1、第一节电磁技术的发展第二节电机的发明对能源利用的作用1.了解电磁技术的发展过程及对社会发展的影响2.知道能源的分类及如何利用能源一、古代对电和磁的认识古希腊哲学家泰勒斯的记载用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小的物体我国文字记载的电磁现象：殷商时代的甲骨文中就有“雷”字；西周时代的青铜器上刻有“电”字；西汉末年，就有过摩擦的玳瑁能吸引微小物体的记载；东汉王充把琥珀摩擦后可以吸引微小物体与磁石吸引针的现象同时提出利用磁石指南的特性发明的指南针，是电磁领域的第一个重大发明指南针的应用，促进了人类航海事业的发展和世界文化的交流二、近代电磁技术与第二次工业革命近代电磁领域的重要发明与发现科学家时间发明
2、或发现成果伏打1800年发明电池奥斯特1820年发现电流的磁效应亨利1827年发明实用的电磁铁法拉第1831年发现电磁感应定律西门子1866年发明实用的自激式直流发电机爱迪生1879年发明白炽灯特斯拉等19世纪80年代末发明交流输电技术近代电磁领域的发明、发现，催生了电力工业，引发了第二次工业革命，促进了社会发展三、现代电磁技术的发展1电力、电子、电信产业在国民经济中占有重要地位2信息交流领域的电磁技术的发明成果19世纪末期，莫尔斯发明电报19世纪末期，贝尔发明电话19世纪六十年代，麦克斯韦预言电磁波的存在赫兹用实验证实电磁波的存在19世纪末期，马可尼发明无线电通信20世纪早期，出现广播和电视
3、20世纪末期，出现互联网技术3电磁技术是现代化的基础，极大地促进了社会的发展四、能源及其利用方式1按基本形态分类2按再生性分类3按应用的广泛程度五、电机与能源1电能是应用最广泛的能源，通过电机可使电能与其他形式的能相互转换2电机一次能源可以通过转换成电能再加以利用3电机把一次能源转换成机械能的过程如下：一、电磁技术的应用和作用现代电磁技术的应用和作用是本节的重点，结合移动电话、电脑、互联网技术及现代化的电气化、自动化等各方面具体应用，可以看出电磁技术对当代社会的现代化、对人类社会的发展有多么重大的影响，它极大地促进了社会文明的发展，促进了现代化社会的前进法拉第于1831年发现了电磁感应现象之后
4、，工程技术专家敏锐地意识到电力对人类生活的意义，纷纷投身于对电力开发、传输和利用方面的研究1832年，法国发明家皮克西(H.Pixii)制成第一台手摇发电机；1866年，德国工程师西门子(E.W.Siemens)制造了第一台自激式发电机，大大提高了发电的效率世界上第一台直流电动机则是在1834年由美国工程师达文波特(T.Davenport)在美国物理学家约瑟夫亨利的支持下制造的从此，电力开始成为取代蒸汽动力的新能源电灯、电报、电话、电车、电焊、电影放映机等的相继问世，使电力的应用范围不断扩大，人们对电力的需求因此也不断增长.1882年，法国物理学家德普雷(M.Deprez)发现了远距离送电的方
5、法；同年，美国发明家爱迪生建立的第一个火力发电站开始运行到19世纪末20世纪初，世界进入了电气时代二、对发电机和电动机的认识1把机械能转化为电能发电机的发明在法拉第发明了圆盘发电机后，各种各样的发电机设计方案如雨后春笋般不断涌现(1)第一台永磁发电机1832年，法国的皮克西(H.Pixii)发明了用永久磁铁制造的发电机如图311这台机器用手摇驱动，使磁铁相对于线圈旋转由于永久磁铁的磁场较弱，手摇的转速度小，因此得到的功率也较小，但这是根据法拉第电磁感应原理制造的第一台有实用意义的发电机图311皮克西的永磁发电机1834年，英国的克拉克(E.M.Clarke)制造了一台带有整流子的手摇永磁发电机
6、如图312.它能得到比当时的化学电池更高的电压，可以作为实验室所需要的电源图312克拉克的手摇永磁发电机(2)向大电流发展此后，许多发明者制造了一系列改进的发电机，朝着增大电流方向发展有的用三个蹄形磁铁组合在一起，有的将许多蹄形磁铁呈辐射状排列，用以增大磁场其中，英国的霍姆斯(F.H.Holmes)对永磁发电机的发展起了很大的作用为了使灯塔更明亮，他曾制造了一台用36个U形磁铁组成的大型永磁发电机这台机器占地约0.45 m2，重2 t，效率很低，当用一台转速为600 r/min的蒸汽机驱动时，输出功率还不到1.5 kW，但是，它确实能使灯塔发出更明亮的光法拉第也说，发出的光是“如此地强烈，如此
