交流电和直流电
从这一天起，电力技术大踏步地发展起来了。在美国，电器中第一个取得商业成就的是电灯泡。1882年爱迪生电气公司开始安装照明系统，仅仅经营了3年就出售了200000个灯泡，垄断了市场，并给股东支付可观的红利。发明家爱迪生也成了腰缠万贯的大老板。1884年的一天，爱迪生正踌躇满志地坐在办公室里，这时他才32岁，但头发已经花白了。突然一个青年人推门进来。“先生，我叫特斯拉，从巴黎分公司来。”说完双手递上一封信。爱迪生拆信一看，原来是自己改进贝尔电话机时的搭档，英国工程师巴切罗写来的推荐信。信上对特斯拉作了热情洋溢的介绍，说：“我知道两位伟人，您是其中的一位，另一位就是那位塞尔维亚的青年人！”特斯拉这时才20几岁，爱迪生是他崇拜的偶像，今日有幸相见心里激动不已。嗫嚅地说：“我对交流电很有兴趣。去年我在施特拉斯堡工作时自制了一台交流发电机。我想用直流电向用户供电，电压低损耗大。传电的范围只有3．5公里。每隔几公里建一座发电厂太不经济了，如果改用交流电网来输送高压电……”爱迪生听到这里竟拉长了脸，摆手打断了他说话。爱迪生是直流输电系统的创造人，见这乳臭未干的小伙子竟敢在祖师爷的面前说直流电这也不是，那也不是，岂不惹在爱迪生的气头上！事实上特斯拉的话是对的，因为发电机的输出功率决定于它的输出电压和输出电流，如果用直流低压输电，电流很大，会在输电线上损耗了大部分的电功率。倘若改用交流输电的办法，可以将发电机发出的低压电通过变压器升高电压，因为总的输电功率保持不变，经过变压后的高压电的电流就很小，在输电线上不会损耗多少电功率。到了用户处，再通过变压器将电压降落下来，这样既节电又安全，有什么不好呢？
直流发电机也可以输送高压电？这样不也可以在输电线上流通小电流吗？这种想法只能是纸上谈兵。直流发电机产生的电压最高只可到几千伏，电压再往上升高，线圈的绝缘性就不够了。由于它不能变电压，就是将几千伏电压的电流直接输入工厂、车间甚至住宅，既昂贵也太危险，也根本无法制造耐几千伏电压的白炽灯。
然而爱迪生已无意再听特斯拉说话，拿起了桌上的铜铃摇了几下，让秘书把特斯拉安排到修理部去当一名低级工程师，满腔热情的特斯拉如一下掉入冰窖里，连连打了几个寒噤。但转念一想，自己凭本事吃饭。我好好地干，干出成绩来，那时你就不敢小觑我了。从这天起特斯拉真的起早摸黑地埋头苦干，每天在车间里耽上18～20个小时，他不仅出色完成了本职工作，还抽出时间来研究交流电。然而这时的爱迪生已经十分主观，容不得半点反对意见。他不仅对特斯拉的成绩视而不见，还常常对他横加指责，使斯特拉觉得伤心和委曲。后来发生了一件事，终于导致了两人分道扬镳。特斯拉不得不离开了爱迪生电气公司。后来特斯拉想到了一个名叫乔治·威斯汀豪斯的人，这个人是军人出身，前几年发明了铁路上用的空气闸而在工程技术界崭露头角。最近他进口了两套戈拉—吉布斯的变压器和西门子交流发电机，在纽约附近的布法罗地区开了一家小小的电气公司。特斯拉拿定了主意立即搭车去布法罗。
再说威斯汀豪斯电气公司虽然已经开张多日，奈何只有十几个人，七八条枪，一时也难成气候，特斯拉的到来真使乔治喜出望外，他早就知道特斯拉是电力工程方面的高手，如今投奔来帮自己，可谓是如虎添翼。乔治立即以极大的热情来支持特斯拉的工作。这两个人都不是等闲之辈，经过几个月的努力就准备在匹茨堡建立起一个交流供电网来。爱迪生起先还并不把这两个小人物放在眼里，听说了这事后，不由得大吃一惊。本来白炽灯乃是自己公司的一统天下，想不到小小的威斯汀豪斯公司竟然要来抢饭吃，又羞又恼。爱迪生竟不顾自己的显赫名声，鼓动如簧之舌大造舆论：“交流电用高压，不安全，会电死人。”恰好纽约州的立法机关通过了一项用电刑来执行死刑的法令，用的正是威斯汀豪斯公司制造的发电机。这一下助长了民众对交流电的恐惧心理。经过报纸的渲染，一时街头巷尾、剧场餐厅都有人在谈论交流电的可怕。眼看这威斯汀豪斯公司刚刚挣扎起来的一点家业就要被葬送在这股流言蜚语之中。“先生，我们不能听任这些胡说八道泛滥惑众，开个记者招待会吧！”特斯拉愤愤不平地说。
