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1820年奧斯特成功地完成了通電導(dǎo)線能使磁針偏轉(zhuǎn)的實驗后，不少科學(xué)家進(jìn)行了進(jìn)一步研究，既然電能產(chǎn)生磁，那么磁能不能產(chǎn)生電呢？科學(xué)家安培就是這些研究者中的一個，他實驗的方法很多，但犯了根本性錯誤，實驗沒有成功。

另一位科學(xué)家科拉頓在1825年做了這樣一個實驗：把一塊磁鐵插入繞成圓筒狀的線圈中。他想，這樣或許能得到電流。為了防止磁鐵對檢測電流的電流表產(chǎn)生影響，他用了很長的導(dǎo)線把電流表接到隔壁的房間里。他沒有助手，只好把磁鐵插到線圈中以后，再跑到隔壁房間里看電流表指針是否偏轉(zhuǎn)。他的裝置是正確的，實驗的方法也是對的，但是他犯了一個實在令人遺憾的錯誤，這就是電流表指針的偏轉(zhuǎn)只發(fā)生在磁鐵插入或撥出線圈這一瞬間，一旦磁鐵插進(jìn)線圈不再運(yùn)動，電流表指針就會回到原來的位置。所以等他插好磁鐵再趕緊跑到隔壁房間里去看電流表時，無論怎樣快也看不到電流表指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。要是他有個助手，要是他把電流表放在同一個房間里，他就是個發(fā)現(xiàn)磁生電的人了。

在同一時期英國物理學(xué)家法拉第自1821年就開始了磁生電的研究。他用磁鐵與銅線圈做實驗，經(jīng)過了無數(shù)次失敗，但他沒有氣餒。1831年10月17日，法拉第拿起磁鐵慢慢地把它的一端靠近線圈，身邊的電流表未見擺動。他靈機(jī)一動，把磁鐵很快地插入線圈里，突然指針奇跡般地擺動了一下，又回到零刻度線。他以為自己看花了眼，又急忙把磁鐵從線圈中拔出來，想再試一次，不料，這一拔，奇跡又重新出現(xiàn)了，不過這一次指針是向相反方向擺動的，他成功了。^[3]

1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了變化磁場能夠在封閉電路中產(chǎn)生電動勢，就是的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動勢（電壓）稱為感應(yīng)電動勢。他當(dāng)時總結(jié)出五種情況下，即變化的電流、變化的磁 場、運(yùn)動的恒定電流、運(yùn)動的磁鐵、在磁場中運(yùn)動 的導(dǎo)體，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。法拉第用一個可轉(zhuǎn)動的金屬圓盤置于磁鐵的磁場中，并用電流表測量圓盤邊沿(A)和軸心(O) 之間的電流，如《拉第圓盤發(fā)電機(jī)原理圖》所示。實驗表明，當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，證實回路中出現(xiàn)了電流，也就是說實現(xiàn)了機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@是歷臺發(fā)電機(jī)。^[2]

當(dāng)銅盤的邊緣和軸分別接電刷作為輸出端時，銅盤可視為許多同樣的金屬輻條并聯(lián)組成，輻條的長度就是圓盤的半徑 R ，當(dāng)銅盤以角速度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動時，每一根金屬輻條均因切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢該電動勢的 大小為

。整個圓盤相當(dāng)于一個電源，它是由許多同樣電源并聯(lián)而成的電源組，內(nèi)阻為零（因每根銅條的電阻很小，并聯(lián)后總電阻幾乎為零），所以盤心與盤緣的電勢差，即圓盤發(fā)電機(jī)的電動勢為 。

當(dāng)圓盤在轉(zhuǎn)動過程中，每一條沿半徑方向的導(dǎo)體都會切割磁感線，所以都相當(dāng)于電源，由右手定則可知都是圓盤邊緣的點電勢高，圓心的點電勢低。由法拉第電磁感應(yīng)定律可解得每個電源的電動勢，這一個個的電源是并聯(lián)關(guān)系，對外輸出的電動勢也是。

黃銅板、有機(jī)玻璃板、木板、試管膠塞、導(dǎo)線、各種規(guī)格的螺絲若干、角鋁、銅管、轉(zhuǎn)動皮帶輪軸

轉(zhuǎn)盤：取材用厚0.6 mm銅板，裁剪出直徑21 cm的銅圓盤；另用厚3 mm的有機(jī)玻璃板，裁剪出直徑18.5 cm的圓盤．用膠將有機(jī)玻璃圓盤粘合在銅盤的中心對齊，留出邊緣的1.5 cm的銅圓環(huán)，中心鉆一個0.5 cm孔讓0.5 cm的螺絲穿過，用螺母把轉(zhuǎn)盤與螺絲固定好。

