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從早期萌芽到如今的多元繁榮,電機(jī)的發(fā)展歷程波瀾壯闊,每一個階段都鐫刻著科學(xué)家們的智慧與探索精神。
早期探索階段(18 世紀(jì)中葉之前)
在現(xiàn)代電磁電機(jī)出現(xiàn)之前,人們研究了通過靜電力工作的實(shí)驗電機(jī)。1740 年代,蘇格蘭僧侶安德魯?戈登制造了最初的電機(jī)原型。1799 年,意大利科學(xué)家亞歷山德羅?伏特發(fā)明化學(xué)電池,為持續(xù)電流的產(chǎn)生提供了可能。
電磁學(xué)理論奠基與早期電機(jī)發(fā)明階段(1820 年 - 1831 年)
1820 年,丹麥物理學(xué)家漢斯?克里斯蒂安?奧斯特發(fā)現(xiàn)電流會產(chǎn)生磁場,這一發(fā)現(xiàn)揭示了電與磁之間的聯(lián)系,為電機(jī)的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。
1821 年,英國物理學(xué)家邁克爾?法拉第觀察到載流導(dǎo)體在磁場中受力的現(xiàn)象,并研制出一種早期電機(jī),但這些類似的單極電機(jī)直到世紀(jì)末仍不適合實(shí)際應(yīng)用。
直流電機(jī)發(fā)展階段(1831 年 - 19 世紀(jì)末)
1831 年,美國科學(xué)家亨利發(fā)明了第一臺往復(fù)式電動機(jī)。
1832 年,英國物理學(xué)家威廉?斯特金采用電磁感應(yīng)原理,發(fā)明了第一臺能夠轉(zhuǎn)動機(jī)械的換向器直流電動機(jī)。
1833 年,德國發(fā)明家里奇設(shè)計出第一臺旋轉(zhuǎn)式電動機(jī)。
1866 年,德國工程師西門子用蓄電池研制出了自勵發(fā)電機(jī),為直流電機(jī)的發(fā)展提供了更穩(wěn)定的電源。
1870 年,比利時人格拉姆引入了用于電樞的環(huán)形線圈,提高了電機(jī)的性能。
1871 年,澤諾貝?格拉姆重新設(shè)計了環(huán)形繞組,并實(shí)現(xiàn)了第一臺商業(yè)應(yīng)用的環(huán)形繞組直流電機(jī)。
1873 年,德國工程師海夫納?阿爾泰涅克發(fā)明了鼓形線圈,大大提高了電線的利用率;同年,克拉姆發(fā)明了大功率電動機(jī),為直流電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。
交流電機(jī)發(fā)展階段(19 世紀(jì)末 - 20 世紀(jì)初)
1825 年,法國物理學(xué)家弗朗索瓦?阿拉戈提出了旋轉(zhuǎn)磁場的存在。
1882 年,南斯拉夫裔美國物理學(xué)家尼古拉?特斯拉開始研究交流電動機(jī),提出了旋轉(zhuǎn)磁場的原理,并制造了異步交流電動機(jī)模型。
1885 年,意大利物理學(xué)家費(fèi)拉里斯提出兩相交流感應(yīng)電動機(jī)的模型。
1886 年,特斯拉制成了曲相繞線式交流異步電動機(jī)模型。
1888 年,特斯拉發(fā)明了交流電動機(jī),又稱感應(yīng)電動機(jī)。
1891 年,在法蘭克福展覽會上,德國工程師多利沃演示了使用他發(fā)明的帶有大旋轉(zhuǎn)磁場的三相感應(yīng)電動機(jī)進(jìn)行長距離電力傳輸,這種類型的電機(jī)隨后在歐洲和美國大量生產(chǎn)和廣泛使用。
電機(jī)多樣化發(fā)展階段(20 世紀(jì)初至今)
無刷直流電機(jī)的發(fā)展:無刷永磁電機(jī)于 1962 年被發(fā)現(xiàn),但直到 1982 年稀土金屬變得容易獲得時才得到廣泛應(yīng)用。
特種電機(jī)的出現(xiàn):為滿足特殊應(yīng)用需求,研發(fā)了許多特種電機(jī),如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、直線電機(jī)等。這些電機(jī)在航空航天、汽車、家電、通信等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。