图22:约瑟夫亨利
18世纪初在奥斯特发现了电流的磁效应后,一些科学家开始用通电螺线管使钢针磁化(安培通过这个实验研究出了安培定则,法拉第受这个实验启发发现电磁感应,可见奥斯特的这个实验对后人有多么的启发意义)。1825年,英国科学家斯特金(William Sturgeon,1783-1850)在一块马蹄形软铁上涂上了一层清漆,然后在上面间隔绕 18圈裸导线,通电后就成了电磁铁,吸起了约4KG的重物。这一实验引起科学家的极大兴趣,亨利正是其中之一。他开始着手改进电磁铁。1831年他成功研制出一个能吸起约1吨重物的电磁铁。
图23 电磁铁示意图
图24 继电器示意图
1829年8月,亨利发现线圈在断开电源时产生了电火花。1832年,他在《美国科学学报》发表了题为《关于磁生电流与电火花》的论文,这是关于自感现象最早的研究。他在1835年发表的另一篇论文中还详细介绍了自己关于发现自感实验过程。由于当时没有适当的仪器,他甚至用人体受自感电动势的电击——他称之为“直接受震法”,以验证自感电动势的存在以及感觉它的强弱。
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电导(G)的单位:西门子(符号S)
电导代表某一种导体传输电流能力的强弱程度。电导值越大,导体传输电流的能力就越强。电导越小,导体传输电流的能力就越弱。看到这一物理量,我们马上就会想起另外一个物理量——电阻(R)。电阻表示的是导体对电流阻碍作用的大小。所以我们不难看出,电导和电阻是描述导体传输电流能力的两个不同角度。在纯电阻线路中,电导和电阻互为倒数,其换算公式为G=1/R。
为什么有了电阻后还要有电导这个参数呢?因为在某些场景下,用电导更容易理解和使用。比如,在并联电路中求总电阻,我们需要将各电阻倒数相加再求倒数,而用电导,我们只需要将各电导直接相加就可以得到总电导。再比如我们在测量一些电解质溶液的导电能力时,常用到的参数就是电导率,通过测定电导率我们就可以知道这些液体的导电能力如何,离子浓度甚至含盐量大小。这样更方便我们理解,也更好描述液体在导体方面的特性。
图25:并联电阻计算公式