電力研究部經過兩年的付出,水輪機、水力發電機、鎢絲白熾燈研製成功。


    水力發電機利用水力發電成功,第一批鎢絲白熾燈接上電源,照亮了水力發電機房。但因為電流不穩定,鎢絲白熾燈很快被燒毀。但這一亮,必將載入史冊。電氣時代即將來臨。


    1878年英國人阿姆斯特朗在諾森伯蘭郡用水輪機組驅動一台4.5千瓦直流發電機發電,點亮了其安裝在畫廊裏的電弧燈,成為世界上第一座用水力發電來照明的居所。


    1882年,愛迪生在美國紐約珍珠街建立了世界上第一座發電廠,它裝有6台直流發電機,可供6200盞白熾燈照明用。成為電力工業技術體係的一個重大裏程碑,為電力在人類生活中的廣泛應用奠定了基礎。


    1882年,世界上第一座水力發電站阿普爾頓水電站,在美國威斯康星州的福克斯河上投入運行,標誌著水力發電技術的重大突破。阿普爾頓水電站的建成和運行,正式開啟了水力發電的商業化應用時代。


    1882年,英國人在上海開辦的乍浦路電燈廠,成為中國第一座電廠。該電廠裝機容量12千瓦,每個小時發電量3度左右,供南京路至外灘沿街弧光燈用電。


    1888年,中國人開始自辦電氣事業。張之洞從國外購入1台發電機和100盞電燈,安裝在衙門旁發電,供衙門照明。


    1912年,雲南昆明石龍壩水電站建成發電,成為中國第一座水電站。該水電站安裝2台240千瓦水輪發電機組及相應的發、配電控製設備,每個小時發電量達到100度左右。


    1920年,美國發電量540億度,德國發電量137億度,日本發電量42億度,中國發電量3億度。


    2023年,中國發電量9.1萬億度,美國發電量4.5萬億度,印度發電量1.8萬億度,日本發電量1萬億度。


    水力發電研製成功,有了電,電力的應用研究全麵展開。


    采用塑料、橡膠等絕緣材料,研製輸配電設備、二極管、三極管、電阻器、電容器、電感器、電池、蓄電池、電報機、電動機等電氣設備、元件全麵立項。


    輸配電設備主要包括電線、電纜線、絕緣瓷瓶、變壓器、斷路器、保護裝置。


    變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,電壓的升高、降低都要經過變壓器,是輸配電的基礎設備,廣泛應用於生活、生產等領域。


    變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、 引線)、變壓器油、油箱和冷卻裝置、調壓裝置、保護裝置(吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、儲油櫃及測溫裝置等)和出線套管。


    鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常含矽量較高,由表麵塗有絕緣漆的熱軋或冷軋矽鋼片疊裝而成。鐵芯分為鐵芯柱和橫片兩部分,鐵芯柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用。繞組是變壓器的電路部分,它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。


    斷路器在電力係統中高低開關的任務是完成電力接通、切斷、執行電路的轉換,控製和保護。


    保護裝置是確保供電係統的安全運行,使電氣設備避免受到過電壓、過電流、短路、接地等影響,需要裝有各種類型的保護。


    電阻器是一種用來阻礙電流流動的元器件,其主要作用是將電能轉換為熱能。防止因電流不穩定,燒毀其它電子元件。碳膜電阻性能穩定,使用壽命長,生產成本低廉,為現代常用電阻設備。


    碳膜電阻由一個薄膜碳鍍的陶瓷芯組成,兩端連接金屬端蓋,外由絕緣材料封裝。炭膜上刻有螺旋槽,通過螺旋槽的寬度和密度,增加減少電阻器的電阻值。電阻尺寸越大,散發的熱量越大,電阻的額定功率越大。


    電容器是一種用來存儲電荷的元器件,其主要作用是在電路中提供電荷儲存和釋放的功能。電容器就像一個儲存罐,可以用來解決供電中斷。如果沒有電容,快速開關電路,燈泡就會閃爍。安裝了電容,電路供電中斷時,電容器釋放電能,燈泡在短時間內仍將保持明亮。


    電容器由兩塊導電金屬板以及隔開金屬板的陶瓷等絕緣材料組成。金屬板通常由鋁金屬製成。當電容器的兩個極板之間加上電壓時,電容器就會儲存電荷。


    電感器也叫做電感線圈,是一種用來儲存磁能的電氣元件,其主要作用是在電路中提供電流儲存和釋放的功能。電感器采用漆包線纏繞的螺旋形狀線圈是其主要特征,螺旋線圈越緊湊,電感量越大。


    電池指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器,能將化學能轉化成電能的裝置。幹電池也叫錳鋅電池,依靠消耗化學原料產生電能,電壓1.5v,所能產生的持續電流不能超過1安培。


    1799年,意大利物理學家伏特,在許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布平疊起來,成功製成了世界上第一個電池伏特電堆。伏特電堆實際上是串聯的電池組。它成為早期電學實驗,電報機的電力來源。


    1887年,英國人赫勒森發明了最早的幹電池。幹電池的電解液為糊狀,不會溢漏,便於攜帶,因此獲得了廣泛應用。


    蓄電池是應用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽,注滿硫酸,再插入兩塊鉛板,一塊與充電機正極相連,一塊與充電機負極相連,經過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負極之間有2伏的電壓。


    蓄電池的好處是可以反複多次使用。另外,由於它的內阻極小,所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發動機供電,瞬時電流可達20多安培。蓄電池充電時是將電能貯存起來,放電時又把化學能轉化為電能。


    電報按通信方式分為有線電報和無線電報。


    有線電報是通過專用的交換線路,串連發報和收報兩個終端機械,用脈衝信號將信息發送給對方。


    1835年,美國人摩爾斯經過潛心研究,在實驗室內架設有線電報機的成功。


    1837年,摩爾斯在紐約大學的會議室裏,架設518米長的導線,獲得通報實驗成功,電報機由此誕生。隨著電報機的應用,摩爾斯發明摩爾斯電碼。


    摩斯電碼是一種時通時斷的信號代碼,由點和劃兩種符號組成,通過不同的排列順序來表達不同的英文字母、數字和標點符號。


    19世紀30年代,有線電報在英國、美國發展起來。1871年,由英國、俄國、丹麥敷設從香港經上海至日本長崎的海底電纜,中國出現首條電報線路。


    1877年,福建巡撫丁日昌修建的連接台南、高雄的電報線路,成為中國首條自主敷設的電報線路。


    無線電報的發報機原理是一個高頻振蕩器,其產生的頻率可以在長、中、短波段,通過天線將產生的高頻信號傳輸到遠方,由接受方接收。


    發報機發出不同頻率和波長的電流,形成不同頻率和波長的“波”。這種“波”碰到無線電接收天線,便形成交變電流,這種微弱的電流經過放大,便成了收報機的接收信息。


    意大利發明家馬可尼被稱作無線電通信之父。1895年,馬可尼首次成功收發無線電電報。1899年,馬可尼成功進行英國至法國之間的傳送。1902年,無線電首次進行橫越大西洋的通訊。


    21世紀,電報機作為最傳統的通訊技術,除了一些無線電愛好者使用外,因為電報機比電腦方便安全,沒有病毒和黑客的侵襲保證了絕對的安全性,軍事方麵依然在使用。


    無線電報一般采用密碼進行傳遞。密碼電報多涉及國家和軍隊的重要、緊急、保密事項,由事先製定的密碼作為信號,必須使用規定的密碼實施加密,並由機要部門專門承辦。

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