愛迪生(2)_學達書庫

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　　電工技術發展的第二時期（1831年—1867年）有關電的知識進一步擴大了，而且技術上利用電流的許多問題也得到了實際解決。第二時期是以法拉第的卓越發現（電磁感應的發現）開始的。愈來愈多地利用感應現象過程是在這一時期度過的。電磁感應的發現，過去是現在依然是全部物理學史中的最主要的階段之一。所有現代的「強電流電工技術」，即照明、電解和電熱過程，機械能的產生和其他電的動力應用，都是以法拉第的發現為其淵源的。帕韋爾·利沃維奇·希林格由於把擴程器用作按一定電碼傳送脈衝的指示器，遂於1828年—1832年創造出了合乎實用的電磁電報機。在這一時期末，歐洲大陸和北美洲大陸上都佈滿了密集的電報線路網。使用了專門設計出來的水底電纜進行起鋪設穿越大面積水域的電報線路的試驗來。起初，電報電纜鋪設在穿過河下的不大的距離上；這對於弄清電纜在水下的工作條件和改進絕緣情況，具有特別重要的意義。

　　1850年，電纜曾穿過英吉利海峽鋪設過去，但在過了一年以後，才得到良好的通訊效果。1856年，為籌劃在英國和美國之間進行電報通信而組織了大西洋電報公司。該公司擁有雄厚的資財，它吸收了大批科學人才參加它的工作；威廉·湯姆生（開耳芬）領導了建設這一巨大工程的技術工作。1866年，這個公司在為排除大量事故而付出了10年艱難勞動之後，歐美間的電報通信終於建立起來了。這一條3600公里（1900海裡）遠的電纜的敷設，是一個特別重要的電工技術的實地訓練：它引導人們去研究和解決在遠距離線路上電流傳導的許多特殊問題，並去詳細研究電氣安裝技術的實際問題。一些偉大理論家（開耳芬等人）和許多實踐家都參加了電報技術方面的工作。電報傳送數量增加和電報傳送距離增大，就要求強化線路的利用率（所謂複用）。於是就研究出了各種自動化的和多路同步電報系統。電報技術也要求改進伽伐尼電池這種供電電源，而採用了丹尼爾、格羅夫和本生等人的電池。

　　1859年普蘭捷發明了鉛蓄電池，把它作為電流的次級電源使用。電報機構造的發展，對於制定和建立國際電單位制起了重要作用（這一工作早在40年代就開始了，但到1860年由英國科學促進會委員會初次把建立電單位制作科學基礎之前，一直是困難重重極不協調地進行著）。電報技術的發展促進了電測量技術的建立和完善，以及測量儀器的製造。電報技術的經驗也被利用來製造電氣自動學和遙控機械學的電路、儀錶和裝置。這一時期詳細研究了如弧光燈的自動調整器的主要類型，以及許多電磁裝置、電機裝置、電熱裝置和諸如此類的演示裝置。有一點很重要，需要提出來，即1860年進行了製造電話機的最早嘗試，而德國教師菲力浦·賴斯的試驗是最有名的。

　　電報技術是在電工技術發展的這一階段中運用電的最主要方面，它沒有利用電磁感應現象就迅速發展起來了。製造電動機也是這樣，可以根據純電磁原理製造出來。但發明家們卻未取得任何良好的效果。問題在於這種電動機需要強大和穩定的電源，伽伐尼電池組不能保證這種電動機的用電量，而靠感應原理工作的發電機才是這樣的電源。但這種發電機到1870年才製造成功。電報技術在這一時期已經成為技術上得到精湛研究、在實踐中得到廣泛應用的一個部門。這個時候電工技術的其他一些部門卻還處在用試驗性裝置進行研究和探討階段。1838年鮑裡斯·謝明諾維奇·雅科比院士發明了電版術。在很多城市興辦起了鍍銀鎳等的電鍍作坊。電解電鍍術在電工技術發展的第三時期依靠格拉姆（1870年）、赫失納—阿利捷涅克（1873年）等人製造出質量高的發電機後才得以全面發展。

　　就在這個時期，有人做了一些利用電流進行電熱作用的試驗。但繼電報術之後最引人關注的和最有意義的事，應屬電力照明問題了。對於這一問題來說，電工技術發展的第二時期是它的重要的準備階段。在上個世紀70年代，電力照明的設想成了現實，雖然最初電照明的普及由於電能價格昂貴而受到限制。電照明的歷史，將在專論托·阿·愛迪生致力於改進白熾燈的一章裡予以詳細的闡述。我們在這裡僅僅指出，在電工技術發展的第二時期，主要類型的弧光燈已被創造出來，並進行了試驗；許多白熾燈的結構已提出來了；稀疏氣體放電管（蓋斯勒電管）已製成並試驗了。當時，作了大量試驗性材料的準備，以便研究解決實際運用電照明所不可缺少的重要條件：必須保證照明設備有可靠的廉價的電源。這種電源就來自那種根據法拉第所發現的電磁感應原理而工作的發電機。

　　電機製造業經過了電磁發電機製造階段；然後又經過了電磁和他激發電機製造階段，終於在1867年採用了自激原理，根據這一原理，可以製造出優質直流發電機。這個階段就介於電工技術發展的第二時期和第三時期之間。我們在這裡只能根據電的技術運用的進步觀點，來評述電工技術發展的「法拉第階段」（1831年—1867年）。而電學和磁學方面的科學進步，我們只能扼要地提一提。需要指出的是，由克希荷夫所確立的分支電路定律；韋伯和高斯在磁學方面的著作；能量守恆定律和能量轉換定律的確立；電流的熱效應定律（焦耳—楞次定律）的確立；以及法拉第在電解定律、抗磁現象定律等，是這方面所進行的廣泛研究。

　　麥克斯韋在這一時期詳細研究了電學和磁學的理論。這種理論在稍晚一些時候，即在電工技術發展的第三時期剛一開始，便為廣大科學家們所熟悉。整個第二時期就是從技術上廣泛利用電脈衝時期，也就是真正實現「非動力的」運用電並在照明、傳動和運輸方面，在技術操作過程中準備開始廣泛地把電流用作動力的時期。電磁感應的發現和利用發電機磁場內的導線移位法獲取電能的可能性，使電流轉變為動力完全成了現實。在整個第二時期期間，只有直流電得到了實際運用；人們對交流電持懷疑和警惕的態度。因為當時對交流電很少研究，而且運用也有限。第一批生產電器、儀錶和機器的企業出現了。因為架設電報線路的工作在當時具有重要的意義，所以電氣工業企業基本上是生產電線、電纜、絕緣材料、電報機、電磁鐵、繼電器、伽伐尼電池、某些類型的測量儀器（主要是測量電阻、電流強度和電動勢的測量儀器）。電機的生產有其獨特性；既沒有成批生產，更沒有大量的生產。弧光燈這時製造量相對總是比較多的，型號也很多，但卻沒有一種型號能成批生產。

　　當時人們是否都足夠清楚地瞭解到，電給技術和人類的生活會帶來哪些巨大的變化呢？對這一點人們是日益明確起來了。電工技術方面的發明申請書數量和專利特許證頒發出的數量，正在異常迅速地增長。美國專利部門在1849年的報告書中表明，電在不久將來就要得到各種各樣的運用，電的運用比起當時許多人為尋找幸福而湧向的加利福尼亞砂金礦，更能促使人們發財致富。這個報告書指出，電除了供電報通信外，「還可以從發出地被迅速輸送到遠方，可以開動陸地上的車輛、水上的船隻，可以使各種生產機器動起來，可以參與農業或家務勞動」。

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