Vào năm 1831-1832, Michael Faraday đã phát hiện ra rằng một chênh lệch điện thế được tạo ra giữa hai đầu một vật dẫn điện sẽ tạo ra một dòng điện. Ông ta cũng đã chế tạo máy phát điện đầu tiên được gọi là "đĩa Faraday", nó dùng một đĩa bằng đồng quay giữa các cực của một nam châm hình móng ngựa. Nó đã tạo ra một điện áp một chiều nhỏ và dòng điện lớn.
Mặc dù Faraday là người đầu tiên chế tạo ra máy phát điện, nhưng Zénobe Gramme mới là người đưa máy phát điện trở thành phát minh vĩ đại nhất của ngành công nghiệp. Thiết kế của chiếc máy phát điện do Gramme cải tiến được gọi là Gramme dynamo và vẫn còn được sử dụng cho đến tận ngày nay.
Nhà phát minh người Bỉ Zénobe Gramme.
Trước Zénobe Gramme , nhà chế tạo Hippolyte Pixii là người đầu tiên tạo ra một chiếc máy phát điện dynamo dựa trên nguyên lý Faraday. Máy này đã sử dụng một nam châm vĩnh cửu được quay bằng một tay quay. Nam châm quay được định vị sao cho cực Nam và cực Bắc của nó đi ngang qua một mẫu sắt được quấn bằng dây dẫn.
Nam châm quay đã tạo ra một xung điện trong dây dẫn mỗi lần một cực đi ngang qua cuộn dây. Ngoài ra, các cực Bắc và Nam của nam châm đã tạo ra một dòng điện có chiều ngược nhau. Bằng cách bổ sung một bộ chuyển mạch, ông đã có thể biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
Chiếc máy phát điện một chiều Gramme dynamo.
Tuy nhiên chiếc máy phát điện dynamo đầu tiên vẫn còn tồn tại một số vấn đề, như nó tạo ra những xung dòng điện hao tổn không mong muốn. Vài năm sau đó, nhà khoa học người Bỉ Zénobe Gramme đa thiết kế lại cỗ máy phát điện này và ra mắt phiên bản Gramme dynamo.
Ngày 17 tháng 7 năm 1871, chiếc máy phát điện một chiều Gramme dynamo được Viện hàn lâm Khoa học Pháp đón nhận. Sau đó, thiết kế của ông được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp. Những phiên bản khác nhau đã được phát triển, và chế tạo từ dây, nhưng nguyên lý cơ bản về những cuộn dây xếp theo vòng đã trờ thành trái tim của tất cả các dynamo hiện nay.
Tham khảo: wiki
Michael Faraday chào đời vào ngày 22 tháng 9 năm 1791 trong làng Newington, Surrey, ngày nay thuộc phía nam của thành phố London. Cha của Faraday là một người thợ rèn, đã di chuyển tới miền bắc của nước Anh vào đầu năm 1791 để kiếm sống còn bà mẹ là một người miền quê kiên nhẫn và khôn ngoan, đã giúp đỡ và an ủi các con trong các hoàn cảnh khó khăn. Faraday là một trong bốn người con, thuộc gia đình nghèo khó, không đủ ăn bởi vì người cha thường xuyên đau bệnh, không làm việc liên tục. Về sau này, Faraday đã có lần nhớ lại rằng vào thuở thiếu thời, có khi phải ăn một ổ bánh mì dần dần trong một tuần lễ.
Michael Faraday chỉ được học hành sơ sài, gồm có tập đọc và tập viết tại lớp học của nhà thờ vào ngày chủ nhật. Từ khi còn nhỏ, Michael đi giao báo cho một hiệu sách rồi vào tuổi 14, học nghề đóng sách. Thật là may mắn cho Michael bởi vì nhờ nghề nghiệp này mà cậu được làm quen với các sách vở. Không giống các người thợ trẻ khác, Michael Faraday đã lợi dụng cơ hội này để đọc thêm các cuốn sách mà khách hàng mang tới đóng. Các bài viết về điện học in trong ấn bản thứ ba của bộ từ điển Bách Khoa Britannica đã đặc biệt hấp dẫn cậu Michael. Cậu đã dùng các chai lọ cũ để thực hành các thí nghiệm đơn giản về pin điện và về hóa học điện giải.
Michael Faraday lại gặp một điều may mắn thứ hai. Ông chủ tiệm đóng sách đã khuyến khích cậu đi dự các buổi thuyết trình về khoa học. Tại giảng đường, cậu thanh niên hiếu học này đã ghi chép từng chi tiết rồi về nhà viết thành bài học và còn thêm vào đó các giản đồ để làm sáng tỏ vấn đề.