電刷：用粗導(dǎo)線的銅絲做電刷，先做兩個能固定導(dǎo)線位置并能調(diào)節(jié)伸出長度的固定套管，4x2cm的銅板，中間用大功率的電鉻鐵焊接上一個4cm長的銅管，銅管上鉆兩個孔，并鉸上螺紋讓螺絲能旋進(jìn)，導(dǎo)線從銅管穿進(jìn)，穿出導(dǎo)線的一端剝出3 cm長的銅絲團(tuán)成個銅絲餅，調(diào)好伸出長度后，可用這兩個螺絲固定．兩個固定套管各用4個螺絲釘固定在一個21 X4 cm長木板上，相距10.5cm，做成兩個電刷。

磁場：鋸出一塊9 X 6 X 1.3 cm的木板，中間鉆出直徑4cm的圓孔，套入直徑4 cm高6.7 cm的塑料管，把u形磁鐵的底部扣在管上，保證它的穩(wěn)定．

整體組裝：底板40 x24 cm的木板，用試管膠塞做四個腳；先裝皮帶輪軸，將轉(zhuǎn)盤裝到轉(zhuǎn)軸上；電刷的木板用角鋁固定在底板，調(diào)節(jié)導(dǎo)線的銅絲餅一個在銅盤的邊緣夾緊上、下面和邊緣，另一個電刷頂在轉(zhuǎn)軸的中心；U形磁鐵的底部扣在管上，管的高度取于把銅盤盡可多地套入U形磁鐵的U形磁場內(nèi)，組裝完畢。^[4]

在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理的第二年，受法拉第發(fā)現(xiàn)的啟示，法國人皮克希應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制成了最初的發(fā)電機(jī)。最初的發(fā)電機(jī)設(shè)備比較笨重，它的原動力是人力，難以靠提高轉(zhuǎn)速來獲得大功率的電流。1833年至1835年間，薩史斯頓和克拉克等人相繼發(fā)明了旋轉(zhuǎn)線圈電樞、靜止磁鐵結(jié)構(gòu)等新裝置，這些新裝置的引入，使發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備大大減輕，從而提高了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

1867年，德國發(fā)明家西門子對發(fā)電機(jī)進(jìn)行了重大改進(jìn)，制成了電磁鐵式發(fā)電機(jī)。電磁鐵式發(fā)電機(jī)是用電磁鐵代替磁鐵，使磁力增強(qiáng)，能產(chǎn)生皮克希的發(fā)電機(jī)所遠(yuǎn)不能相比的強(qiáng)大電流。

在西門子進(jìn)行發(fā)電機(jī)改進(jìn)期間，意大利物理學(xué)家帕其努悌發(fā)明了環(huán)狀發(fā)電機(jī)電樞。這種電樞是以在鐵環(huán)上繞線圈代替在鐵芯棒上繞制的線圈，從而提高了發(fā)電機(jī)的效率。

1869年，比利時學(xué)者古拉姆在法國巴黎研究電學(xué)時，采納了西門子的電磁鐵式發(fā)電機(jī)原理，利用了帕其努悌的環(huán)狀發(fā)電機(jī)電樞，制成了性能優(yōu)良的發(fā)電機(jī)。古拉姆發(fā)電機(jī)的性能好，所以銷路很，一，他不僅發(fā)了一筆財，而且被人們譽(yù)為“發(fā)電機(jī)之父”。

隨著社會的發(fā)展，出現(xiàn)了多種類型的發(fā)電機(jī)，如直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、風(fēng)能發(fā)電機(jī)、新型水冷式交流發(fā)電機(jī)等。盡管發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)原理。發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的機(jī)械設(shè)備，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展中，發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防及日常生活中有廣泛的用途。^[5]

我國仍以燃煤為主進(jìn)行火力發(fā)電，不但要消耗大量的能源，還造成很大的環(huán)境污染。要落實能源的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略，就要研發(fā)*的發(fā)電設(shè)備，研制出新型的發(fā)電機(jī)。據(jù)載，中國國家納米科學(xué)中心海外主任王中林等成功地在納米尺度范圍內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，研制出了小的發(fā)電機(jī)——納米發(fā)電機(jī)，它可以有效地將機(jī)械運(yùn)動能(如人體的運(yùn)動、肌肉的伸縮、血壓的變化等)、振動能(如聲波或超聲波等)以及水壓能(如人體內(nèi)體液或血液的流動。血管的收縮與舒張甚至是自然界其他任何液體的流動)轉(zhuǎn)化成電能提供給納米器件。我們期待納米發(fā)電機(jī)未來能在生物醫(yī)學(xué)、國防和人民生活中有廣泛的應(yīng)用。^[5]