电机的发明

电机的发明

1840年，在德国的威丁堡，一位24岁的年轻人因帮助朋友与别人决斗被关进了监狱。对此，他却说道：“禁锢是一件不舒服的事，但我可以自慰的是有许多空余时间来进行我的研究。”他托人购买了大量的试验用品和工具，在监牢里办了一间小试验室。为了筹集研究用的资金，他把原来在炮工学校里研究成功的金属镀金和镀银方法卖给一位宝石商人。这件事被国王知道了，他被勒令赶出监狱。

能够出狱，对于一般人来说，当然是件好事，但对这位年轻人来讲，等于剥夺了已建立起来的工作条件，所以他非常难过，立即写了呈文，请求继续留在监狱里。但监狱方面认为：不愿出狱，就是拒绝国王的“恩典”，于是半夜就把他赶出了监狱。出狱后，这位青年开始发奋图强，走上了发明创造之路。他就是后来大名鼎鼎的发明家——西门子，他对电机的发明导致了人类技术和人类生活的一场巨大革命。

1.谁能回答：“电有什么用？”

电机是发电机和电动机的总称。它的发明要从人类认识电讲起，雷鸣电闪是人们常见的现象，为什么会有这种现象呢？长期以来一直是个谜。从古代起，人类就对雷电有一种莫名其妙的敬畏，雷公电母的神话传说早就流传于我国了，古希腊神话中也有雷神。一听雷声隆隆，那时信奉神灵与宗教的人就宣称，那敢情是玉皇震怒，上帝生气了吧！

从实践中，人们很早就知道，琥珀经过毛皮摩擦后有吸引纸屑等轻微物体的能力。近代科学兴起以后，人们用极大的兴趣进行各种实验来研究有关电的现象。英国科学家吉尔伯特发现，玻璃、火漆、硫黄、宝石等经过摩擦也都可以带电。17世纪时，有人设计制造了一个转动的硫黄球。经过摩擦能够带有比较多的电荷，这就是摩擦起电机。摩擦起电机所产生的电荷能不能储存起来呢？1745年，荷兰莱顿大学教授马森布罗克茬一个玻璃瓶里装上水，希望用来储存摩擦起电机所产生的电荷，实验获得了成功。后来，这种储存电荷的瓶子经过改进，内外贴上金属箔，称做莱顿瓶。

莱顿瓶放电产生的火花和声音跟雷电很相象，这两种电是不是一样的呢？当时很多人都非常关心这个问题。1752年，法国一位科学家竖起一根12米高的铁杆，当闪电掠过杆顶时，杆下端就发生放电火花。俄国的里曼教授在闪电的时候安装铁杆被电当场击死，大自然向揭开它奥秘的人们索取了沉重的代价。1752年7月的一天，美国发明家富兰克林冒着生命危险成功地做了一个震惊世界的天上取电的实验。

富兰克林扎成一个菱形的风筝，风筝的顶端安有一根尖尖的铁针，系风筝的绳子用的是麻绳，麻绳末端拴有一把铁钥匙，而靠近手的一小段是丝绳。富兰克林发现，当风筝与云中的电接触的时候，尖尖的铁针，把电吸了过来，风筝和麻绳带电了。顿时，麻绳四周松散的纤维一条条直立起来，用手指向它们靠近一下，它们还动一动呢！待雨点把风筝、麻绳湿透，导电性能良好以后，富兰克林有一种麻觫觫的感觉，那是电流通过铁钥匙传到了手上，他高兴地大叫：“电，捕捉到了，天电捕捉到了！”他又把铁钥匙同蓄电用的莱顿瓶连起来，结果莱顿瓶蓄了大量的电。这一划时代的实验证明，天上的电与地上摩擦引起的电在性质上完全相同。这说明电是自然界一种固有的和有规律的现象。富兰克林这个实验一公布，就引起了世界科学界的极大关切。

在富兰克林研究雷电的时代，谁也说不上电将来会有什么用途。有一次，一位贵妇人问富兰克林：“电有什么用？”对此，富兰克林只能机智地反问道：“新生的婴儿有什么用？”确实如此，电在当时还处在婴儿阶段，不过它会成熟，会大有作为的。

在风筝取电实验的39年后，意大利解剖学家伽伐尼在解剖青蛙时，偶然发现，蛙腿在接触两种不同的金属时会猛烈抽动。对这种现象，他认为是青蛙体内的“生物电”在起作用。以前的电子学家只看到了静止的电荷，而伽伐尼第一次看到了流动着的电流。

