电的发展历史是怎样的？

早在我们有任何关于电的具体知识之前，人们就知道电鱼会发出电击。早在4750年前撰写的古埃及书籍中就记载，这些鱼被称为“尼罗河的雷电使者”，是所有其他鱼类的保护神。大约2500年后，希腊人、罗马人、阿拉伯博物学家和阿拉伯医学家再次记录了这种能发电的鱼。

古罗马医生斯克里博尼乌斯·拉格斯(Scribonius Largus)也在他的代表作《Compositiones Medicae》中建议，患有痛风或头痛等疾病的患者应该触摸鱼雷，或许强烈的电击就能治愈他们的疾病。

古代阿拉伯人可能是最早了解闪电本质的人。早在15世纪前，阿拉伯人创造了阿拉伯语单词“raad”代表“闪电”，并用这个单词来称呼鱼雷。

在地中海地区的古文化中，很早就有文字记载，用猫毛摩擦琥珀棒会吸引羽毛之类的东西。大约2600年前，泰勒斯，640-546B。古希腊哲学家c)对静电进行了一系列观察。根据这些观察，他认为摩擦使琥珀被磁化。

这与磁铁矿等矿物的性质非常不同；磁铁矿具有天然磁性。泰勒斯的观点不正确。但后来，科学证实了磁和电的密切关系。

第二，现代研究

然而，千百年来，人们只观察到雷电等自然现象，却不了解电的本质。直到1600年，英国科学家威廉·吉尔伯特才因为严谨的科学态度，开始系统地研究电和磁的现象。吉尔伯特是英国女王伊丽莎白一世的御医。他对电学和磁学特别感兴趣，写了第一本关于电学和磁学的科学著作《磁体》。

这是一本具有现代科学精神的书，侧重于实验结果。吉尔伯特指出，不仅琥珀可以通过摩擦产生静电，钻石、蓝宝石、玻璃等也可以表现出同样的电学性质。在这里，他成功打破了琥珀的吸引力是其内在属性的错误观念，这种观念持续了2000年。

吉尔伯特制造的静电验电器能灵敏地检测出静电电荷。在下一个世纪，这是检测静电荷的最佳仪器。

此前，意大利数学家和博士gerolamo cardano列举了电现象和磁现象之间的一些差异。

从卡尔达诺的结果中，吉尔伯特得到了很多启发，他提出了更多的不同点:带电物质会吸引所有其他物质，而磁铁只会吸引铁；琥珀需要摩擦产生电，而磁铁不需要任何动作；磁铁会将物体按一定方向排列，而带电物质只会吸引其他物质。

吉尔伯特创造了一个新的拉丁术语“electrica”(类似于amber，from)？λ ε κ ρ ρ ο ν”，“elektron”，希腊语中“琥珀”的意思)，指的是那些像琥珀的吸引力的物质。

由于对电学的诸多贡献，吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。

后来，英语单词“electric”和“electric”都是从“electricus”派生出来的。这两个英文单词最早出现在托马斯·布朗(Thomas brown)1646的著作《Pseudodoxia Epidemica》中。

在这之后，科学家奥托·冯·格里克、罗伯特·波义耳、斯蒂芬·格雷、查尔斯·杜费伊等。都做了进一步的研究。

第三和第十八世纪

在1767中，约瑟夫·普利斯特列发现带电金属容器内的电力为零。从实验结果中，他准确地猜测到带电物体之间的吸引力和万有引力服从同一定律。

1785年，查尔斯·库仑用扭秤做了实验，证实了普里斯特利的猜想:两个带电物体相互作用的力与距离的平方成反比。他奠定了静电的基本定律，即库仑定律。在这里，电学的研究已经被提升为一门精密的科学。

1791年，路易吉·加尔瓦尼发现，如果把青蛙和一个静电发生器连接起来，形成一个闭合电路，然后打开静电发生器，青蛙的肌肉就会振动。这个实验表明，神经细胞依靠电介质向肌肉传递信号。因此，他创立了生物电学术领域。