Faraday đặc biệt ưa thích các buổi diễn thuyết của Humphrey Davy. Vào thời đó, Davy là một nhà hóa học danh tiếng thuộc Viện Khoa Học Hoàng Gia [the Royal Institution]. Faraday đã tìm gặp Davy và đưa cho nhà hóa học một tập bài ghi chép trong các buổi diễn thuyết để xin một chân phụ việc. Khi đọc các bài viết này, nhà hóa học Davy cảm thấy rất vui lòng và cũng không khỏi sửng sốt. Khi có chỗ làm việc trống, Faraday bắt đầu được làm công việc phụ tá phòng thí nghiệm tại Viện Hoàng Gia vào năm 22 tuổi với số lương bổng nhỏ hơn lương của người thợ đóng sách, đây là một điều may mắn nhờ vậy Michael Faraday có được cơ hội học hỏi môn hóa học với một trong các nhà thực nghiệm tài giỏi nhất của thời bấy giờ.
Humphrey Davy là nhà hóa học đã tìm ra được nhiều hóa chất mới, kể cả 8 đơn chất. Ông đã phát minh ra chiếc đèn an toàn dùng dưới hầm mỏ và đèn hồ quang nhưng có lẽ khám phá lớn lao nhất của ông Davy là sự tìm thấy Faraday!
Faraday đã làm việc cần cù trong phòng thí nghiệm và tỏ ra xứng đáng với sự tin tưởng của Thầy Davy về mọi mặt. Trong thập niên 1820, Faraday đã có quá nhiều cơ hội để thực hành các phân tích hóa học, hiểu rõ các kỹ thuật phòng thí nghiệm và đã làm phát triển các lý thuyết cần thiết cho công việc nghiên cứu. Faraday đã sớm trở nên một nhà hóa học danh tiếng. Ông đã tạo được hai hợp chất của carbon và chlorine, điều chế được benzene, khảo cứu các hợp kim thép [steel alloys] và đặt nền móng cho ngành luyện kim [metallurgy] và ngành kim loại học [metallography].
Cũng từ năm 1921, Michael Faraday bắt đầu một loạt các công trình nghiên cứu về điện học và từ học [magnetism]. Nhờ đầu óc sáng tạo và tài thí nghiệm khéo léo, Faraday đã tạo nên được một bộ máy chuyển điện năng thành cơ năng, đây là thứ động cơ điện đầu tiên. Sau khi ông Davy qua đời vào năm 1829, Faraday tiếp tục các công cuộc nghiên cứu danh tiếng của Davy rồi từ năm 1831, ông được chỉ định làm Giáo Sư Hóa Học.
Davy đã phân tích các hợp chất bằng dòng điện và lấy ra các đơn chất. Faraday khám phá thấy rằng khi muốn phóng thích một hóa trị gram của một đơn chất, người ta cần dùng một số điện lượng, nghĩa là cùng một số lượng điện đã phóng thích cùng một số nguyên tử. Các việc khảo cứu của Faraday đã dẫn tới các quan niệm mới về điện tử [electron].
Nhưng Faraday lại bị ám ảnh bởi từ trường. Ông rắc các vụn sắt lên một tờ giấy đặt trên các cực của một nam châm rồi quan sát các lực tuyến [ligne de force]. Vào năm 1820, Hans Christian Oersted đã khám phá thấy rằng một đường dây dẫn điện có từ tính. Sự việc này khiến cho Faraday lý luận: nếu dòng điện sinh ra từ trường thì tại sao từ trường lại không thể sinh ra dòng điện? Ông bèn làm các thí nghiệm để kiểm chứng câu hỏi này rồi tìm ra sự cảm ứng điện [electrical induction]. Sau đó, Faraday tiến thêm một bước nữa, ông đã dùng nam châm để chế tạo một dòng điện liên tục. Faraday là nhà khoa học đầu tiên đã phát minh ra chiếc máy phát điện và bộ biến điện [transformer].
Faraday qua đời vào ngày 25 tháng 8 năm 1867, để lại nhiều tác phẩm khoa học, danh tiếng nhất là bộ sách gồm 3 cuốn có nhan đề là “Các Khảo Cứu Thực Nghiệm” [Experimental Researches]. Ông đã đóng góp rất nhiều công lao cho Khoa Học và sự khám phá lớn lao nhất của ông là về dòng điện cảm ứng và các máy điện liên quan.
Michael Faraday là nhà bác học đã để lại nhiều công trình khám phá, các phương pháp thực nghiệm hữu ích và các lý thuyết tân tiến về hóa học và điện học./.