两天后的一个傍晚，威斯汀豪斯电气公司的大门前车塞马鸣，人头攒动，围了有几百人。其中一部分是记者，更多的是看热闹的人。会议开始了，乔治先生说了几句开场白之后，特斯拉雄赳赳走上台阶。他从一台公司造的发电机上引出两根长长的绝缘导线，捆在自己身上，竖一下，横一下，一共捆了十几道。然后再将导线联到一长串灯泡上。“开闸。”随着他一声令下，挂在门前的一长串灯泡顷刻大放光明。特斯拉站在灯光之中不住地微笑，向大家挥手示意。观众都惊呆了。在片刻的寂静后，人群里爆发出雷鸣般的掌声，有人还把帽子抛上了天空。混在人群里的几个爱迪生电气公司的职员，原来想来看笑话，这一下倒急得手足无措，正要溜之大吉，突然见特斯拉迎面走了过来。特斯拉耸了耸肩膀说：“真理不崇拜权威啊！”爱迪生公司的几个职员满脸羞惭赶紧溜之大吉了。从这次记者招待会后，威斯汀豪斯公司才算站稳了脚跟。随着时间的推移，交流电逐渐显示出它的优越性，既经济实惠，又安全可靠。1893年威斯汀豪斯公司在芝加哥博览会上接受了25万只灯泡供电的订货。特别是酝酿已久的尼亚加拉大瀑布水电站决定采用威斯汀豪斯电气公司生产的交流发电传输系统，使交流电赢得了决定性的胜利。爱迪生电气公司的信誉已到了维持不下去的地步，不得不改名为通用电气公司。而威斯汀豪斯公司的业务一直兴旺到1907年美国经济大萧条之前。发明家特斯拉，虽然名字被铭刻在大瀑布发电机的主机上，但他仍然过着清贫的生活，也没有像爱迪生那样广为人知。事实上特斯拉是一位罕见的天才，他对未来世界有过许多新颖、独到的设想。这些设想中有一部分现在已成为事实，更多部分仍有待于现在工程技术人员去发掘和整理。特斯拉的晚境十分凄凉。1943年1月8日他在贫病中死于大瀑布附近的小客栈里，享年86岁。后来他的骨灰，生前使用的仪器和发电机模型被运回南斯拉夫，安放在贝尔格莱德的特斯拉博物馆里。
电话的发明
“电能传递信息，为什么不能传递声音呢？”提出这个问题的是美国波士顿大学的语言教授贝尔，当时他22岁。贝尔于1847年生于英格兰，他的父亲和祖父都是声学家。贝尔小的时候十分淘气，好奇性很强，喜欢提各种怪问题。贝尔17岁进爱丁堡大学学习语言，毕业后获得博士学位，移居美国当了教授。当时电报刚发明不久，人们对电的作用产生了强烈的印象。贝尔也怀着浓厚的兴趣，业余从事研究。一天，他在做实验时偶然发现，当电路接通或断开时，螺旋线圈就会发出轻微的噪声。这启发了他，既然空气能使薄膜振动发出声音，那么如果用电使薄膜振动，不就可以把人的声音传递开来了吗？1873年夏，贝尔正式向校长提出辞呈，决定去发明一种能传递人的声音的电话！他不去理会周围人的闲言碎语，变卖了家产做经费，与18岁的电工技师沃特森一起开始了艰难的创制电话的生涯。
下面我们利用废旧的双听筒耳机来了解电话机的工作原理。
找一副双听筒耳机，把原来的听筒线拆下来，再用有绝缘皮的双股长导线把两只听筒连起来。当一个人对着耳机说话时，站在远处的人就可以从另一个耳机里听到他的说话声音。
再拆卸耳机，可以看到里面有一块永久磁铁和一铁片。当有人对耳机说话时，声波使耳机里的薄铁片前后振动，铁片与永久磁极之间的空隙就忽大忽小，引起了磁场强度的变化。这样绕在永久磁铁上的线圈里就激发出忽强忽弱的感生电流来。这个随声波变化的电流，传到另一个耳机的线圈里，又引起了磁场对薄铁片的吸力变化，铁片振动发出了相应的声音，电就这样把声音传递开来了。贝尔的电话机就是按上述的原理设计的。他们在试制的时候也是备尝了艰辛，耗费了整整1年的时间。有趣的是，从电话里传来的第一声却是呼救声。当时贝尔正在把一个装置浸到硫酸里，不小心硫酸溅到了腿上，痛得他对着话筒大叫：“沃得森，快来！”这句话经过电线传到了安装在另一个房里的接收器，被沃得森听清了。两人兴奋地各自从房里跑了出来，在走廊里拥抱，庆贺电为人类第一次送话。这天是1875年6月2日。
贝尔发明电话之后，于1876年申请了专利。但它并没给贝尔带来好运。为了推广这个发明，他耗尽了家产，出卖了专利……后来富翁休巴顿爵士同意帮助他，1878年贝尔电话公司终于开张了。
1915年第一架实用电话机试制成功。不久在贝尔的指导下美国架起了4000英里的长途电话线，从此电话进入了千家万户。今天，以计算机控制的具有多种功能的程控电话成了现代化通讯事业的主角，并在我国许多城市里得到普及和发展。
