电的应用和发展
有人说科技发展是因为军事需要，这有一定的历史事实。
害怕拿破仑进攻，英国用桁架通信机向己方部队报告法军动向。瑞典、德国、俄罗斯等国也建立了由这种通信机组成的通信网络用于军事目的，据说都投入了巨额预算。
把这种通信机器改造成电通信方式的想法，大概就是有线通信的开始。
1.有线通信的原理
除了上面提到的西林发明的电磁电报机，还有德国简·梅林发明的电化学电报机、高斯和韦伯发明的电报机(德国)、库克和惠斯勒发明的五针电报机(英国)等。还有各种形式的电报，如音频式、打印式、指针式和铃式。其中，库克和惠斯通的5针电报最为著名。1837年，这种电报通过在伦敦和西德莱顿之间架设五条20公里长的电线而投入实际使用。
2.莫尔斯电报
1837年，莫尔斯电报机在美国研制成功，发明者是以莫尔斯电码闻名的莫尔斯。莫尔斯电码是一种由点和破折号编码的信号。
莫尔斯最初想成为一名画家，所以他在伦敦学习。1815年，他在回美国的船上听了波士顿大学教授杰克逊关于电报的一次演讲，摩尔斯电码和电报的想法由此产生。为了铺设电报线路，莫尔斯成立了电磁电报公司，并于1846开通了纽约-波士顿、费城-匹兹堡、多伦多-布法罗-纽约之间的电报业务。
莫尔斯的事业非常成功，于是他在美国各地创办了电报公司，电报业务逐渐扩大。
1846年，莫尔斯电报机配备了音频接收器，使用起来更加方便。
3.电话和交换机
1876 2月14日，两位美国发明家贝尔和格雷分别提交了他们的电话专利申请。Bell的申请和Bigret的申请提前了两个小时到达，因此Bell获得了专利权。
1878年，贝尔成立电话公司，制造电话，全力发展电话业。
自从电话业务发展以来，交换机一直肩负着重要的任务。1877左右的道岔称为召唤道岔。当一个操作员收到一个呼叫请求时，他把这个呼叫交给另一个操作员。
后来经过反复改进，开发了框图开关，再后来开发了自动切换模式(1879)。
1891，史端乔自动交换机研制成功。至此，实现了自动交换的愿望。之后继续研究，经过几个阶段才达到今天市面上的电子开关。
4.海底通信电缆
随着陆地通信网络的完善，人们开始考虑在海底铺设通信电缆，实现隔海国家之间的通信。1840左右，惠斯通已经考虑过海底电缆的问题。
海底电缆有许多问题需要解决。电缆的机械强度、绝缘和敷设方式与陆上电缆不同。
1845年，海峡海底电报公司成立，开始了从英国到加拿大，跨越多佛海峡到法国的海底电缆铺设工程。
海底电缆铺设遇到过断缆等重大问题，但铺设海底电缆是时代的要求，各国都有所贡献。
1851年，铺设了最早的加莱-多佛海底电缆，成功实现了通信。借此机会，在欧洲和美国东部铺设了许多电缆。
如今，世界上的海洋布满了用于通信的电缆。无线通信的历史
来自世界任何地方的信息都可以在电视上显示出来，电视是通过无线电波带给我们的。
最早的无线电波实验是德国的赫兹在1888年进行的。赫兹通过实验发现，电波和光一样，有线性传播、反射和折射。
频率单位赫兹来自他的名字。
1.马可尼的无线电设备
意大利人马可尼在杂志上看到关于赫兹实验的文章，于1895年研制出最早的无线电装置，并利用该装置在相距约3公里的地方进行了莫尔斯电码通信实验。他想到把无线通信做成企业，于是成立了无线电报信号公司。
虽然马可尼在无线通信领域取得了许多成功，但他在纽芬兰设立无线电报局的意图却因为与海底电缆公司的利益冲突而遭到反对，马可尼的反对者也不在少数。
2.高频波的产生
要实现无线通信，首先要产生稳定的高频电磁波。
Dader利用线圈和电容组成的电路产生高频信号，但频率小于50KHZ，电流只有2 ~ 3年，比较小。
1903年，荷兰的保尔森利用酒精蒸汽电弧放电产生了1MHZ的高频波，彼得森对其进行了改进，制成了输出功率为1KW的装置。
后来德国设计了机械式高频发生器，美国的斯特拉和费森登以及德国的戈尔德施米特研究出了用高频交流电机产生高频波的方法。许多科学家和工程师致力于高频波发生器的研究。