Theo [Vietsciences]
Nikola Tesla [10/7/1856 - 7/1/1943] là một nhà phát minh, kỹ sư điện và kỹ sư cơ khí người Mỹ gốc Serbia. Ông theo chủ nghĩa vị lai và được xem là một trong những nhà khoa học sáng tạo và điên rồ nhất trong lịch sử. Tất cả các thiết kế của ông - khoảng 300 trong số đó được cấp bằng sáng chế - đều hướng tới tương lai và đó là lý do mọi người gọi ông là "nhà phát minh ra thế kỷ 20".
Cuộn dây Tesla
Trong những phát minh nổi tiếng nhất của Nikola Tesla, cuộn dây Tesla là nền tảng cho phần lớn công việc của ông sau này. Tesla bị hấp dẫn bởi điện tần số cao và muốn khai thác nó.
Vấn đề là tần số càng cao, thiết bị càng không ổn định. Tesla đã thử chế tạo máy phát điện quay có thể chạy ở tốc độ cao, nhưng chúng bị hỏng ở tốc độ 20.000 vòng/giây.
Từ đó, cuộn Tesla đã ra đời. Về cơ bản, nó là một máy biến áp cộng hưởng bao gồm hai cuộn dây phản xạ năng lượng qua lại, tạo ra dòng điện xoay chiều có tần số và điện áp cực cao. Vào thời điểm đó, Tesla đã sử dụng cuộn dây để tiến hành thí nghiệm tiên tiến trong điện chiếu sáng, điện xung trị liệu và truyền tải điện năng không dây.
Máy phát phóng đại
Máy phát phóng đại tìm cách khai thác sức mạnh của cuộn dây Tesla để tạo ra nguồn điện không dây cho toàn thế giới. Tesla phát hiện ra rằng khi kết nối một sợi dây kim loại với một máy phát phóng đại, ông có thể cung cấp năng lượng cho cả phòng thí nghiệm của mình.
Tesla đã trình diễn công nghệ này và gây sốc cho khán giả bằng cách chiếu sáng bóng đèn không dây. Máy phát thậm chí có thể chiếu sáng bóng đèn cách xa 1 km.
Động cơ cảm ứng
Năm 1887, Tesla đã phát triển động cơ cảm ứng, còn được gọi là động cơ không đồng bộ, chạy bằng dòng điện xoay chiều. Nó sử dụng điện đa pha, tạo ra từ trường để làm quay động cơ. Phát minh này đã được cấp bằng sáng chế vào tháng 5/1888.
Động cơ cảm ứng rất có ý nghĩa vì nó cải thiện hiệu quả sản xuất năng lượng và chứng minh việc phân phối điện đường dài là khả thi. Ngày nay, loại động cơ này vẫn được sử dụng trong nhiều thiết bị như máy hút bụi, máy sấy và dụng cụ điện.
Thuyền điều khiển bằng sóng vô tuyến
Tại một cuộc triển lãm năm 1898 ở Madison Square Garden, Nikola Tesla đã khiến công chúng kinh ngạc khi cho ra mắt chiếc thuyền điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến. Mọi người vào thời điểm đó thậm chí không thể hiểu những gì họ đang thấy. Trên thực tế, Tesla ban đầu đã bị từ chối cấp bằng sáng chế vì ý tưởng của ông quá khó tin.
Nhiều tài liệu suy đoán công nghệ của ông có thể được sử dụng cho chiến tranh, nhưng Tesla nói rằng đó là nền tảng cho sự ra đời của robot học, một lĩnh vực mà ông hy vọng có thể giải phóng sức lao động của con người.
Thủy điện
Nikola Tesla đã được chọn thay cho Thomas Edison, một nhà phát minh vĩ đại cùng thời, để tạo ra máy phát điện cho nhà máy thủy điện đầu tiên trên thế giới tại hệ thống thác Niagara ở Mỹ vào năm 1895. Trong số 12 bằng sáng chế được sử dụng để xây dựng nhà máy, có tới 9 bằng thuộc về Tesla.
Năm 1896, cơ sở này đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho thành phố Buffalo của bang New York.
Vô tuyến truyền thanh [radio]
Guglielmo Marconi [trong ảnh] được ghi nhận là người đã phát minh ra máy điện báo vô tuyến, nhưng trên thực tế, phát minh này sử dụng công nghệ của Nikola Tesla. Tesla đã nhận ra rằng cuộn dây Tesla có thể truyền tải thông điệp. Tuy nhiên, ngay khi ông chuẩn bị thử nó vào năm 1895, phòng thí nghiệm không may bị cháy rụi.
Lúc đầu, Tesla không coi Marconi là một đối thủ. "Marconi là một người tốt. Cậu ấy đang sử dụng 17 bằng sáng chế của tôi", Tesla từng nói.