7、地厚实，如此地凝聚，如此地没有暗影的晃动，以至于人们不能不渴望它的成功”(3)电磁铁代替永磁铁为了增强磁场，一些发明者另辟蹊径，提出了用电磁铁代替永磁铁的设想最初，用伏打电池给电磁铁供电，发电量有了很大提高1866年，德国人西门子(E.W.Siemens)和英国人瓦利(S.A.Varley)分别发明了自激发电机(图313)这种发电机利用自身发出的电，使磁极线圈产生磁场，大大提高了发电机的效率自激发电机称得上是现代实用发电机的雏形图313瓦利的自激发电机今天，人们普遍承认，制造第一台能够产生真正连续电流的、具有实用尺寸的直流发电机的荣誉应归于比利时的格拉姆(Z.T.Gramme)他于1873年首
8、先在维也纳展出了直流电动机(图314)，接着很快就生产了适应灯塔照明、电镀、工厂照明等各种不同用途的发电机图314格拉姆的直流发电机(4)爱迪生的推广随着白炽灯的发明，1880年，美国发明家爱迪生改进了西门子发电机，使它可以广泛地应用在家用照明和动力上从此，发电机才得到广泛的应用，开始了以电的应用为标志的世界“第二次产业革命”从法拉第发现电磁感应原理至爱迪生把电的应用推广到工业生产的各个方面，经历了整整50年的时间究其原因，除了早期的发电机采用永久磁铁，磁场弱、电流小的缺陷外，另一方面的原因是社会上还没有电灯、感应电动机，对电力的需要不像爱迪生发明电灯后那么迫切因此，发电机的发展较为缓慢2把电
9、能转化为机械能电动机的发明根据奥斯特关于载流导线的电冲突是圆形的描述，法拉第设计了图315的装置当他接通电源后，左边磁棒绕导线旋转，右边导线绕磁棒旋转，这就是有名的“电磁旋转实验”这是继奥斯特发现之后的又一个重大进展，它使奥斯特的瞬间运动变得连续起来世界上第一台电动机的雏形在法拉第的创造性实验中被孵化出来了，这预示着将要有新的动力机械造福人类了图315电磁旋转实验三、感应电动机的结构和原理1感应电动机的结构感应电动机如图316所示，它同样由定子和转子两大部分组成定子由铁芯和嵌在铁芯中互成120角的三组线圈组成转子是由铁芯和嵌在铁芯上的闭合导体构成闭合导体的外形像个鼠笼，因此又叫鼠笼式感应电动机
10、图316感应电动机当在定子的三组线圈中通以三相交变电流时，转子就会迅速反向转动2剖析感应电动机的原理如图317所示，在一个蹄形磁铁中间放置一枚小磁针，当磁铁转动时，你一定知道由于磁极间的相互作用，它会带着小磁针一起转动如果在蹄形磁铁中放置一个闭合的小铝框(如图318)，当磁铁转动时，可以发现小铝框会跟随着磁铁转动这是什么道理呢？因为磁铁转动时，穿过铝框的磁通量发生了变化，铝框中产生感应电流，感应电流跟磁铁磁场的相互作用，使它跟随着磁铁转动图317图318感应电动机的原理这个实验告诉我们：如果设法在空间形成一个旋转的磁场，那么放在旋转磁场中的闭合导体，就会在电磁相互作用的驱动下发生转动研究表明：
11、三相交变电流能在空间产生旋转磁场，仿佛有一块旋转着的磁铁一样所以，在三个互成120角的线圈中，通入三相交变电流，同样会使放置其中的闭合铝框转动(图319)图319三相交变电流产生旋转磁场对能源的开发和利用的认识下面是能源的开发和利用图示，请在中填上相应的能源名称或电机名称解析了解能源的分类和发电机、电动机的作用即可解决本题答案煤石油电能发电机电动机核能太阳能发电机作用是把其他形式的能转化为电能，电动机是把电能转化为机械能 学科内综合应用简述18世纪电磁领域的重大发现(或发明)及其物理学家思路点拨 识记电磁领域的物理学家及重要发明解析电池伏打；电流磁效应奥斯特；实用电磁铁亨利；电磁感应定律法拉第；自激式直流发电机西门子；白炽灯爱迪生；交流输电技术特斯拉等答案见解析简要回答现代电磁技术发展对国民经济发展的重要性答案：略
