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职业教育
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由换电机到发电机的革新与转变
付可一陕西省宝鸡市岐山县青化镇童家村二组
一、引言
现在社会上所有的发电机，实际上不是发
电机，确切的说应该叫它换电机。因为要得到
电能就必须付出等能机械能：换句话说，现在
人们所用的电是用机械能换来的。所以说现在
社会上所用的起电工具应该叫它换电机。发电
机的“发”就应该用自发的意思。对它不投入
任何能量能自然输出电能的才叫发电机。
世界电学史至今已有200多年人跟电的较
量，从能量得失角度来讲收效为零：因为要得
到电能就必须付出等量的机械能。人们不能老
是跟电像做生意一样讲公平、讲等量。电是一
中能，人们向自然界索取电能，让电能无偿的
给人们服务才是影道理。
“电能的起源”，何为电能的能源？笼统
的讲，凡是能自然输出电能的东西叫电能的能
源：具体的讲，什么东西能自然地输出电能？
截止到目前为止时间还没有发现这种东西。别
说发现它，就连“电能的能源”这个物理概念
的提出我是世界首创：更谈不上有人去探索
它、发现它。
世界上现在有四大能量，其中就有三大能
源江河的流水通过水输机，就给人们输出了机械
能，江河的流水就是机械能的能源，属物质能。
煤、石油、天然气一经燃烧就放出是热能，煤、
石油、天然气就是热能的能源，属于分子能（或
叫化学能）。原子核以起连锁反应就放出原子
能，原子核就是原子的能源，属于核能。
电能的能源目前还处于空白。从四大能
量和三大能源的排列次序的对比和原子分子论
（物质是由分子构成、分子是由原子构成、原
子是由原子核和绕原子核运动的电子构成）来
看电能的源应该是原子。
电子脱离源子核则显电性，这是电的本
质。从电的本质来看，“电能的能源”也应该
是原子。
凡是“能源”都必须具备两个条件：
(1)本身必须储有大量的能量。
(2)能量必须自然输出。
从目前电力生产的现状来看，原子已经
具备了“电能能源”的一个条件（储有大量的
能），就是还差一个条件（为能自然输出）。
如何让原子自然输出电能呢？这个问题
的研究和解决，就确认了原子为“电能的能
源”。解决这个问题的物理试验就是发电机的
基本原理。
二、发电机的基本原理
1.启蒙思想
1962年我上初中三年级学了电学，知道直
流发电机跟直流电动机的基本构造是完全相同
的，把它用机械带动它就是一台发电机，把它
接在电源上它就是一台电动机。我想，它在发
电时线圈上有了感应电流，它为什么不电动？
它在电动时也是线圈在磁场中作切割磁力线运
动，它为什么不发电？
我反复思考，认为它在发电时也电动，
它在电动时也发电。不过，它在发电时电动的
方向跟发电转动的方向相反（发电机的制动
力）；它在电动时感应“电”的方向跟电源电
流方向相反（电动机的反电动势）。
如果说，能把这两个相反变成两个相同，用
它发的电电动，用它的电动发电。这样发电、
电动就在同一台机器上同时进行，直流发电机跟
直流电动机不仅构造相同，而且用途也就相同，
这台机器就是一台既输出电能又输出机械能的发
电机。这台发电机就是文中所说的发电机。
如何能把发电机、电动机的两个相反变成两
个相同？几十年来我一直在潜心钻研这个问题。
强大的发电机起源于当年的物理实验室，强大的
发电机是根据微弱的电磁感应现象制出来的。所
以，现在让我们重新回到中学的物理实验室，拿
起条型磁铁和闭合螺线管，重新探索。
2.突破楞次定律
起电的方法是电磁感应。
闭合导体在匀强磁场中作切割磁力线运