Vào ngày 12/12/1901, Marconi đã truyền thành công tín hiệu vô tuyến qua Đại Tây Dương và cuối cùng được cấp bằng sáng chế. Tuy nhiên, Văn phòng cấp bằng sáng chế Mỹ trước đó đã nhiều lần từ chối ông vì sử dụng công nghệ của Tesla.
Đèn neon
Giống như trường hợp của máy điện báo vô tuyến, phát minh đèn neon được ghi công cho Georges Claude, người đã khai thác công nghệ này vào năm 1910. Tuy nhiên, từ năm 1893, Tesla đã thử nghiệm một thứ giống hệt như vậy.
Về cơ bản, đèn neon bao gồm các ống thủy tinh [ống Geissler] chứa một loại khí giống như argon với các điện cực ở mỗi bên. Khi được kích thích, chất khí sẽ sáng lên.
Tesla đã có một số ống như vậy trong phòng thí nghiệm của mình. Một ngày nọ, khi đang thử nghiệm với các cuộn dây Tesla, nhà phát minh bất ngờ nhận thấy các ống sáng lên. Tesla nhận ra rằng ông có thể cung cấp năng lượng không dây cho chúng. Ông đã trưng bày công nghệ này tại Hội chợ Thế giới Chicago năm 1893.
Turbine Tesla
Năm 1913, lấy cảm hứng từ động cơ piston, Tesla đã phát minh ra turbine của riêng mình. Các turbine vào thời điểm đó sử dụng cánh quạt, trong khi phát minh của Tesla sử dụng đĩa, tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Mặc dù turbine đĩa có rất ít ứng dụng thực tế, Tesla có ước mơ lớn lao cho nó. Ông tin rằng nó có thể được sử dụng trong "các nhà máy điện của tương lai" để tạo ra năng lượng địa nhiệt.
Ảnh chụp X-quang
Mặc dù tia X được phát minh bởi Wilhelm Röntgen vào ngày 8/11/1895, Nikola Tesla cũng đã thử nghiệm với một thứ giống như máy chụp X-quang từ năm 1894.
Tesla tò mò sự hư hại của các tấm ảnh trong thí nghiệm nghiên cứu công suất bức xạ trên các vật thể phát quang, nhưng những cuộc điều tra ban đầu của ông bị ngăn cản bởi một vụ cháy phòng thí nghiệm.
Tesla được cho là người đã chụp bức ảnh X-quang đầu tiên ở Mỹ. Trong khi cố gắng chụp ảnh người bạn Mark Twain của mình, ông chỉ chụp được những con vít kim loại của ống kính máy ảnh.
Dòng điện xoay chiều
Một trong những phát minh lâu đời và nổi tiếng nhất của Nikola Tesla là dòng điện xoay chiều [AC]. Ngày nay, dạng năng lượng điện này vẫn được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các gia đình và cơ sở kinh doanh.
Ý tưởng của Tesla về nguồn điện xoay chiều hoàn toàn trái ngược với Thomas Edison, người từng là cố vấn của ông, người đã phát minh ra điện một chiều [DC].
Khi Tesla làm việc cho Edison, Edison từng cược 500.000 USD nếu Tesla có thể sửa chữa nguồn điện một chiều. Tuy nhiên, Tesla đã tạo ra điện xoay chiều hoạt động tốt hơn nhiều, khiến Edison từ chối lời đề nghị của mình. Từ đó, một sự ganh đua bắt đầu này sinh giữa hai nhà phát minh thiên tài.
Tia tử thần
Trong tất cả các phát minh của Nikola Tesla, một phát minh mà ông chưa bao giờ thực sự chế tạo nhưng đã "phủ bóng đen" lên di sản của ông. Đó là bộ phát tia tử thần có thể tiêu diệt máy bay đối phương từ trên trời.
Bộ phát có 4 phần, bao gồm thiết bị tạo chùm tia điện từ trong không khí, máy phát điện công suất lớn, bộ khuếch đại năng lượng và thiết bị tạo xung điện mạnh. Theo Tesla, công nghệ này tạo ra một siêu vũ khí có thể tiêu diệt 10.000 máy bay và một triệu lính bộ binh từ cách xa hàng trăm km.
Mặc dù vậy, Tesla không có ý định sử dụng tia tử thần để gây ra bạo lực. Ngược lại, ông xem nó như một công cụ để gìn giữ hòa bình. Tesla nghĩ rằng nếu mọi quốc gia trên thế giới đều có "bức tường phòng vệ" thì nhu cầu chiến tranh sẽ giảm xuống.
Tuy nhiên, kế hoạch này bị coi là quá tham vọng ở thời điểm đó. Chính phủ Mỹ cho rằng đây là ý tưởng chưa qua kiểm chứng và thiếu tính thực tế, vì vậy Tesla không nhận được nguồn tài trợ để thực hiện dự án.
Ảnh: All That's Interesting