現在我們生活在電力時代,我們的生活和生產都離不開電。那么,世界上是先有電動機呢還是先有發電機呢?從邏輯上講,先得有發電機而后才有電動機,但情況并不是這樣,歷史上,最先出現的是電動機,而有才有了發電機。
工業革命以后,蒸汽動力得以普遍應用。但隨著生產力的發展,蒸汽動力輸送和管理不便的缺點日益突出,迫使人們努力尋找新的動力源。19世紀初期,人們己積累了有關電磁現象的豐富知識。在此華礎上,法拉第于1821年發現了載流導體在磁場中受力的現象(即電動機的作用原理),并首次使川模型表演了這種把電能轉換為機械能的過程。很快,原始型式的電動機就被制造出來了。但由于驅動源是蓄電池。當時極為昂貴,經濟性遠不能與蒸汽機相抗衡,因而也就不能被推廣。
為此,人們積極尋求能將機械能轉換為電能的裝置。法拉第本人亦堅持研究。在進行了大量的實驗研究以后,1831年,他又發現了電磁感應定律。在這一基本定律的指異下,第二年,皮克西利用磁鐵和線圈的相對運動,再加上一個換向裝置,制成了一臺原始型旋轉磁極式直流發電機。這就是現代直流發電機的雛形。雖然早在1833年,楞次已經證明了電機的可逆原理,但在1870年以前。直流發電機和電動機一直被看作兩種不同的電機而獨立發展著。
電磁感應定律發現了,直流發電機也發明了,但經濟性、可靠性、容量卻未達到實用化要求即廉價直流電源的問題并沒有很快得到解決,因而電動機的應用和發展依然緩慢。加之在1860年以前,人們還不善于從F=BLI的角度考察問題,幾乎都將電磁鐵之間的相互吸引和排斥作為電動機結構設計的基木指導思想,這木身就帶有很大的局限性,更何況以蓄電池為主的昂貴的供電方式也確實起到了制約作用。需求產生動力。為解決廉價直流電源這一電動機應川中的瓶頸問題,直流發電機獲得了快速發展。在1834-1870年這段時間內,發電機研究領域產生了三項重大的發明和改進。在勵磁方面,首先從永磁體轉變到采用電流線圈,
其后,1866年,西門了兄弟(W & C W Siemens)又從蓄電池他勵發展到發電機自勵。在電樞方面,格拉姆(Gramme)于1870年提出采用環形繞組。雖然這種繞組早在電動機模型中就已經提出過,但沒有受到重視,直至在發電機中被采用之后,人們才將發電機和電動機中的這兩種結構進行了對比,并址終使電機的可逆原理被人家所接受,從此,發電機和電動機的發展合二為一。
然而,隨著直流電的廣泛應用,直流電機的固有缺點也很快暴露出來。首先,遠距離輸電時,要減少線路損耗,就必須升高電壓,而制造高壓直流發電機卻有很多不可克服的困難。此外,單機容量不斷增人,電機的換向也就變得越來越困難。因此,19世紀80年代以后,人們的注意力逐漸向交流電機方面轉移。下篇將介紹交流電機的形成和發展。