意大利物理学家伏打在重复伽伐尼的实验时发现，只要有两种不同的金属相互接触，中间隔以湿的硬纸、皮革或其他海绵状的东西，不管有没有蛙腿，都有电流产生，从而否定了动物电的观念。他把许多铜片和锌片，夹以盐水浸湿的纸片叠组成电堆，这就是电池的前身。1800年，他又把锌片和铜片放在盐水或稀酸杯中，并将其串联起来组成伏达电池，指出这种电池“具有取之不尽用之不完的电。”这就是第一个人工电源。人们应感谢青蛙，它使伽伐尼发现了电流，又使伏打制造出电流，在电学博物馆中，也许有必要建立一个青蛙纪念碑。

2.由电到磁

你可能从小就玩过磁铁吧？它可以很容易地吸起铁钉之类的金属品。人类对磁性的认识要比对电的认识早得多，我国古代战国时期就已出现用天然磁石制成的磁勺。到了宋代，就出现了用于航海的用人工磁化方法制成的指南针，指南针的发明表明我们的祖先已有了较为丰富的磁学知识。电现象发现后，人们开始思考它们的关系了。19世纪初，德国哲学家谢林认为，宇宙是有活力的而不是僵死的，电就是宇宙的活力，是宇宙的灵魂；电、磁、光、热是相互联系的。他宣扬宇宙有灵魂当然是错误的，但认为电、磁、光、热是相互联系的观点却给当时的科学家以重要启示。

谢林哲学的一位信徒，丹麦物理学家奥斯特从1809年开始研究电与磁的关系。1820年时，他在一次讲课的时候，偶然发现讲台上通电的导线可以引起旁边磁针的偏转。又经过多次反复的实验，奥斯特得出结论：导体中的电流会在导体周围产生一个环形磁场；改变电流方向或磁针在导线上下的位置，磁针会改变偏转方向。他把这一现象叫做“电流碰磁”。在奥斯特实验以前，人们虽然早已注意到电与磁的某些相似性，但并未认识到电与磁的相互转化，法国物理学家库仑甚至认为这种转化是不可能的。奥斯特的发现把电学与磁学结合在一起，从此，电磁学的研究在欧洲主要国家蓬勃开展起来。

英国著名科学家法拉弟敏锐地认识到奥斯特的发现的重要性。他对此评价道：“它猛然打开了一个科学领域的大门，那里过去是一片漆黑，如今充满了光明。方向已经指明，目标是弄清楚电流与磁的相互关系……”

法拉弟出身于贫苦家庭，只上过两年小学，12岁就上街卖报，13岁到一个书商兼订书匠的家里当学徒。他求知欲十分强烈，利用订书的空闲时间，如饥似渴、废寝忘食地阅读了许多有关自然科学方面的书籍。他在听过大化学家戴维的科学讲演之后，把整理好的讲演记录送给戴维，并且附信，表示自己愿意献身科学事业。作了“毛遂自荐”后，他如愿以偿，22岁时当上了戴维的实验助手。法拉弟勤奋好学，工作努力，很受戴维器重。他曾跟随戴维到欧洲大陆国家进行参观访问，大大扩大了眼界，所以有人说欧洲是法拉弟的大学。戴维虽然在科学上有许多了不起的贡献，但是他说，他对科学最大的贡献是发现了法拉弟。

在奥斯特发现电生磁以后，摆在前面的拦路大山是怎样用实验证实磁力对电有反作用。1821年，法拉弟在笔记中写下了这样一个设想：用磁生电。他企图从静止的磁力对导线或线圈的作用中产生电流，但是各种努力都失败了。经过近10年的努力，到1831年，他终于发现，一个通电的线圈（原线圈）产生的磁线虽然不能在另一个线圈中引起电流，但是当通电线圈的电流刚接通或者中断的时候，另一个线圈（初线圈）中的电流计指针有微小偏转，即产生了电流。法拉弟心明眼亮，抓住这一发现反复做实验，最后证实，当磁作用发生变化时，另一个线圈中就有电流产生。

原线圈在电池接通或断开时只能在初线圈中产生瞬时电流，怎样得到持续电流呢？法拉弟又把磁铁棒在并接电流计的螺管线圈里迅速地插入插出，看到电流计不断偏转。接着，他又把一个铜盘放在U型磁铁中旋转，也发现电流计有持续电流通过，这就是最的发电机模型。法拉弟这一发现劈开了探索电磁本质道路上的拦路大山，开通了在电磁之外大量产生电流的新道路。同时也揭示了用磁和机械运动转化为电的途径，为发电机的产生奠定了坚实的基础。

