2025年电气科学与工程的发展简史.pdfVIP

好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。——《中庸》

电气科学与工程的发展简史

一、电气科学的萌芽与理论形成

人类最初是从自然界的雷电现象和天然磁石中开始注意电磁现象

的士希腊和中国的古代文献都记载了琥珀摩擦后吸引细微物体和天然

磁石吸铁的现象。2025—前771年，中国的青铜器上就出现

了篆文的了篆文的电电字。战国时期，出现了用磁石指示方向的仪器——司南，

成为中国古代四大发明之一。公元1世纪王充所著《论衡》一书中，

记载了记载了顿牟授芥，磁石引针顿牟授芥，磁石引针的现象（顿牟∶琥珀，摄∶吸引，芥∶很

轻的植物籽），最早把静电现象和磁现象相并列。《论衡》中还对司

南的形状和用法做了明确的记录，图1-1是后人根据书中的描述复制

的司南模型。到了宋代，用磁铁制成的指南针已经得到广泛应用。

司南

近代电磁学的研究，可以认为开始于英国的W.吉尔伯特

（WilliamGilbert1544—1603）。1600年，他用拉丁文发表了《论

磁石》（DeMagnete，英语译为OntheMagnet）一书（如图1-2

所示），系统地讨论了地球的磁性，认为地球是个大磁石，还提出可

以用磁倾角判断地球上各处的纬度。现代英语中Electricity（电）这

个字就是他根据据琥珀珀的希腊文字（ηλekrpop）和拉丁文字

（electrum）创造的。

吉尔伯特的实验和研究发展了有关电的知识。在他之前，人们对

电的认识基本上停留在希腊哲学家泰勒斯所描述的琥珀经座擦会产生

电的水平上。吉尔伯特设计制作了一台验电器，由一个尖顶支撑一根

能够灵活转动的指针。他把钻石、宝石、玻璃、水晶、硫黄、树脂等

各种物体摩擦后靠近指针，看指针是否被吸引向这些物体。通过这样

的实验，他得出结论;琥珀的性质是许多其他物质共有的。他把这些物

质称质称为为带带电体电体，，而血而血把把金属金属物物质质列为列为非带电体。他当时还没有认识

到，金属在摩擦时也会产生电荷，只不过因为是导体，静电荷会瞬间

流失。

在吉尔伯特之后，奥托·冯·库克于1660年发明了摩擦起电机;斯带

为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。——张载

芬·格雷于1729年发现了导体;杜斐于1733年描述了点的两种力——

吸引力和排斥力。1745年荷兰莱顿大学的克里斯特与莫什布鲁克发现

电可以存储在装有铜丝或水银的玻璃瓶里，格鲁斯拉根据这一发现制

成莱顿瓶，也就是电容器的前身。

1752年，美国人本杰明·富兰克林（BenjaminFranklin，1706—

1790）通过著名的风筝实验得出闪电等同于电的结论，并首次将正、

负号用于电学中。随后，普里斯特里、泊松、库伦、卡文迪许等一批

杰出的科学家对电学的理论做出了重要贡献;普里斯特里发现了电荷间

的平方反比律;泊松把数学理论应用于电场计算;库伦

（CharlesAugustindeCoulomb.1736—1806）在1777年发明了能

够测量电荷量的扭力天平，利用扭力天平，库仑发现电荷引力或斥力

的大小与两个小球所带电荷电量的乘积成正比，而与两小球球心之间

的距离平方成反比的规律，这就是著名的库仑定律。