电力大规模的应用,离不开发电机、电动机的不断改进．法拉第第一台电动机的巧妙设计,在当时立即引起人们的重视．许多科学杂志马上转载了法拉第的文章．人们纷纷仿效法拉第,开始研制电动机。

俄国科学家雅柯比用20 个小电动机驱动一个“电力艇”在涅瓦河上跑了一圈．他的实验受到了鉴定委员会的赞赏,但是他的电动机使用的是电池供电．委员会指出,“电力艇”的直流电池组的价格超过了用蒸汽机牵引价格的10 倍．这种“电力艇”显然缺乏巾场的竞争力．看来要想普遍使用电动机,必需要有廉价的电力。

法拉第发现的电磁感应定律,为人们寻找廉价的电力指明了方向．从此发电机的研究就像接力赛一样迅速地发展起来．出现了各式各样的发电机．到了1833年,物理学家楞次发明了一种非常有趣的发电机,它不仅能发电,如果反过来给它的两条电线送入电流时,又能变成电动机．这件事启发了人们,原来从结构上看．发电机和电动机是非常类似的．从此人们开始把发电机和电动机的研究合为一体来时行．大大加快了发展的步伐。

无论是发电机还是电动机,都需要一组强大的磁铁．例如,比利时、法国、英国组成的“同盟”公司,他们研制的发电机,是用24 块永久马蹄磁铁,三个一排分8 组固定在发电机的周围．中间有32 个线圈做切割磁力线的转动．这种发电机能够给灯塔上的强力弧光灯供电．1857年至1865年间,有近百台这样的机器投入使用。

永久磁铁的磁力比电磁铁小,而且容易慢慢减退,于是一位英国工程师怀德发明了使用电磁铁的发电机．为了给电磁铁的线圈供电,怀德专门设计了一个永磁体的发电机．所以怀德设计的发电机就由两个部分组成．在原大发电机电磁铁的线包上还顶着一个小的永磁体发电机,这种发电机叫独立励磁电磁铁发电机,是发电机发展的第二个阶段。

如果读者作为一个发明家,立刻会看出这第二阶段的发电机有可以改进的地方．这就是当发电机开始工作以后,那个小的永磁体发电机就是多余的了,因为完全可以从发出的强大电流中取出一部分来供给电磁铁用电．永久磁体电机只要开始发电时用一下就行了．1854年,丹麦的希奥特根据这个思想设计了这种发电机,但是没有引起人们的重视。

对于发电机和电动机的改进,贡献最大的是德国科学家西门子．在物理学中,电阻的倒数叫电导率,它的单位就是用西门子的名字命名的．如果一个导体的电阻为2 欧姆时,它的电导率就是1／2 西门子。

德国的西门子电气公司也是称雄世界的电气公司之一．它是由西门子创立的。

但是,幼年时的西门子只是一个小佃农的儿子．他的父亲靠租种地主的土地来养活9 个孩子．所以西门子为了抚养贫困的双亲和众多的兄弟姐妹,有一股特顽强的奋斗精神。

西门子上小学和中学的时候,就特别喜欢自然科学．但是中学毕业后,双亲已无力帮助他实现上大学的愿望。

西门子不愿意就此终止自己的学业,他的衣袋里虽分文全无,但是为了寻找到深造的机会他还是来到了柏林．一路上历尽艰辛,饱受磨难．正当他走投无路的时候,他看到了柏林军事炮兵学校的招生布告．这张已经有点破损的布告是西门子生活的转折点。

在炮兵学校里,他学习到工程技术的必要知识,毕业时已经是一名英俊的年轻炮兵军官了。

单调的军事生活使许多军官感到无聊,但是西门子把自己全部的业余时间都用来探索自然科学的奥秘和进行各种技术方面的实验。

西门子的兴趣十分广泛．开始他研究镀金技术,利用电流给一些家用的小金属器皿镀金,赚来的钱可以帮助父母和兄弟。

当然,西门子的兴趣也不仅是赚钱养家．他还为提高蒸汽机的效率绞尽脑汁．1846年,西门子开始研究电报．他成功地设计了可控断续手动发报机．由于这种发报机特别适用于普鲁士国家电报网,所以使西门子也赚到一些钱。