3.无线电话
如果不是莫尔斯信号而是人类语言，那就需要一个载波来承载信号。载波必须是高频波。
1906年，美国通用电气(GE)公司的alexanderson制作了80KHZ高频信号发生器，并首次成功进行了无线电话实验。
为了通过无线电话传输语音并收听它，必须具有用于传输的高频信号发生器和用于接收的检测器。费森登设计了一种多差接收机，并在1913中测试成功。
Dader设计了一种接收器，以保尔森电弧发射器为发射装置，以电解检测器为接收装置。当时由于使用火花振荡器，噪音很大，实验阶段是成功的，但离实用化还很远。
为了使产生的无线电波稳定，接收的噪声小，我们不得不等待电子管的出现。
4.二极管和三极管
1903年，爱迪生发现从灯泡的热丝中飞溅出来的电子熏黑了灯泡的一部分。这种现象被称为爱迪生效应。
1904年，弗莱明受爱迪生效应的启发，做了一个二极管，用于探测。
1907，美国D。福里斯特在二极管的阳极和阴极之间增加了一个叫做栅极的电极，发明了三极管。
这种晶体管可以用来放大信号电压，也可以配合适当的反馈电路产生稳定的高频信号，可以说是划时代的电路元件。
进一步改进后，三极管可以产生短波、超短波等高频信号。此外，三极管具有控制电子流的功能，随后出现的阴极射线管和示波器也与此密切相关。
5.电池的历史
1790年，加尔瓦尼根据解剖青蛙的实验提出了“动物电”。由此出发，伏打发现了两种金属接触产生电的规律，可以说是电池的起源。
1799年，伏打在铜和锌之间夹了一层浸透盐水的纸，然后把它们一层层叠起来，做成“伏打叠”。“电堆”就是很多单体电池高高堆在一起。
(1)主电池
放电后不能再用的电池称为原电池。伏打改进了伏打堆，制成了伏打电池。
1836年，英国人丹尼尔把一个阳极和一种氧化剂放在一个陶瓷桶里，制成了丹尼尔电池。与伏打电池相比，丹尼尔电池可以长时间提供电流。
1868年，法国人莱克兰彻公布了莱克兰彻电池，1885年(明治18年)，日本尾井干电池由Kenzo发明。Tailwell干电池是一种将电解液吸附在海绵中的特殊电池，具有搬运方便的特点。
1917年，法国的费里发明了空气电池，1940年，美国的鲁宾发明了水银电池。
(2)二次电池
放电后可以再充电的电池称为二次电池。1859年，法国的普朗泰发明了可充电的铅蓄电池。其结构是铅电极安装在稀硫酸中，这是最早的二次电池。今天，这种类型的电池被用于汽车。
1897年(明治30年)，日本岛津玄宗研制出容量为10A*H的铅酸电池，并把自己名字玄宗司马祖的前缀GS作为商品名称投放市场。
1899年瑞典造出了住宿电池，1905年爱迪生造出了爱迪生电池。这些电池的电解液是氢氧化钾，后来被称为碱性电池。
1948年，美国的纽曼发明了镍镉电池。这是一款可充电干电池，具有划时代的意义。
(3)燃料电池
1939年，英国人格罗夫发现氧和氢反应产生了电，并通过实验证明了燃料电池的可能性。也就是说，当水被电解时，电能被消耗，氧气和氢气被生成。相反，通过从外部向阳极侧供给氧气并向阴极侧供给氢气，可以产生电能和水。
格罗夫当时只做实验，并不实用。1958年，英国剑桥大学做了一个5KW的燃料电池。
1965年，美国GE公司研制成功燃料电池，安装在1965年载人飞船双子座5号上，为航天员提供饮用水的电能。1969年登月的阿波罗11的电源也是用燃料电池作为飞船内的电源。
(4)太阳能电池
1873年，德国西门子发明了由硒和铂丝制成的光伏电池。这种硒光电池用于新相机的曝光台。
1945年，美国的夏品发明了硅太阳能电池，这是一种当太阳光或光线照射到其PN结上时能产生电能的元件，广泛应用于卫星、太阳能汽车、钟表、台式计算器等。提高该组件转换效率的研发工作仍在进行中。
6.照明的历史
65438+20世纪60年代英国兴起的工业革命使工厂进入了连续加工和大规模生产的时代，夜间照明成为一个重要问题。