3.新动力的诞生

法拉弟只是提出了发电机原理并研制成了模型，并没有完成制造出实用发电机的任务。1832年，法国人皮克希用马蹄形永久磁铁线圈，制成了手摇磁石发电机，并设置了能把发出的交流电变为直流电的换电器。

从1840年至1865年，已经有许多庞大笨重的永久磁铁发电机在运转，采用蒸汽机作原动机。由于发电机所采用的永久磁铁（即天然磁铁）磁场强度太弱，再加之高导磁率的矽钢片还没有发明出来，在结构上也存在不少问题，因此，不可能从根本上继续提高其输出功率。例如，一台输出功率几千瓦的发电机竟有两吨重。在19世纪前半叶，作为电能主要是使用各种化学电源（蓄电池等），但是这些电源造价昂贵，应用极不普遍。在1850年的时候，电能比蒸汽能贵25倍。直到1866年，德国工程师西门子发明了一种新式的发电机，这种发电机才真正能够提供强有力的电流。他本人则被后人称为“电机之父”。

西门子出生于一个农民家庭，靠耕田度日的父母要养活全家13口人，贫困的生活磨练了西门子不畏艰险，勇于战胜困难的优秀品格。他一生的大大小小的发明创造有：金属电镀、锌板印刷术、自动断续指针电报机、棉花火药、海底电线、感应书写电报机、海底水雷、电炉炼钢等。1847年，西门子和仪器制造家哈尔斯卡，借了600元钱，创办了西门子哈尔斯卡公司，这就是当今著名的西门子公司的前身。

西门子为了解决德国电镀工业对电力的大量需要，利用10余年时间，发明了用电磁铁代替永久磁铁的自激场式发电机，这种发电机发出的电可以作为它自身电磁铁的电源，所以叫自激磁场发电机。这种电机靠电磁铁中的剩磁激发，可以把机械能高效率地转化为强大的电流。继西门子之后，人们又做了一系列发明，19世纪70年代时，直流发电技术达到相当完善的地步，从此，电力才成为得以广泛应用的能源。

第一台自激式直流发电机

蒸汽力可以直接推动机械装置工作，由发电机发出的电力必须再经过由电能转为机械能的装置——电动机才能带动机器作功。电动机的英文是“Motor”，所以，我们常把它称做“马达”。法国物理学家安培发现，磁场对于有电流通过的导线要产生一定的作用力。在发电机研制成功以后，到19世纪70年代，一些科学家认识到，对于有电流通过的线圈来说，磁场的作用力将会使线圈旋转，这就是电动机的原理。真正实用的电动机也是西门子发明的，西门子在1879年的柏林博览会上，演示了用直流电动机作动力的机车，并于同一年在柏林到利希腾德尔间建设了最早的电气铁路。19世纪80年代后，又有了交流电机和三相交流电机，从此，电力在人类生活中发挥出更大的作用。

4.开辟“电讯时代”

电讯是指用电来传递信息。古代没有电讯，人们为了把意向传达到远方去，只得采用一些很原始的办法。例如，古希腊人一次在名叫马拉松的地方同敌军作战取得了胜利。一位名叫斐迪辟的士兵，从马拉松不停顿地跑了几十公里到雅典传递消息，这是现代马拉松长跑的起源；随着生产的发展，贸易交往增加，金融情报需要迅速传递，长跑方式不能满足要求了。

此外，古代还有用烽火通讯的方法。古希腊人把烽火和水漏组合起来，以传达文字。他们在信号转播站放置同样尺寸的水漏，在烽火升起的同时，拔开他们水漏的塞子，而在烽火再次升起时，塞回塞子，这样，接受方可以根据那时刻的水漏中的水位，判读事先约好的暗号。可是，这种方法实在太复杂太麻烦了，比如，要传达“逃走了1000个克特人”这一讯息，就需要173个信号。而且这一方法只能用在烽火所能及的范围内，选定转播点之间的距离。信号经由多个转播站辗转传递，有时免不了会有差错，等到达目的地时，起站发出的信号也许已经完全走样了。

利用马车、火车、汽车等交通工具，完成远距离的通讯也需要很长时间，人们渴望有简单和迅速地传递信息的办法。当电登上科学技术舞台时，立刻引起了人们的注意力，各种各样原始的电报相继出现。

