1葉片主要檢驗和分析項目 風(fēng)力發(fā)電機組動(dòng)力性能的測試要根據IEC 61400-23“風(fēng)力機發(fā)電系統-第23部分:風(fēng)輪葉片全尺寸結構試驗”標準的最新版執行。
1.1 葉片靜力試驗 靜力試驗用來(lái)測定葉片的結構特性,包括硬度數據和應力分布。葉片可用面載荷或集中載荷(單點(diǎn)/多點(diǎn)載荷)來(lái)進(jìn)行加載。
每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),加載方法通常按下面討論的經(jīng)驗方法來(lái)確定。包括分布式面載荷加載方法、單點(diǎn)加載方法、多點(diǎn)加載方法。
靜力試驗加載通常涉及一個(gè)遞增加載順序的應用。對于一個(gè)給定的加載順序,靜力試驗載荷通常按均勻的步幅施加,或以穩定的控制速率平穩地增加。
必要時(shí),可明確規定加載速率與最大載荷等級的數值。通常加載速率應足夠慢,以避免載荷波動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)影響,從而改變試驗的結果。
1.2 葉片疲勞試驗 葉片的疲勞試驗用來(lái)測定葉片的疲勞特性。實(shí)際大小的葉片疲勞試驗通常是認證程序的基本部分。
疲勞試驗時(shí)間要長(cháng)達幾個(gè)月,檢驗過(guò)程中,要定期的監督、檢查以及檢驗設備的校準。在疲勞試驗中有很多種葉片加載方法,載荷可以施加在單點(diǎn)上或多點(diǎn)上,彎曲載荷可施加在單軸、兩軸或多軸上,載荷可以是等幅恒頻的,也可以是變幅變頻的。
每種加載方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。加載方法的選用通常取決于所用的試驗設備。
主要包括等幅加載、分塊加載、變幅加載、單軸加載、多軸加載、多載荷點(diǎn)加載、共振法加載。推薦的試驗方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下表:表1 推薦的試驗方法的優(yōu)缺點(diǎn) 試驗方法 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 分布式表面加載(使用沙袋等靜重)- 精確的載荷分布- 剪切載荷分布很精確- 只能單軸- 只能靜態(tài)載荷- 失效能量釋放可導致更嚴重的失效- 非常低的固有頻率 單點(diǎn)加載- 硬件簡(jiǎn)單- 一次只能精確試驗一個(gè)或兩個(gè)剖面- 由試驗載荷引起的剪切載荷較高 多點(diǎn)加載- 一次試驗可試驗葉片的大部分長(cháng)度- 剪切力更真實(shí)- 更復雜的硬件和載荷控制 單軸加載- 硬件簡(jiǎn)單- 不易獲得準確的應變,損傷分布在整個(gè)剖面上 多軸加載- 揮舞和擺振方向載荷合成更真實(shí)- 更復雜的硬件和載荷控制 共振加載- 簡(jiǎn)單硬件- 能耗低- 不易獲得準確的應變,損傷分布在整個(gè)剖面上 等幅加載- 簡(jiǎn)單,快速,較低的峰值載荷- 對疲勞公式的精確性敏感 等幅漸進(jìn)分塊加載- 失效循環(huán)次數有限-對疲勞公式精確性和加載順序影響敏感 等幅可變分塊加載- 簡(jiǎn)單方法模擬變幅加載-對疲勞公式精確性和加載順序影響敏感 (盡管敏感程度低于等幅漸進(jìn)分塊加載) 變幅加載- 更真實(shí)的加載- 對疲勞公式精確性不敏感- 較高的峰值載荷- 復雜的硬件和軟件- 比較慢1.3葉片撓曲變形測量 由于風(fēng)輪相對于塔架的間隙有限,因此,葉片揮舞方向的撓度是非常重要的。
在試驗過(guò)程中,應記錄葉片和試驗臺的撓度。該試驗通常與靜力試驗一起進(jìn)行。
1.4葉片剛度分布測量 葉片在給定載荷方向下的彎曲剛度可由載荷/應變測量值或由撓度測量值來(lái)導出。葉片的扭轉剛度可以表示為旋轉角隨扭矩增大的函數。
1.5 葉片應變分布測量 如果需要,可用由置于葉片測試區域上的應變計測量葉片應變水平分布,應變計的位置和方向必須記錄。測量的次數取決于試驗的葉片(例如葉片的大小、復雜程度、需要測量的區域等)。
如果要求從零應力水平獲取非線(xiàn)性,則必須使用一片未加載的葉片對應位置上的應變計來(lái)補償其自重力影響。應在葉片表面臨界區域測量葉片應變,葉片上的比較典型的位置為:幾何形狀突變、臨界的細部設計或應變水平預計較高的位置。
1.6葉片固有頻率測量 通常重要的頻率只限于揮舞方向的一、二階和擺振方向的一階頻率(有些情況下,還包括扭轉一階頻率)。對于大多數葉片來(lái)說(shuō),這些頻率間隔很好,且很少會(huì )耦合。
因此,可把葉片置于所要求的振動(dòng)模態(tài)下,監測來(lái)自諸如應變計、位移傳感器或加速度計等的振動(dòng)模態(tài)響應信號,逐個(gè)地直接測量出這些頻率。二階揮舞方向的激振模態(tài)可能會(huì )導致一些問(wèn)題,尤其是對剛性非常大的葉片測量的過(guò)程中。
1.7葉片阻尼測量 可以通過(guò)測量葉片揮舞和擺振方向無(wú)擾動(dòng)振蕩的對數衰減量確定葉片的結構阻尼。振幅必須足夠小,以排除氣動(dòng)阻尼(幾厘米)的影響。
應注意阻尼通常與溫度關(guān)系密切。1.8葉片振型測量 與清晰間隔固有頻率的低阻尼線(xiàn)性結構相應的標準振型值,可以由(在共振時(shí))傳遞函數的虛部來(lái)逼近,此傳遞函數是確定振型值點(diǎn)處的輸入力與加速度響應關(guān)系的函數。
