当前课程知识点:汽车行走的艺术 > 第六章 电动风云 > 6.1 电池篇 > 6.1.1 起电机
人类对电学的研究
始于对自然现象的观察
中国远古有雷公电母的神话传说
其中 雷公负责声学 电母负责光学
在繁体字的电和雷的下方
显示了闪电的形状
雷下面的田表示的是鼓
在繁体中有四个鼓
表示打雷好像是群鼓激扬
我国古代文献《诗经》中有云
烨烨震电 不宁不令
《礼·月令》中有云 雷而发声 始电等文字
明确记载了雷电现象
古代八卦中更是将雷单列为震卦
显示了先人们对雷电现场的重视
西方名著《荷马史诗》
以及《圣经(旧约)》等古代外国文献
也有大量雷电现象的描述
不过对于雷电的科学探索
还要等到富兰克林著名的风筝实验
我们将在稍后进行介绍
先人们观察到的另一个电现象是摩擦起电
西汉末年
《春秋纬·考异邮》中有云
玳瑁吸的记载
它告诉人们经过摩擦的玳瑁
能够吸引微小的物体
《三国志·吴书》中琥珀不取腐芥
和陶弘景《名医别录》中
琥珀惟以手心摩热拾芥为真的记载
说明当时已经初步可以分清
哪些物质被吸引
哪些物质不被吸引
晋代张华在其《博物志》记录
今人梳头 脱着衣时
有随梳 解结有光者 也有咤声
显示已经观察到摩擦起电中伴有声 光等现象
外国名著《奥德赛》中记载有云
福尼西亚商人将琥珀项链作为珍宝献给西拉女王
因为当时人们发现摩擦琥珀时会发出电光
感到非常神奇 视其为珍宝
公元前六世纪前后
古希腊妇女出门喜欢穿柔软的华贵衣服
在胸前佩戴有琥珀的首饰
但她们发现 无论擦得多么干净
首饰上很快就会吸上灰尘
非常令她们苦恼
为此 她们去请教大学者泰勒斯
作为希腊七贤之一
泰勒斯非常严谨
细致的对此现象进行了研究
他发现用毛皮摩擦过后的琥珀
能够吸引绒毛等小东西
认为琥珀有吸引微小物体的内在能力
他将其称为琥珀力
近代对电的科学探索
始于被誉为电磁学之父的英国大学者吉尔伯特
他曾于1600年撰写巨著《磁石论》
论断地球就是块大磁石
吉尔伯特在系列研究中
发现除了琥珀以外
硫磺 玻璃 云母 水晶等物体
也具有摩擦起电特性
他认为摩擦是使物体产生吸力的原因
并根据希腊文的译音
称其力为electricam 也就是琥珀的意思
1646年 布朗宁将拼写改为electricity
创造了电的英文拼写
直到现在依然使用
1851年 我国将其译为电
从而赋予汉字电新的内涵
摩擦电一般不太明显
那么能否设计出能产生大量电荷的装置
从而进一步利用电呢
这种装置后被称为摩擦起电机
最早对摩擦起电机进行研究的学者
是德国物理学家格里克
格里克曾在军队中以工程师身份服役
1647年~1676年之间 30年间担任马德堡市市长
在担任市长期间
以热心服务市民和科学研究而闻名全球
1650年发明了活塞式真空泵
即往复式真空泵
他利用这一发明
于1657年设计并进行了
著名的马德堡半球实验
相信大家耳熟能详
在1660年某天傍晚
当他用手指拈住一块刚摩擦过的琥珀时
好像听到了一声微小的啪啪的声音
他觉得好奇怪
又连续做了几次
这时的天已经完全黑了
当他再次用手拈住琥珀时
在听到噼啪声同时又看到了很微弱的闪光
他想这噼啪声和闪光可能是一部分电被释放出来
但声音太轻 闪光太弱 无法证实
如果希望放大效果
则需要一块很大的琥珀
以便让它带有更多的电荷
然而当时大块的琥珀非常昂贵
他不得不寻找琥珀的替代品
他做过了很多的尝试
最后发现硫磺可以替代琥珀
于是1663年最终研制成功
世界第一台起电机硫磺球起电机
他拿来一个足球大小的球形烧瓶
里面装满了黄色的硫磺碎块
用火加热到硫磺全部融化
同时不断向瓶中增添硫磺
直到烧瓶里充满硫磺溶液
然后向烧瓶正中插入一个圆木柄
等待硫磺冷却后
就把外面的烧瓶敲碎掉
这样就得到一个带有木柄的黄色硫磺球
他把硫磺球放在一个木制托架上
使它可以自由转动
然后用一只手握住手柄
使球绕轴旋转
另一只手按在球上
随球不停地转动
硫磺球表面就因摩擦而生电
充满大量的电荷
这是世界上第一个经过摩擦
而得到大量电荷的器件
能够产生较为响亮的噼啪声
和较为明亮的闪光
即使是在白天也可以清晰的看见
从此 摩擦起电机便引起了大众的兴趣
并进行了一些搞笑 甚至荒唐的尝试
比如说有这样一个有趣的例子
某人在一个大木轮上装上了很多叶片
在叶片端头嵌上了若干个琥珀
然后把自己家中的猫绑在轮子下面
随着轮子的旋转
一块块琥珀不停的摩擦猫背
于是猫背毛皮就不断因摩擦而闪烁电火花
希望用这种原始而又近乎荒唐的方法
来获取少得可怜的电荷
1705年英国人霍克斯比
根据格里克起电机的原理
制成了非常吸引眼球的玻璃球起电机
他用一个带柄的中空玻璃球
取代了实心的硫磺球
当人的手按在旋转的玻璃球上时
球内部的空间区域
就不停地闪烁着不太明亮的电火花
由于电光透过透明的玻璃球壁
霍克斯比居然可利用它
在暗室里读书 写字
这个物体也被视为最早的电灯
1742 年苏格兰人戈登
进一步改进了摩擦起电机
他用圆柱代替了玻璃球
并提高了转速
可以达到每分钟 680 圈
因此能产生强烈的火花
甚至可以杀死一只小鸟
1745 年另一位苏格兰人温克勒
把玻璃管装在用脚踏板踩动的轴上
这样可用脚踏代替手摇
并用安装在弹簧上的皮革垫子
代替干手掌摩擦玻璃柱
他用改进后的起电机
在很多人的集会上用来表演
他用产生的火花来点燃酒精灯
并且从人的手指上产生火花 非常吸引眼球
1882 年英国人维姆胡斯
发明了圆盘式静电感应起电机
其中两同轴玻璃圆板可反向高速转动
两圆板之间有空隙
圆板外侧贴有若干铝片
这种起电机摩擦起电的效率很高
并能产生高电压 因此一直沿用至今
-1.1 从“车”谈起
-1.2 王者之车---指南车
-第一章测试 绪论
-2.1 察车自轮始
-2.2 人力车概述
-第二章测试 鸿蒙初辟
-3.1 马与马车
-3.2 车马礼仪
-3.3 其它
-章节测试--作业
-4.1 蒸汽机萌芽
-4.2 蒸汽机诞生
--4.2.1 巴本
-4.3 蒸汽机变革
-4.4 蒸汽汽车
-章节测试--作业
-5.1 探索与问世
-5.2 内燃机原理
-5.3 内燃机汽车
--5.3.5 悬架
-章节测试--作业
-6.1 电池篇
-6.2 电机篇
-6.3 整车篇
-章节测试--作业