1800年，亚历山大·伏打伯爵将铜片和锌片浸在盐水中，连接导线，制成了第一个电池:伏打电池堆，堪称现代电池的始祖。Volta反应器给科学家提供了比静电发电机更稳定的电源，可以持续供应电流。

第四，十九世纪

1820年，汉斯·奥斯特(hans oersted)在课堂上做实验时，偶然发现电流可以偏转指南针的方向，演示了电流周围会产生磁场，也就是电流的磁效应。

随后，安德烈·玛丽·安培对这一现象进行了定量描述，给出了安培定律和安培定律。他们的研究成果成功地将电和磁联系在一起，被称为“电磁现象”。利用这一理论，我们可以制造出比天然磁铁磁性更强的电磁铁。从65438年到0827年，格奥尔格·欧姆发展了一套精妙的数学理论来分析电路。

1831年，法拉第和约瑟夫·亨利独立发现电磁感应——磁场的变化可以产生电场。1865年，詹姆斯麦克斯韦积分电磁学，提出麦克斯韦方程组，推导电磁波方程。由于他计算的电磁波速度等于测量的光速，他大胆预言光波就是电磁波。

1887年，海因里希·赫兹成功产生并接收了麦克斯韦描述的电磁波。麦克斯韦将电学、磁学和光学结合成一个理论。

1859年，德国物理学家尤利乌斯·普吕克将高压电连接到真空管两端的电极之间，产生阴极射线。物理学家发现，阴极射线以直线传播，但其传播方向会被磁场偏转。阴极射线具有可测量的动量和能量。1897年，约瑟夫·汤慕孙做了实验，证实了阴极射线是由带负电的粒子组成的，这些粒子叫做电子，于是他发现了电子。

19世纪早期见证了电磁学的快速和蓬勃发展。到了后期，随着电磁学知识的进步，电工学开始了突破性的发展。

例如，亚历山大·贝尔发明了电话，托马斯·爱迪生设计了出色的白炽灯和DC电力系统，尼古拉·特斯拉发明了感应电动机并发现了交流电，卡尔·布劳恩改进了安装在显示器或电视机中的阴极射线管。

由于这些和许多其他发明家的贡献，电已经成为现代生活中的必要工具，它也是第二次工业革命的主要推动力。

五世纪和二十世纪

德国物理学家海因里希·赫兹(Heinrich hertz)在1887中发现，用紫外线照射电极有助于产生更多火花。这就是光电效应产生的现象。包括约瑟夫·汤慕孙和菲利普·莱纳德在内的物理学者对光电效应做了大量的理论和实验研究。

1905年，阿尔伯特·爱因斯坦发表了一篇论文，解释了光电效应的许多实验数据。爱因斯坦认为，光束是由一组离散的量子(现在称为光子)组成的，而不是连续的波动。

如果一个光子的频率大于某个极限频率，这个光子就有足够的能量使金属表面的电子逃逸，产生光电效应。这一重要发现打开了量子物理学的大门。

1901年，吉列尔莫·马可尼从英国发出无线电信号，穿越大西洋，发送到加拿大。五年后，“无线电之父”李·福雷斯特研制出真空三极管。这项伟大的发明将电子时代迅速向前推进，使无线电和长途电话技术不再是遥不可及的梦想。

60年代+0940年代和60年代+0950年代，固体元器件开始出现在越来越多的场合，这标志着真空管技术的迅速衰落和半导体技术的崛起。1947年，贝尔实验室的威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿发明了晶体管。

这是20世纪最重要的发明之一。大多数电器都需要晶体管。杰克·基尔比在1958年独立发明了集成电路，罗伯特·诺伊斯在1959年独立发明了集成电路。

如今，大量的电子元件如晶体管、二极管、电阻和电容可以组装在一个集成电路中。

生产和应用

1，发电和输电

公元前6世纪，希腊哲学家米利都的泰勒斯用琥珀棒进行实验。这些实验是对电能生产的首次研究。这种方法，现在叫做摩擦电效应，虽然可以举起轻的物体，产生火花，但是效率极低。