西门子在从事发明研究的过程中,曾长期得到一位大学机械师卡尔斯克的协助．所以他们共同创立了“西门子——卡尔斯克”公司。

1849年,在军队服役了14年的西门子,为了经营自己的公司,离开了军队．他又从事高压输电的研究,设计了一种可以给裸铜线自动缠上一层绝缘胶皮的机器。

1866年,西门子在发电机的装置上有一项重大改进,就是去掉发电机上那个小的永久磁体发电机。

为什么可以省去这个小发电机呢? 如果省去了,那么,电磁铁开始工作所需要的电流由什么来供给呢?

原来,西门子想出一个非常巧妙的办法．他最初也设计制造了一个新式的独立励磁发电机．这种发电机只是在一开发电机时作为过渡使用,等发电机正常工作以后,电磁铁中的电流就由大发电机供给。

但是,有一次小发电机的线圈断了．西门子没有发现,当助手跑过来告诉他的时候,带动发电机的蒸汽机已经突突地转起来了．非常奇怪的是,发电机仍然发出了正常的电流．大厅里的电灯通明。

助手和西门子都很惊讶．难道这个小发电机是一个毫无用途的东西吗? 如果没有它,电磁铁中最初的磁性是哪里来的呢?

一连串的问题搅得西门子坐卧不宁．他干脆把小发电机和电磁铁线圈的连线拆掉,把大发电机上的一部分电流用电路分流到电磁铁上,继续进行实验。

果然,小发电机不存在时,照样发电,只是一开始时灯不那么亮,过一会电压就正常了。

其实,这个问题的答案十分简单,连现在的小学生也知道,当你把一把刀子在磁铁上蹭几下以后,刀子便会磁化,也变成磁铁了．人们知道钢可以变成永久磁铁,纯净的铁又叫软铁是不能变成永久磁铁的．所以电磁铁的铁芯都是用软铁制造的．但是,软铁也会有微弱的剩磁。

电磁铁上总会有一些剩磁,所以发电机开始转动的时候,就会有电流产生,只不过电流比较小,当电流被送到电磁铁的线包里时,线包里的磁性就会增大,反过来又加强了电流的输出,这样用不了多久,发电机就会正常地工作了．这种发电机使用了自激的原理,使发电机的结构大大简化了．这是西门子的一项重大贡献。

由于西门子对科学技术的贡献,他两次被授予荣誉博士称号,1873年,当选为柏林科学院院士；1888年,得到贵族的封号．他有两个儿子,在他去世后主持西门子公司的工作。

发电机和电动机的不断改进,使整个工业得到了新的能源和动力．从此在工厂里再也看不见突突冒烟的蒸汽机；在商店大楼里的升降机,也由蒸汽机换成电动机带动,坐在电梯里的人再也不会被冲进来的浓烟呛得难受；发电厂移到很远的郊区,电力由电线送进城里各工厂、各家各户,城市不会被煤渣和黑烟弄脏……

曾经带来工业大革命的蒸汽机,已经完成了它辉煌的历史使命,人类的文明技术进入一个电气化时代!

电动机和发电机后来又有许多改进,现在的交流感应电动机,转子上根本不通电,也不是用永久磁体做成的,而是由硅钢片和导电的金属制成的。

转子上没有磁性也不通电,这种电动机的原理是特斯拉研究出来的．特斯拉发现,如果定子上的磁场是旋转的,便可以在转子上感应出电流,这样转子在定子的旋转磁极的作用下,就会跟着旋转磁场转动起来。

为了理解旋转磁场的原理,把一个马蹄形磁铁用绳子吊起来,扭动绳子再放开,磁铁就会旋转．找来一个铝盒盖,用小钉在中心钉一个小凹,用铅笔尖顶在盒盖上,放在磁铁下面．当你让磁铁旋转的时候,铝盖就会随着它旋转。

在电动机的定子里,是利用向定子线圈依次供电的方法产生旋转磁场效应的．这种旋转磁场的效应与旋转蹄形磁铁的效果一样,而且装置十分简单。