進(jìn)行揮舞和擺振方向的振型測量時(shí),可將葉片安裝在剛性試驗臺上,在葉片的某個(gè)適當點(diǎn)處(多數在葉尖)施加一個(gè)激振力(以相關(guān)的頻率),沿葉片適當間隔位置監測所引起的加速度響應,激振力可由力傳感器來(lái)測量,加速度由加速度計來(lái)測量,然后把測量值輸入分析儀中,通過(guò)分析儀獲得可能的模態(tài)數以及在共振頻率下復雜傳遞函數的相位,在文獻[7]中給出詳細說(shuō)明。除采用移動(dòng)單個(gè)加速度計的方法外,還可以沿葉片展向均勻地布置若干加速度計,用一系列強迫頻率來(lái)激振葉片,也可以確定葉片的振型。
1.9 葉片質(zhì)量分布測量 粗略的質(zhì)量分布可以通過(guò)測量葉片總質(zhì)量和重心的方法計算出來(lái),必要時(shí)可把葉片截成小段并稱(chēng)出每段的重量來(lái)測量其質(zhì)量分布。1.10 葉片蠕變測量 對蠕變敏感的材料來(lái)說(shuō),有必要通過(guò)。
風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉換成電能,風(fēng)能推動(dòng)葉輪旋轉,葉輪帶動(dòng)轉動(dòng)軸和增速機,增速機帶動(dòng)發(fā)電機,發(fā)電機通過(guò)輸電電纜將電能輸送地面控制系統和負荷。
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一項多學(xué)科的,可持續發(fā)展的,綠色環(huán)保的綜合技術(shù)。 太陽(yáng)能發(fā)電是指將太陽(yáng)能轉換成電能,即直接將太陽(yáng)光能轉換電能的發(fā)電方式,光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)電池這種半導體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輔射能,并使之轉變成電能的直接發(fā)電方式,是當今太陽(yáng)光發(fā)電的主流。
風(fēng)力發(fā)電存在著(zhù)無(wú)風(fēng)時(shí)(尤其是夏季白天長(cháng)夜間短,太陽(yáng)光強季節)不發(fā)電的問(wèn)題,太陽(yáng)能發(fā)電也存在著(zhù)無(wú)陽(yáng)光時(shí)(尤其是冬季白天短夜間長(cháng),北風(fēng)大的季節)不發(fā)電的問(wèn)題,如果能把風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電結合在一起互補發(fā)電就解決了這個(gè)問(wèn)題,實(shí)現了 365 天連續供電。 風(fēng)能和太陽(yáng)能的利用和發(fā)展已有三千多年的歷史,是一門(mén)古老而又年青的科學(xué)、實(shí)用而又和生活關(guān)系密切的科學(xué)、可再生而又能保護環(huán)境的科學(xué)、現時(shí)而又可持續發(fā)展的科學(xué)、一次投資多年受益的項目。
在眾多新能源領(lǐng)域中,風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的開(kāi)發(fā)和利用被首當其沖優(yōu)先發(fā)展,是當今國際上的一大熱點(diǎn),因為風(fēng)電和光電的利用,不用開(kāi)采、不用運輸、不用排放垃圾、沒(méi)有環(huán)境污染的技術(shù),是保護我們的地球,造福子孫后代的百年大計工程。 廣州尚能風(fēng)力發(fā)電設備有限公司是一家致力于小型風(fēng)力發(fā)電機和風(fēng)光互補路燈,風(fēng)光互補發(fā)電系統開(kāi)發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售的風(fēng)力發(fā)電設備公司。
風(fēng)力發(fā)電
二、功率特性 根據H型風(fēng)力發(fā)電機的原理,風(fēng)輪的轉速上升速度提高較快(力矩上升速度快),它的發(fā)電功率上升速度也相應變快,發(fā)電曲線(xiàn)變得飽滿(mǎn)(如下圖)。在同樣功率下,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的額定風(fēng)速較現有水平軸風(fēng)力發(fā)電機要小,并且它在低風(fēng)速運轉時(shí)發(fā)電量也較大。 三、結構 由于此種設計結構采用了特殊空氣洞力學(xué)原理、三角形向量法的連接方式以及直驅式結構的原理,使得風(fēng)輪的受力主要集中于輪轂上,因此抗風(fēng)能力較強;此種設計的特性還體現在對周?chē)h(huán)境的影響上,運轉時(shí)無(wú)噪音以及電磁干擾小等特點(diǎn)使得新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機優(yōu)越性非常明顯。 垂直軸直線(xiàn)葉片永磁發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電電源系統結構圖 附:現有垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源比較: 目前,生產(chǎn)該類(lèi)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電電源系統產(chǎn)品最多的是日本(2002年開(kāi)始研究),還有英國、加拿大等國目前也在研制中,這些國家的大部分產(chǎn)品在風(fēng)輪設計當中采用平行連接桿,這種方式對發(fā)電機輸出軸要求較高,并且結構相對復雜,現場(chǎng)安裝程序也偏多。