法拉第发现了通电导线能绕着永磁铁运动,实现了电磁运动向机械运动的转换。
十年后,美国人约瑟夫.亨利将电磁铁与两个电池交蘀连接,可以自动改变磁极,在另外一端放着永磁铁,利用磁极间的吸引和排斥,做成震荡电动机,实现了连续运动。
次年,英国人斯特金发明换向器,改进亨利的震荡电路,第一次实现了能够连续运动的旋转式电动机。
到了1834年,德国的雅可比、英国文波特,分别做出了成形的电动机,和后来的电动机有点类似,不同的是用磁铁代蘀了线圈。
雅可比外面用两个u形电磁铁,中间是只六臂轮,每条臂上安装两根棒形磁铁;克拉克和戴文泡特外圈用的是永磁铁,中间用电磁铁当作辐条。
磁铁式电动机,显然作用有限,雅可比曾经将他的电动机装在小艇上,带动螺旋桨,时速2.2公里,使用320丹尼尔电池供电。克拉克则将电动机安装在电车模型上,达文波特用来带动印刷机,都显得很不实用。
磁铁式电动机的原理不能说错,但不准确,也因此使得早期电动机的研究方向有点问题,过于看重磁极间的作用力。
叶枫一直关心基础学科的进展,法拉第已经提出了磁场和力线的概念,但在当时,理论研究和应用性的发明之间,还有着比较大的鸿沟,比如普朗泰和眼镜,他们可能根本不明白什么是场,什么是力线。
叶枫第一次觉得,要给这些业务骨干进行理论培训,这样才可以持续发展。
“现在大家都知道电动机是怎么回事了吧?……不明白也没有关系,你们按照我的要求做就行了。”叶枫想想自己也没空,估计也没那个水平来讲课,更重要的是,就算讲了,没有经过系统教育的研究员们也不一定懂,还是直接让大家做事情比较好。
当然,该知道的还是要让大家知道,不然肯定会出现问题。
“电动机可以分为两个部分,定子和转子……也就是固定的部分和转动的部分。”叶枫点了点黑板上由眼镜画出来的几种电动机:“我们看到的这几种旋转式电动机,都是外面的是定子,中间的是定子。”
“这种结构没有问题,关键在磁力上,永磁铁的磁性,以及……电磁铁部分。”叶枫敲了敲相对应的部件:“嗯,这位同学,不如你来说说,磁性……我们要怎么增强,或者你有什么别的看法吗?”
叶枫看到下面一个矮矮的,二十岁左右的年轻人,有点坐立不安的样子,就将他叫了起来。
“博士,我是格拉姆。”年轻人马上迫不及待地站了起来,大声回答道。
“呃,我知道,格拉姆先生,但这不是我问的问题。”大家发出一阵善意的笑声,叶枫也看出来了,格拉姆激动过头了。
小个子格拉姆很尴尬地挠了挠头:“那么,博士你问了什么吗?”
叶枫笑了笑:“是的,你有办法增强电动机……”
“是的,博士。”小个子格拉姆大声道:“我知道怎么增强电动机的功率,只要增强磁铁的磁性就好了。”
“呃,你说的不错。”叶枫饶有兴趣地看着小个子格拉姆,顺着他接着说道:“那么,你认为有什么办法增强磁性吗?”
“是的,博士,用更大的磁铁和更大的电磁铁。”格拉姆大声道。
“说的不错,那么你认为要多大合适?”
格拉姆挠了挠头:“当然是越大越好。”
“很好,如果有比地球大的电动机,太阳会从西边升起来,因为,我们可以用这台电动机,转动地球。”叶枫道:“伟大的理想。”
大家都笑了起来,叶枫摆摆手示意格拉姆坐下:“开个玩笑,我想大家都明白格拉姆同学说的大,绝不仅仅是体积上的,所以他说得没错,磁性强弱以及效率,是我们要考虑的问题。”
“我们的研究任务有三个,一是磁性更强的永磁铁,要有专人去搜集,还要试验不同材料磁化后的表现;二是磁性更强的电磁铁,电磁铁又包括铁芯和线圈,什么样的铁芯和线圈效率高?三是将永磁铁和电磁铁结合,设计出高效的电动机。”<div>