在没有发明电池之前，英国就有人建议用26个球，当给不同的球充上静电的时候，就能吸引相当的英文字母纸片，希望用这种办法传递信息。电池发明以后，有人建议用电流变化来传递信号。奥斯特发现电流可以影响磁针偏转后，安培曾经建议用26根导线对应26个字母，磁针放在接收那头的字母旁边，希望利用电流引起磁针偏转来指示需要传递的字母。1825年，电磁铁被发明了，1831年有人建议用电流引起电磁铁打铃的办法来传递信息。

实用电报机的发明人是美国画家莫尔斯。莫尔斯41岁那年，去英国旅行，回国时，他在船上碰巧跟一位名叫杰克逊的科学家住在一起。有一天，杰克逊吃完饭后，拿出从法国带来的电磁铁，并且对安培的实验作了一番说明，莫尔斯尽管是位画家，但听得津津有味，对杰克逊提及的电报机觉得新鲜有趣，下船后，他下了决心，一定要研制出实用的电报机。

莫尔斯把自己的画室改为实验室，亲手制作线圈和电池，供电磁铁用的铁芯，则请铁匠将软铁棒打成马蹄状。但他几乎不具备科学方面的知识，只好向化学教授请教电池的制法，向著名物理学家享利请教电磁学方面的知识。他的勤奋终于有了收获。1837年，他发明了用他自己名字命名的电码编法。当他快50岁的时候，终于制成了实用的电报机。在国会提供资金的支持下，1844年莫尔斯在华盛顿和巴尔的摩之间架设了第一条有线电报的线路。

电报的发明具有重要的社会意义和经济价值。它大大加速了人们之间的信息联系，使整个社会活动活跃起来，在当时条件下更有重要的商业和军事的用途。电报试验成功后，就不仅有了陆地电报的广泛应用，而且从1852年开始了连接英美的海底电缆架设工程。最早铺设的海底电缆在传递消息时信号畸变较严重，速度也很慢，采用强电压信号又造成了电缆绝缘层的破坏。在这种情况下，英国科学家汤姆生从理论上解决了电信号传输的问题，并采用了高灵敏度的电流计和改善绝缘条件的材料，使1866年铺设的第二条大西洋海底电缆取得成功，首次实现了人类跨洋通讯。由于这些贡献，汤姆生后来被封为开尔文男爵。

有线电报的出现，立刻成了科技界和工商界注视的焦点。在美国第一条电报线路建立以后只有一年，英国就成立了电报公司。亚历山大·贝尔、西门子、爱迪生等人对电报这个新鲜事物非常敏感，他们都和电报打过交道，然后又向电学应用的各个领域进军。能够利用电线传递字码，那么直接传送人的声音不就更好了吗？贝尔沿着这条思路发明了“顺风耳”——电话。

亚历山大·贝尔出生在英国一个声学世家，曾经当过聋哑学校的教师，由于职业上的原因，他研究过听和说的生理功能。贝尔移居美国以后，受聘为波士顿大学声音生理学教授。1873年，他辞去了教授职务，开始专心研制电话。要研制成电话，先要把声音信号变成电信号，再将电信号变成声信号，怎样实现这个转换呢？在贝尔之前，已经有不少人在研究这个问题。1875年，贝尔在波士顿电报装置旁边工作的时候，看到电报中应用了能够把电信号和机械运动相互转换的电磁铁，这使他受到启发。贝尔开始设计制造电磁式电话。他最初把音叉放在带铁芯的线圈前，音叉振动引起铁芯作相应运动，产生感生电流，电流信号再传到导线另一头作相反转换，变成声信号。随后，贝尔又把音叉改换成能够随着声音振动的金属片，把铁芯改为磁棒，经过反复实验，制成了实用的电话装置。

1876年7月，为庆祝美国独立100周年举办的博览会在费城开幕。贝尔和他的助手华生带着他们的新发明来到费城。可悲的是那些观众竟把他们看作杂技演员。后来还是巴西皇帝彼得罗二世好奇地拿起了受话器，当听到电线传来的话音时，他惊呼道：“我的上帝，它说话了！”皇帝的震惊引起了大家的注意，人们一个接一个地把耳朵贴到话筒上，他们清晰地听到了贝尔的话声。一位名叫伊泽的日本游客，竟对电话高声问：“日本话也能传达吗？”当从电话中得到了肯定的答复后，他向两位发明者深深地鞠了一个躬。博览会后，贝尔又对电话进行了许多改进。1878年，他又在波士顿和纽约之间进行了首次长途通话，并取得了成功。