另外,從力學(xué)方面分析,H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機功率越大、葉片越長(cháng)、平行桿的中心點(diǎn)與發(fā)電機軸的中心點(diǎn)距離越長(cháng),抗風(fēng)能力就越差,因此,MUCE采取的是三角形向量法,彌補了上述的一些缺點(diǎn)。 風(fēng)機葉片是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心 風(fēng)力機部件,其良好的設計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。我國風(fēng)機葉片行業(yè)的發(fā)展是伴隨著(zhù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電設備行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。由于起步較晚,我國風(fēng)機葉片最初主要是依靠進(jìn)口來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的。隨著(zhù)國內企業(yè)和科研院所的共同努力,我國風(fēng)機葉片行業(yè)的供給能力迅速提升。 目前,我國風(fēng)機葉片市場(chǎng)已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業(yè)主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等,國內企業(yè)以時(shí)代新材、中材科技、中航惠騰、中復連眾為代表。截至到2008年5月,中國境內的風(fēng)電機組葉片廠(chǎng)商共有31家。其中,已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段的公司有10家。2008年,已經(jīng)批量生產(chǎn)的葉片公司生產(chǎn)能力為460萬(wàn)千瓦。預計2010年,這些葉片公司全部進(jìn)入批量生產(chǎn)階段后,綜合生產(chǎn)能力將達到900萬(wàn)千瓦。
風(fēng)力發(fā)電有這個(gè)專(zhuān)業(yè),專(zhuān)業(yè)課一般有機械,電子,光電,空氣動(dòng)力學(xué),機電一體化,電力,大氣物理學(xué),天文學(xué),經(jīng)典力學(xué),系統工程 。
風(fēng)力發(fā)電知識-原理介紹
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉,再透過(guò)增速機將旋轉的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機發(fā)電。把風(fēng)能轉變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成
把風(fēng)能轉變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。 風(fēng)力發(fā)電機的工作原理比較簡(jiǎn)單,風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉,它把風(fēng)的動(dòng)能轉變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機械能。發(fā)電機在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉發(fā)電。
風(fēng)輪是集風(fēng)裝置,它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉的機械能。一般風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構成。在風(fēng)力發(fā)電機中,已采用的發(fā)電機有3種,即直流發(fā)電機、同步交流發(fā)電機和異步交流發(fā)電機。
風(fēng)力發(fā)電機中調向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著(zhù)風(fēng)向,從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機幾乎全部是利用尾翼來(lái)控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。
限速安全機構是用來(lái)保證風(fēng)力發(fā)電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪的轉速在一定的風(fēng)速范圍內保持基本不變。
塔架是風(fēng)力發(fā)電機的支撐機構,稍大的風(fēng)力發(fā)電機塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風(fēng)力機的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩定 的,風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率也極不穩定。風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的,先要儲存起來(lái)。目前風(fēng)力發(fā)電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。
