实则深藏不露,冷血腹黑。她淡然处之,他亦是对她不闻不问,却对她毫无信任可言,不管何事,总会往她身上扯,一再伤害。心不动,则不痛,可是当那伤害来临,心却痛了,不可遏制。[情节虚构,请勿模仿]
  • 国色天湘

    国色天湘

    以前,我是个屌丝,眼中只有苍井空,每天只会撸啊撸。生活就像一片迷雾,看不到希望。可是自从那一天,我遇见了她,我的生命便开始了新生,以前我是屌丝,但是以后我不是了,上帝不给我的,我要自己去夺取!女神有什么了不起的,不一样要拉屎!一样要吃饭!高富帅又怎么样?在我的地盘上,我说你是,你才是!我让你死,你就得死!谁让我难受一会,我就让谁难受一辈子!我要用我的方式去改变这个世界。正义凛然,邪义亦凛然!我站在风口浪尖,紧握住日月旋转;只为梦中的明天
  • 冥炎圣令:机甲风暴

    冥炎圣令:机甲风暴

    热血少年在一次偷偷尾随哥哥执行任务时,与其操控的机甲不幸被击沉在南海。两年前华夏界派出数位高层人物执行的SSS级任务正是在这片区域失踪。淘汰的古董级别K1-龙55机甲,却因此融合了域外高科技,热血少年也因此踏上了一条不归路。北方俄日界、南方越菲界、西方美欧界、东方印韩界,时刻想吞并华夏界攫取丰厚的资源跟能源,但岂能让其虎狼之辈如意?犯我华夏界者,虽远必诛!一块神秘的冥炎圣令,一台域外高科技主脑,一个热血的少年,自此掀开了华夏界的机甲风暴时代!
  • 矮人星上的矮人(翁贝托·埃科作品系列)

    矮人星上的矮人(翁贝托·埃科作品系列)

    当代最有趣的思想家翁贝托·埃科写给你我的未来之书。这个世界依然有瘟疫、冲突、战争、污染……但我们还是可以向往美好。《矮人星上的矮人》是意大利著名作家翁贝托·埃科(联合意大利著名画家欧金尼奥·卡尔米创作的三则科幻图文故事:《炸弹和将军》《三名宇航员》和《矮人星上的矮人》,世界观、地球观和宇宙观,这些看似深奥的话题,通过三个有趣的小故事和幽默谐趣的插画娓娓道来,简单却不失深刻,传达了两位作者对现代文明的警醒和对人类未来的思考。
  • 超神学院之劫

    超神学院之劫

    带来暗影的杀戮之力,用手中的刃来守护自己认为值得守护的东西
  • 我的总裁老婆大人

    我的总裁老婆大人

    杨斌和女友王玲玲到江海打拼。两人先后进入盛大集团。为了上位,王玲玲跟了公司副总万宝宝。杨斌被抛弃之后,却意外成了集团高层博亦的棋子,被集团副总裁梦云飞看上。梦云飞为了躲避家族联姻,竟然误打误撞与杨斌合租在了一起……