有线电报和电话都离不开电线，能不能不要电线呢？赫兹发现了电磁波，提供了这种可能性。所谓电磁波是指电磁场的变化在空间传播时的一种波的形式。1894年，只有20岁的意大利人马可尼从赫兹去世的讣告中了解到电磁波的性质，产生了利用电磁波进行无线电通信的想法。马可尼经过研究改进了旧式检波器，在发送电波信号和接收检测电波信号方法方面做了大量细致的工作。

1896年，马可尼来到海上强国——英国，希望在船只和陆地之间的无线通讯实验方面获得支持。结果，许多有远见卓识的人都愿与他合作，无线电通信的范围很快从几百米增加到几十公里。马可尼开设了工厂，开始大量生产发射电磁波的感应线圈和接收用的金属屑检波器。英国、德国和意大利的海军以及许多商业航运公司开始采用无线电报来通讯。马可尼并不满足无线电报只能在短距离里使用。1901年，他又在英国建设了一个高高矗立的发射塔，向空中发射的电磁波在大西洋彼岸被收到了。马可尼推测空中有能够反射电磁波的电离层存在，后来的实验证实了他的推测。无线电报从此取代了有线电报。

电报和电话的发明在历史上具有划时代的意义，它们是自觉应用电学知识的产物。电报和电话开创了信息革命，人们可以在一刹那间知道几千公里外正在发生的事情。它的伟大意义可以和蒸汽机相比。蒸汽机利用自然力代替了人的体力，是扩展了人类肢体功能的一次革命；电话和电报是扩展人类感官功能的一次革命。

5.为人间洒下光明

与电机发展同步的不仅有电讯等“弱电”技术，而且还有电灯、电影机等“强电”技术。电力不但比蒸汽机更伟大，而且更神奇，它是现代“神灯”——电灯的光明之源。

1979年，美国举行了一次长达一年，花费几百万美元的纪念活动，来纪念爱迪生发明电灯一百周年。这充分反映了人们对爱迪生的怀念。爱迪生出身贫苦，12岁就成了铁路上的报童，15岁在火车站当电报员，16岁时发明了自动电报机，爱迪生中年的时候已经很富有了，1876年，他又投资两万美元建立起世界上第一个研究所。

1877年，爱迪生发明用碳粒构成的声电信号转换器。这种转换器用在贝尔电话的听筒和话筒里，大大推进了电话的改进和发展。这一年的秋天，他又发明了手摇留声机，他后来还发明了电影机等新事物，他一生的发明有专利可查的就有一千多件，因此他获得了“发明大王”的美名。

爱迪生

发明家与科学家相比有许多不同的特点，科学家的兴趣在于探索未知世界，他们以发现自然界的奥秘为乐事。很多科学家在研究某个问题的时候，说不清这项研究有什么实际意义。比如法拉弟发现了电磁的相互作用和转化，他并没有花很大气力去研制实用的发电机，而是去探索好像跟实际没有关系的电磁和引力的作用。发明家却有很大不同，他们的工作并不是为了探索未知来满足求知的欲望，他们以创造出能够更好地满足生产或者生活实际需要的东西为己任。爱迪生研制电灯的过程就充分体现了这一点。

电引起科学界注意以后，有许多人在探索用电照明的道路。1809年，英国的戴维发明了弧光灯，他发现两个炭棒之间大电流放电可以发出很亮的弧光，用这个原理制成的照明灯就是弧光灯。但这种灯使用范围很窄，只能用在海上照明的灯塔上。后来，人们开始转向对白炽电灯的研制。最早的白炽电灯是1820年法国人德·拉留制成的，发光的白热体用的是白金线。因为白金太贵，人们还是愿意用汽灯，白炽灯因不能和汽灯竞争而被淘汰。1878年时，已经有不少人在研制电灯方法上做了大量工作，灯泡抽真空的问题也基本得到解决。

英国人斯万努力研究电灯已经30多年，他研制成用坚韧的碳丝做灯丝。当时爱迪生刚开始研制电灯，他试用了上千种灯丝材料，直到1879年在《科学的美国人》杂志上看到了斯万用碳丝做灯丝的报道，才重新研制碳丝灯泡，并很快取得了成功。

早期的碳线灯泡

碳线纤维灯

碳线灯泡的改良型

早期的钨丝灯泡

为什么发明电灯的桂冠没有戴在斯万头上，却戴在爱迪生头上了呢？这主要是因为爱迪生更好地适应了技术研究的特点。技术研究常常需要有各方面特长的人共同协作，而且还要花费大量资金。斯万在研制电灯的几十年过程中，经常只有一个助手，爱迪生却有整个研究所做他的后盾。爱迪生为研制电灯花费了40 000美元，大批购买各种实验材料，这是斯万望尘莫及的，爱迪生后来居上，很快超过了斯万，在1881年巴黎博览会上获得荣誉奖，斯万只获得了比较低等的一级金质奖章。