动，感应电流的方向应用右手定则判定。条型
磁铁在闭合螺线管相对运动，感应电流的方向
应用楞次定律判定。
用一根条型磁铁在一个闭合螺线管的正上
方，上下相对运动感应电流的方向应用楞次定
律判定。今天，我们用两个条型磁铁在一个闭
合螺线管的正上方，上下相对运动感应电流的
方向应用什么方法判定？（把两根大小相同的
条型磁铁，同名极对齐，保持跟螺线管直径相
等的间距，固定为一体。）
下面我举例作出两个实验相互对比。
图一（实验一）图二（实验二）
分别如图一、图二所示。实验一：感应电
流的方向用楞次定律判定，感应电流的方向如
图一所示。实验二感应电流的方向经实验证明
如图二所示，跟实验一感生电流方向相反。
下面我提出三个问题：
(1)如何判定实验二感应电流的方向？
(2)在实验过程中条形磁铁跟闭合螺线管成
吸引关系？还是成相斥关系？他们的相互作用
力跟实验运动的方向相同还是相反？
(3)电能、机械能从何而来？
下面我先谈一下对这三个问题的个人看
法，敬请各位老师指导。
实验二感应电流的方向不能用楞次定律来
判定，因为用楞次定律无法制定。应该用右手
定则制定。
如图三所示，一根条型磁铁的磁力线是
曲线，它的形状大体像个宫灯，把磁力线按垂
直于磁体和平行于磁体两个方向分解，在实验
过程中被螺线管切割的是垂直于磁体方向的磁
力线，平行于磁体方向的磁力线不被切割，所
以，感应电流的方向与平行于磁体方向的磁力
线没有关系。
图三图四
垂直于磁体方向的磁力线以磁体为中心，N
极向周围扩散，S极从周围向中心汇集，如图四
所示。螺线管成圆圈形，在螺线管上任选一点
或一小段判定均可，不管这一小段选在什么位
置全线圈电流方向一致。
在实验过程中，依据感应电流的方向，螺
线管的上端为S极，根据磁体性质，条形磁铁的
N极（下端）跟螺线管的S极（上端）成相吸引
关系。这个吸引关系跟它们相对运动的方向是
一致的。
所得电能和机械能都是原子自然输出的能
量，原子就是电能和机械能的能源。
楞次定律被突破，能量守恒定律依然生辉。
因为，实验一是机械能转变成电能的电磁感应实
验，实验二是原子自然输出电能和机械能的电磁
感应实验，二者皆符合能量守恒定律。
在中学物理课本上，我们见到的是用一根
条形磁铁跟闭合螺线管相对运动的电磁感应实
验，从未见过用两根条形磁铁。用两根条形磁
铁是笔者在启蒙思想的引导下，把磁力线进行
分解研究，有意组合的一个磁场。
三、研究发电机的意义
“发电机”的发明、“电能的能源”的
被肯定，这是把世界电学的主体向前推进了一
步，揭开了世界电学史上崭新的一页。
能源紧缺是世界四大难题之一。目前，我
国的柴油价格涨到一公升6元以上，就这还得
排队定量供应。虽然说我国已经基本上电气化
了，但因电量不足，电价较贵，某些用电项目
受到扼制。普通用于动力和照明，很少用于取
暖和孰食。发电机的发明使电能应有尽有，电
的成本可以直接降低到零。人民生活水平将要
上一个新的台阶。能源紧缺这一世界难题方可
解除。
发电机是一台既能输出电能又能输出机
械能的动力机器，独立可安装在火车上、汽车
上，让一切外燃机和内燃机下岗退休，把煤、
石油、天然气从燃料之中解救出来。发电机的
发明和应用将使世界来一个第二次工业革命。
（瓦特发明了蒸汽机，世界开始了大机器生
产，社会形态从封建社会进入了资本主义社
会。是大家公认的第一次工业革命。）发电机
的发明将使整个世界科学形势发生巨变，有利
于提高我国军事与科技水平，其实用价值远远
超过以往换电机的单方面作用，极大提高和促
进了科技与生产力的发展。
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