如前所述，英国人David 1815曾做过一个著名的实验，用2000个伏打电池产生电弧。
(1)白炽灯泡
1860年，英国人斯旺将棉线碳化，制成细丝放入玻璃灯泡，发明了碳丝灯泡。
但由于当时的低真空技术，光照时间不宜过长。时间长了，灯丝会在灯泡里氧化燃烧。
斯万想到的白炽灯泡原理，就是今天市面上白炽灯泡的起源。随着灯丝研究和真空技术的发展，白炽灯终于有了实际用途。从这个角度来说，斯万的发明是一个伟大的发明。
1865年，Sprengel为了研究真空现象，研制了水银真空泵。天鹅得知此事后，在1878提高了玻壳内的真空度，并在灯丝上做了一些努力。他先用硫酸处理棉线，然后碳化，最后，他公布了天鹅灯泡。天鹅的白炽灯泡在巴黎世界博览会上展出。
1879年，美国爱迪生成功地将白炽灯泡的寿命延长到40小时以上。1880年，爱迪生发现竹子是制作白炽灯灯丝的优良材料，于是他收集了日本、中国和印度的竹子进行反复实验。
爱迪生派下属摩尔去日本京都八幡寻找优质竹子。几年后，他用八幡竹做了一根细丝。为了用竹丝制作这种灯泡，他于1882年在伦敦和纽约创立了爱迪生电气公司。
在日本，东京电力公司成立于1886年(明治19年)，从明治22年开始，普通家庭开始使用白色灯泡。
1910年，美国的库利霍尔使用钨丝，发明了钨丝灯泡。
1913年，美国的朗缪尔用气体填充玻璃灯泡，防止灯丝蒸发，发明了充气式钨丝灯泡。
1925年，日本的布布·唐三发明了内壁磨砂灯泡。
1932年，日本的米乌拉俊一发明了双螺旋钨丝灯泡。
正是因为有了上述的不断探索，我们才能享受到今天白炽灯照明的日常生活，这真的是一个很长的路要走。
(2)放电灯
1902年，美国的Huyzt将汞蒸气放入玻璃灯泡中，发明了电弧放电汞灯。因为这种汞灯在汞蒸气压力较低时会发出较多的紫外线，所以常被用作杀菌灯。当水银压力高时，它能发出强烈的可见光。
广泛应用于广场照明和道路照明的高压汞灯发出的光是一种混合光，包括汞弧放电的光和紫外线照射在玻壳内壁涂有的荧光材料上发出的光。
1932年，荷兰飞利浦公司研制出波长为590nm的单色钠灯，广泛用于公路隧道照明。
1938年，美国的因曼发明了当年广泛使用的荧光灯。这种灯通过用汞弧放电发射的紫外线照射涂覆在灯管内壁上的不同磷光体来发射不同颜色的光。一般白色荧光灯用的最多。
7.动力设备的历史
可以说奥斯特在1820年发现的电磁作用是电机的起源。
法拉第在1831发现的电磁感应是发电机的变压器的起源。
(1)发电机
1832年，法国人毕克·韦斯特发明了手持式DC发电机。其原理是通过旋转永磁体改变磁通量，在线圈中产生感应电动势，并将这种电动势以DC电压的形式输出。
1866年，德国西门子公司发明了自励DC发电机。
1869年，比利时的克制作了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机利用水力来转动发电机的转子。经过反复改进，获得了3。2KW输出功率。
1882年，美国的戈登制造了一台输出功率为447KW，高3米，重22吨的两相巨型发电机。
美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心研发交流电机，但是爱迪生坚持只有DC模式，于是把两相交流发电机和电机的专利权卖给了西屋公司。
1896年，特斯拉的两相交流发电机开始在尼亚拉发电厂运行，3750KW，5000V的交流电送到了40公里外的布法罗。
1889年，西屋公司在俄勒冈州建造了一座发电厂，1892年，它成功地向皮茨菲尔德送去了15000伏的电压。
(2)电机
1834年，俄国的雅可比试制了由电磁铁组成的DC电机。1838年，这种电机启动了一艘船，电机的电源用了320节电池。此外，美国的温波特和英国的德比森也建造了DC电机(1836)，用作印刷机的动力设备。因为这些电机是由电池供电的，所以应用并不广泛。