技术研究不能一出成果就收兵，必须解决成果的应用和推广的各种实际问题。在这方面爱迪生是所有发明家的典范。为了使电灯能够实用，灯泡在电路上要并联而不能串联，这样才不会因为一个灯泡的关闭或损坏而影响整个线路。并联要求灯泡有高电阻，为此就必须要让灯丝的横截面积小，爱迪生研制出了灯丝极细的灯泡，并且大量生产。只有灯泡还不能解决公众的照明伺题，爱迪生又努力研究发电和供电。1882年，爱迪生公司首先建成了电力站和电力网，使供电像供水一样。

当然，爱迪生也有失误，他的电力网输送的都是直流电，由于直流低压输电损失很大，输电范围也很有限，这就成了直流输电的致命弱点。由于爱迪生没受过正规学校教育，缺乏基本知识素养，数学又不在行，因为认识交流电的特性要求有较多的数学知识，所以他没有看到交流电技术的发展前景，因此抱着直流电不放，坚决反对交流输电技术，直到晚年，他在直流与交流电竞争之中彻底失败为止。

另外，技术研究成果一般以是否获得专利为标准，爱迪生对电灯的每一项改进都申请了专利，到1883年已经获得有关电灯的专利147项，可是斯万在制成第一个碳丝灯泡的32年以后，直到1880年才第一次申请灯泡专利。

6.连锁反应

电机的发明，导致电力技术的普遍运用，出现了人类历史上第二次技术革命。如果说第一次技术革命完成时，出现了到处烟囱林立的工厂和星罗棋布的铁路的话，那么进入20世纪，则是到处林立的高压铁塔和星罗棋布如同蜘蛛网一般的电网。

高压交流输电方式确立后，各国争先修建电站，发电量的增加极为迅速。比如，美国电站的输出功率1889年仅为260千瓦，1939年达到29 439千瓦，增加了200倍。电力供应迅速增加，使产业革命以来的工业化进入了更高的发展阶段，导致了技术上的连锁反应。

首先，它使传统技术得到改造而焕发了生机。在19世纪的蒸汽机时代，工厂的动力主要是蒸汽机，车间的所有设备都是用皮带传动的，对机械的控制和加工速度、精度都有很大的影响。电动机和机电控制装置的出现，促进了生产的初步自动化。电梯、电铲、电拖斗、电照明、电泵等一系列发明彻底改变了矿井面貌，电冶、电铸、电解的应用，为制备优质的金属、非金属材料创造了条件。电照明又使工厂、街道以至家庭都发生了很大变化。

其次，出现了一批新兴的技术。例如，电解、电镀、电热、电焊、电冶等技术的出现。同时，围绕电力技术的发展，又形成了一批新兴的工业部门，如锅炉、汽轮机、水轮机、变压器、电线电缆、电器、电测、绝缘材料等。

而且，由于电力拖动的发展，出现了新型的交通工具，城市中电车取代了马车，在20世纪上半叶成为市区的主要交通工具。城市的地铁在19世纪中叶即出现，但由于使用蒸汽机车做动力，黑烟滚滚，脏污不堪，电力机车出现后，地铁才成为一种清洁便利的城市交通工具。在建筑上，随着电力卷扬机和升降机、电梯的发明，以及钢筋混凝土结构方式的采用，在20世纪前后出现了许多高层建筑。1932年，美国建成的帝国大厦有102层，378米高，在很长时间内一直保持世界第一高楼的桂冠。

在强电技术发展的同时，弱电技术也随之而发展。电报、电话、无线电以及后来的电影、电视等，都极大地提高了信息传播的数量和速度，扩大了广播范围，促进了技术、经济及社会的繁荣。

电力是由一次能源转换的二次能源，由于任何能源都可以转化为电能，因此电力技术的出现，为人类广泛、合理地利用各种能源开辟了道路，今天，尽管有了原子能，但也要将它转化为电能，才能为人所使用。从能源动力革命的角度看，它是蒸汽动力革命的继续，是能源动力革命的更高阶段。

小知识

开普勒（1571－1630年）是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。他以数学的和谐性探索宇宙，在天文学方面做出了巨大的贡献。