化学电池的力量很弱,无法提供充足的能量。以及无法实现其他能源转换为电能。
电是很好的东西,可人们最开始对电能的获取一无所知,束手无策。
这之前,法拉第的老师已经捣鼓了很久这个电和磁,也包括其他人也在捣鼓这个。
很多人的思维停滞在静态产生电,比如用静态的磁铁,相对静止的如何产生电流。结果毫无进展。这个停滞,停滞了十年之久。

1831法拉第首先用直流线圈产生磁场并在另外的线圈中感生了电流。中间考虑用铁增强磁的耦合。
这有点类似今天的交流变压器。初级和次级。只是当时,没有交流电,是直流的电池,只是在开关的接通和断开瞬间,因为瞬态变化产生了磁场变化,产生了短暂的电流。这一点,我猜,不是只有他一个人发现。不同的是,法拉第并未放弃对这个暂态的扩大化,一般化研究。他的结论就是:变化,改变。改变电流,改变磁场。他成功就在于这个变化。

之后做通过静态磁场产生电流的实验,因为自己手上的磁铁太弱,用磁铁效果不明显。后面到大学借了一个很大的磁铁做切割磁力线的实验,效果很明显,算是成功了。所以别小看磁铁中间一个铜环这个实验有多简单。当初可是有多少人尝试和失败过的。1831年法拉第可重复性地成功实验了用转动的线圈,在磁铁的磁场中旋转,获得了电流。
理论上一个线圈切割地球磁场也能感生出电流,问题是会太弱了。
现在我们有种好的磁铁就是钕铁硼强磁铁。这个在自己用线圈产生电流的实验中,尤其重要。因为它磁力强,效果很明显。
我们在手摇发电机模型中可以看到,我们摇动发电机通过齿轮,提升了发电机转动的速度,才能发出足够的电力,可以想想,如果转动缓慢,发电很微弱,连一颗只需要零点几毫安的发光二极管都点不了,更别说点亮小灯泡了。但是,灵敏达到1uA的电流表能检测出比较弱的发电效果。但是低于0.3uA,电流表偏转特别小,也不容易观察到,当然发电量太小主要是在科学上也不令人信服。这是法拉第之前很多人无法得出结论的主要原因。失败者应该也观察到过短暂的现象,但是不可以再现或者重复发出较大的实用的电力。
本质:
我们观察交流变压器,这是近代常用的一个电力设备。它的初级电流变化,在次级感应出电流。它既没有线圈的旋转,也没有磁场的旋转,它的传递过程实际上磁通的变化。线圈切割磁力线也好,磁铁切割线圈也好,这是机械运动改变了器件位置,将这个变化的能量转换成了电力。
可能一个手摇发电机并没有什么感觉。
如果是线圈带上负载后,摇动会感觉到很大的阻力。这就是线圈对运动产生了反作用力。
所以为什么我们早期的发报机的手摇发电机只能发到几十瓦的电力。
另外一个比较明显的就是柴油发电机用于电焊时,电焊搭接的瞬间,柴油机会非常吃力,发出非常低沉的声音。因为搭接瞬间,电流过大。
历史意义:
电磁感应,创造性地开创了机械能,风能,内热能等其他能量转化为电力的途径。让人们获得澎湃的电力用于生产。过去电只能用于一些有趣的实验演示。和这之后,电力用于生产,通讯,和现代化电器,是截然不同的进步。
实用的发电机:
1832有手摇发电机出来。
1866西门子制作成实用的发电机。计算一下,科学原理到实用普及,需要很长的时间。
下一节,我们将讲述几张手摇发电的装置的制作。切身感受一下发电的乐趣和神奇。