1887年，上面提到的特斯拉两相电机作为实用感应电机的开发计划启动。1897年，西屋公司做出了感应电机，并成立了专业公司推广电机。
(3)变压器
当发电端向外输送交流电时，需要先提高交流电压，然后在用电端需要降低输送的交流电压。所以，变压器是必不可少的。
1831年，法拉第发现磁性可以感应出电，这是变压器诞生的基础。
1882年，英国的吉布斯获得了“照明和电力的配电方式”专利，其内容是利用变压器进行配电。当时使用的变压器是开磁路变压器。
西屋公司进口了吉布斯的变压器，经过研究在1885研制出了实用的变压器。
另外，前一年的1884，英国的霍普金森做出了闭合磁路变压器。
(4)电力设备和三相交流技术
两相交流电是一种使用四根导线传输电力的技术。德国人Dobro Volschi在绕组上想出了一个绝招，从绕组上的三个地方，每隔120度抽头，得到三相交流电。1889年，利用三相交流电的这种旋转磁场，制成了最早的功率为100W的三相交流电动机。
同年，Dobro Volschi开发出三相四线交流连接方式，并在法兰克福输电实验(1891年)中获得圆满成功。
8.电子电路元件的历史
现在电子包括计算机都很繁荣，其背景与电子电路元件从电子管-晶体管=集成电路的不断发展密切相关。
(1)电子管
电子管是按照二极管-三极管-四极-五极管的顺序发明的。
二极管:如前所述，爱迪生发现了电灯泡灯丝发射电子的“爱迪生效应”。1904年，英国人弗莱明受爱迪生效应的启发，发明了二极管。
三极管:1907年，美国的福里斯特发明了三极管。当时真空技术不成熟，三极管制造水平不高。但在反复改进的过程中，人们明白了三极管具有放大功能，终于拉开了电子学的帷幕。
振荡器也从上面提到的马可尼火花器件发展到三极管振荡器。三极管有三个电极，阳极、阴极和设置在它们之间的控制栅极。该控制栅极用于控制阴极发射的电子流。
四极:1915年，英国的Lund在三极管的控制栅极和阳极之间增加了另一个电极，称为帘栅。它的作用是解决三极管中流向阳极的部分电子会流向控制栅极的问题。
五极管:1927年，约布斯特在阳极和帘栅之间增加了另一个电极，发明了五极管。新增加的电极称为抑制栅。之所以加这个电极，是因为电子流在四极管中撞击阳极时，阳极会产生二次电子发射，而设置抑制栅就是为了抑制这种二次电子发射。
另外，1934年，美国的汤姆逊通过对电子管的小型化改进，发明了适用于超短波的橡子管。
1937年发明了金属外壳代替玻璃的ST管，1939年发明了小型化的MT管。
(2)晶体管
半导体器件大致分为晶体管和集成电路(IC)。二战后，由于半导体技术的进步，电子学取得了显著的进步。
晶体管是贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉特在1948年发明的。
这种晶体管的结构是使两根金属线与低掺杂锗半导体表面接触，称为接触晶体管。
1949年，结型晶体管被研制出来，在实际应用上前进了一大步。
1956年，发展了制造P型和N型半导体的扩散法。它是一种在高温下将杂质原子渗入半导体表面的方法。1960年，发展了外延生长法，制成了外延平面晶体管。外延生长是一种通过将硅晶体置于氢气和卤化物气体中来制造半导体的方法。
随着半导体技术的发展，集成电路诞生了。
(3)集成电路
大约1956，英国的Dama从晶体管原理上预见了集成电路的出现。
1958年，美国提出了用半导体制造所有电路元件，实现集成电路的方案。
1961年，德州仪器开始大规模生产集成电路。
集成电路不是由电路元件连接的电路，而是将具有某种功能的电路“埋入”半导体晶体中的器件。易于小型化和减少引线端，因此具有高可靠性的优点。
集成电路的集成度逐年增加。先后开发了少于100个元件的小规模集成电路、100~1000的中规模集成电路、10000 ~ 100000的大规模集成电路和100000以上的超大规模集成电路。