直到18世纪伏打电堆的发明，才出现了可行的电源。Volta stack及其现代衍生电池以化学方式储存能量，并在需要时以电能形式提供能量。

电池是一种通用的、非常常见的电源，非常适合很多应用，但是它的储能是有限的，一旦放电就必须处理掉或者重新充电。对于大的电力需求，需要通过导电的输电线路连续产生和传输电能。

电力通常由机电发电机产生，由化石燃料燃烧产生的蒸汽或核反应释放的热量驱动；或者其他来源，例如从风或流水中提取的动能。查尔斯·帕森斯爵士于1884年发明的现代蒸汽轮机利用各种热源产生了当今世界约80%的电力。

这种发生器与1831中法拉第的单极圆盘发生器并不相似，但它们仍然依赖于他的电磁原理，即与变化磁场相连的导体会在其两端感应出电位差。

65438+19世纪后期变压器的发明，意味着可以在更高的电压和更低的电流下更高效地传输电力。高效的电力传输反过来意味着电力可以在集中的发电站产生，在那里电力受益于规模经济，然后被输送到相对较远的地方需要的地方。

因为电能的储存不足以满足国家需求，所以需要随时准确地产生所需的电能。这就要求电力公司仔细预测他们的电力负荷，并与他们的发电站保持持续的协调。必须始终预留一定的发电量，以缓冲电网不可避免的干扰和损耗。

随着国家的现代化和经济发展，对电力的需求正以极快的速度增长。美国的年需求量在20世纪前三十年增长了65，438+02%，印度或中国等新兴经济体现在也在经历这个增长率。从历史上看，电力需求的增长速度超过了其他形式的能源。

与发电相关的环境问题导致人们越来越关注可再生能源，尤其是风能和太阳能发电。虽然关于不同发电模式对环境影响的争论预计还会继续，但其最终形式还是比较干净的。

2.应用

电是一种非常方便的能量传输方式，已经适应了大量且不断增长的用途。1870年代实用白炽灯泡的发明使照明成为第一批公开的电力应用之一。虽然电气化带来了自身的危险，但明火代替煤气照明大大减少了家庭和工厂的火灾隐患。

许多城市都建立了公用事业公司，瞄准新兴的电力照明市场。在20世纪后期和现代，这种趋势开始向放松对电力部门的管制发展。

灯丝灯泡中使用的电阻焦耳热效应也更直接地用于电加热。虽然这是普遍的、可控的，但也算是一种浪费，因为大部分发电已经需要发电站产生热量了。

一些国家，如丹麦，已经立法限制或禁止在新建筑中使用电阻电加热。然而，电仍然是一种非常实用的加热和冷却能源。空调/热泵代表了对加热和冷却电力的需求越来越大的部门，电力公司越来越需要适应其影响。

电用于电信。事实上，库克和惠斯通在1837年展示的电报是其最早的应用之一。随着17世纪60年代第一个跨洲电报系统的建立，以及随后跨大西洋电报系统的建立，电力在几分钟内实现了全球通信。光纤和卫星通信已经占据了通信系统的市场份额，但预计电力仍将是这一过程中的重要组成部分。

电磁最明显的影响是电动机的使用，它提供了清洁有效的动力手段。绞盘等固定电机可以轻松提供电力，但电动汽车等随应用移动的电机必须携带电池等电源，或通过受电弓等滑动触点供电。

电动汽车用于公共交通，如电动公交车和火车，以及越来越多的私人拥有的电池供电的电动汽车。

电子设备使用晶体管，这可能是20世纪最重要的发明之一，也是所有现代电路的基本组成部分。现代集成电路可能在仅几平方厘米的面积内包含数十亿个小型化晶体管。