風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉,再透過(guò)增速機將旋轉的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機發(fā)電。依據目前的風(fēng)車(chē)技術(shù),大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開(kāi)始發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題,也不會(huì )產(chǎn)生輻射或空氣污染。
風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;我國也在西部地區大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統效率很高,但它不是只由一個(gè)發(fā)電機頭組成的,而是一個(gè)有一定科技含 量的小系統:風(fēng)力發(fā)電機+充電器+數字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來(lái)接受風(fēng)力并通過(guò)機頭轉 為電能;尾翼使葉片始終對著(zhù)來(lái)風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉體能使機頭靈活地轉動(dòng)以實(shí)現尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體,定子繞組切割磁力線(xiàn)產(chǎn) 生電能。
風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)量不穩定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉變成交流220V市電,才能保證穩定使用。
通常人們認為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機的功率決定,總想選購大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機,而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機只是給電瓶充電,而由電瓶把電 能貯存起來(lái),人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機頭功率的大小。在內地,小的風(fēng)力發(fā)電機會(huì ) 比大的更合適。因為它更容易被小風(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電,持續不斷的小風(fēng),會(huì )比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當無(wú)風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來(lái)的電能,也就是說(shuō) 一臺200W風(fēng)力發(fā)電機也可以通過(guò)大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
第一章 電學(xué)基礎知識“電”(electricity)一詞在西方是從希臘文琥珀一詞轉意而來(lái)的,在中國則是從雷閃現象中引出來(lái)的。
自從18世紀中葉以來(lái),對電的研究逐漸蓬勃開(kāi)展。它的每項重大發(fā)現都引起廣泛的實(shí)用研究,從而促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。
現今,無(wú)論人類(lèi)生活、科學(xué)技術(shù)活動(dòng)以及物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)都已離不開(kāi)電。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,某些帶有專(zhuān)門(mén)知識的研究?jì)热葜饾u獨立,形成專(zhuān)門(mén)的學(xué)科,如電子學(xué)、電工學(xué)等。
電學(xué)又可稱(chēng)為電磁學(xué),是物理學(xué)中頗具重要意義的基礎學(xué)科。第一節 電學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史有關(guān)電的記載可追溯到公元前6世紀。
早在公元前585年,希臘哲學(xué)家泰勒斯已記載了用木塊摩擦過(guò)的琥珀能夠吸引碎草等輕小物體,后來(lái)又有人發(fā)現摩擦過(guò)的煤玉也具有吸引輕小物體的能力。在以后的2000年中,這些現象被看成與磁石吸鐵一樣,屬于物質(zhì)具有的性質(zhì),此外沒(méi)有什么其他重大的發(fā)現。
在中國,西漢末年已有“碡瑁(玳瑁)吸偌(細小物體之意)”的記載;晉朝時(shí)進(jìn)一步還有關(guān)于摩擦起電引起放電現象的記載“今人梳頭,解著(zhù)衣時(shí),有隨梳解結有光者,亦有咤聲”。1600年,英國物理學(xué)家吉伯發(fā)現,不僅琥珀和煤玉摩擦后能吸引輕小物體,而且相當多的物質(zhì)經(jīng)摩擦后也都具有吸引輕小物體的性質(zhì),他注意到這些物質(zhì)經(jīng)摩擦后并不具備磁石那種指南北的性質(zhì)。
為了表明與磁性的不同,他采用琥珀的希臘字母拼音把這種性質(zhì)稱(chēng)為“電的”。吉伯在實(shí)驗過(guò)程中制作了第一只驗電器,這是一根中心固定可轉動(dòng)的金屬細棒,當與摩擦過(guò)的琥珀靠近時(shí),金屬細棒可轉動(dòng)指向琥珀。
大約在1660年,馬德堡的蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機。他用硫磺制成形如地球儀的可轉動(dòng)球體,用干燥的手掌摩擦轉動(dòng)球體,使之獲得電。
蓋利克的摩擦起電機經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),在靜電實(shí)驗研究中起著(zhù)重要的作用,直到19世紀霍耳茨和推普勒分別發(fā)明感應起電機后才被取代。18世紀電的研究迅速發(fā)展起來(lái)。
1729年,英國的格雷在研究琥珀的電效應是否可傳遞給其他物體時(shí)發(fā)現導體和絕緣體的區別:金屬可導電,絲綢不導電,并且他第一次使人體帶電。格雷的實(shí)驗引起法國迪費的注意。
1733年迪費發(fā)現絕緣起來(lái)的金屬也可摩擦起電,因此他得出所有物體都可摩擦起電的結論。他把玻璃上產(chǎn)生的電叫做“玻璃的”,琥珀上產(chǎn)生的電與樹(shù)脂產(chǎn)生的相同,叫做“樹(shù)脂的”。
他得到:帶相同電的物體互相排斥;帶不同電的物體彼此吸引。1745年,荷蘭萊頓的穆申布魯克發(fā)明了能保存電的萊頓瓶。
萊頓瓶的發(fā)明為電的進(jìn)一步研究提供了條件,它對于電知識的傳播起到了重要的作用。差不多同時(shí),美國的富蘭克林做了許多有意義的工作,使得人們對電的認識更加豐富。
1747年他根據實(shí)驗提出:在正常條件下電是以一定的量存在于所有物質(zhì)中的一種元素;電跟流體一樣,摩擦的作用可以使它從一物體轉移到另一物體,但不能創(chuàng )造;任何孤立物體的電總量是不變的,這就是通常所說(shuō)的電荷守恒定律。他把摩擦時(shí)物體獲得的電的多余部分叫做帶正電,物體失去電而不足的部分叫做帶負電。
嚴格地說(shuō),這種關(guān)于電的一元流體理論在今天看來(lái)并不正確,但他所使用的正電和負電的術(shù)語(yǔ)至今仍被采用,他還觀(guān)察到導體的尖端更易于放電等。早在1749年,他就注意到雷閃與放電有許多相同之處。
1752年他通過(guò)在雷雨天氣將風(fēng)箏放入云層,來(lái)進(jìn)行雷擊實(shí)驗,證明了雷閃就是放電現象。在這個(gè)實(shí)驗中最幸運的是富蘭克林居然沒(méi)有被電死,因為這是一個(gè)危險的實(shí)驗,后來(lái)有人重復這種實(shí)驗時(shí)遭電擊身亡。
富蘭克林還建議用避雷針來(lái)防護建筑物免遭雷擊。1745年首先由狄維斯實(shí)現,這大概是電的第一個(gè)實(shí)際應用。
18世紀后期開(kāi)始了電荷相互作用的定量研究。1776年,普里斯特利發(fā)現帶電金屬容器內表面沒(méi)有電荷,猜測電力與萬(wàn)有引力有相似的規律。
1769年,魯賓孫通過(guò)作用在一個(gè)小球上電力和重力平衡的實(shí)驗,第一次直接測定了兩個(gè)電荷相互作用力與距離二次方成反比。1773年,卡文迪什推算出電力與距離的二次方成反比,他的這一實(shí)驗是近代精確驗證電力定律的雛形。
1785年,庫侖設計了精巧的扭秤實(shí)驗,直接測定了兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷的相互作用力與它們之間的距離二次方成反比,與它們的電量乘積成正比。庫侖的實(shí)驗得到了世界的公認,從此電學(xué)的研究開(kāi)始進(jìn)入科學(xué)行列。
1811年泊松把早先力學(xué)中拉普拉斯在萬(wàn)有引力定律基礎上發(fā)展起來(lái)的勢論用于靜電,發(fā)展了靜電學(xué)的解析理論。18世紀后期電學(xué)的另一個(gè)重要的發(fā)展是意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了電池,在這之前,電學(xué)實(shí)驗只能用摩擦起電機的萊頓瓶進(jìn)行,而它們只能提供短暫的電流。
1780年,意大利的解剖學(xué)家伽伐尼偶然觀(guān)察到與金屬相接觸的蛙腿發(fā)生抽動(dòng)。他進(jìn)一步的實(shí)驗發(fā)現,若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉,則當兩種金屬相碰時(shí),蛙腿也會(huì )發(fā)生抽動(dòng)。
1792年,伏打對此進(jìn)行了仔細研究之后,認為蛙腿的抽動(dòng)是一種對電流的靈敏反應。電流是兩種不同金屬插在一定的溶液內并構成回路時(shí)產(chǎn)生的,而肌肉提供了這種溶液。
基于這一思想,1799年,他制造了第一個(gè)能產(chǎn)生持續電流的化學(xué)電池,其裝置為一系列按同樣順序疊起來(lái)的銀片、鋅片和用。
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