发明电视机
19世纪中叶，贝尔已经发明了电话。几十年后，电话已在世界上普及。
好幻想的人又联想：“既能把声音传到远方，能不能把图像传到远处呢？”那还是在1873年，有一位叫史密斯的电气工程师，在工作中发现了一个怪现象。他看到不导电的“硒”遇见阳光能像电池一样产生出电来！当遮住射向硒的光线时，电也没有了。当时，人们只知道电池和发电机才能发电，可谁也没看到过光能发电！史密斯在报纸上发表了这一重大发现，引起了一些敏感的科学家的注意。其中有一位叫肯阿里的美国工程师在两块金属板中间夹上硒做成一个特殊装置。将它放在阳光下，果然从金属板上得到微弱电流，作用简直跟当时已普及的电池一样。于是肯阿里称它们为“光电池”，它能把光变成电。不过这电流太小了，一时还派不上什么用场。
光电池在强光照射下产生强电流，在弱光照射下产生弱电流。多么像贝尔发明的能随声音的大小而使电流变化的电话啊！于是肯阿里联想到：既然电话能传送声音，光电池能不能传送图画呢？我们如把报纸上的照片放在显微镜下观察，可以发现图画是由无数黑白相间的点排列而成，有些地方稀一些，有些地方密一些。所以一张黑白照片，实际上可看成黑点和白点的组合，构成不同的明暗和色调。我们可以把图像分解成许多小单元，这些小单元被称为“像素”，每个像素发出的光强弱不一。
肯阿里把报上发表的照片用黑白小点组成图；同时又把许多硒的小颗粒密集地排列在一块板上，另外还做了一个用小灯泡密集排列的装置。每个小点和小灯之间一个对着一个用电线连接起来。他设想：黑白小点组成的图放在硒板前用灯光照射，由于硒对光的感应，黑点的地方接受的光比较弱，与之相连的硒粒发出弱的电流；而白点的地方则发出强的电流，这样硒粒产生的强弱电流通过电线传到装置上的各个小灯。他认为一幅由明暗灯光组成的图画就会出现。
设计原理是对的，但实际上根本实现不了。硒产生的电流那么小，又怎能使电灯发光呢？再说一张底片分割成无数小部分，又要一对对地用几万根甚至更多的导线联接起来，在技术上也做不到。
10年后，波兰人尼布可也用类似想法做着新的实验。他把密布小孔的网板，在景物前旋转，使光从小孔中通过，当光射到硒粒上，随着光的强弱而产生不同大小的电流，这电流随着电线传到远处，使在远处连接的许多小灯发光。尼布可用同样的一个布满极密小孔的网板以同样的速度在发光的小灯泡前旋转。小灯泡发出的光通过网板小孔射到白纸上，一幅和发送部分一样的图和景或许就被放映出来。
尼布可连续干了3年，终因光电池产生的电流太弱而遭到失败。难道传播活动图像就真不能实现吗？1912年，德国人耶斯塔和盖特发明了“光电管”。光电管能根据光的强度转换成不同强度的电流信号，比之于光电池，光电管的效能大多了。而后，美国的福雷斯特发明了三极管，三极管能把微弱信号放大许多倍。这样原来因电流太弱而不可能实现的传送活动图画的目标有了实现的可能。
科学研究工作就如搭积木一样。你垒一块，我垒一块，就这样一幢美丽的大厦在他们的共同努力下，一天高似一天。首先使电视发送和接收成为现实的是一个英国人——贝德。
贝德于1888年生于苏格兰。从小就有着丰富的想象力，成年后是一个出色的工程师。当时很多著名的科学家都在为发送和接收图像作着努力，但谁也没成功。贝德也投入了这场试图传播图像的比赛中。贝德想：既然无线电波能够实现远距离发送和接收，那么发送图像也应该是可能的。
贝德的设想是将一束光照射到照片上，并移动光束照遍照片的各个部位并反射到硒板上。那么硒板上的感光便会随着图像的明暗变化而产生各种强度不同的电流。这一过程称为图像的“扫描”。然后电流便被输送给发射机，由发射机用无线电波发射出去。再由接收机接收，并把电波转换成明暗不同的图像。但这样的图像是静止的，而电视需要的却是活动图像。那么怎样才能得到活动图像呢？我们知道电影实际上也是一幅一幅静止的图像，但是一张紧接一张，速度极快使人感觉不到图像之间有任何间隔，因而看到的是一个活动的完整画面。电视也采用了这一方法，但要复杂得多。没有实验经费，只好从废物堆里觅来种种代用品。失败接踵而来，长期的饥饿劳累，使他贫病交加。为了给他的发明寻找经济上的支持人，他想通过报纸宣传他的发明。然而当时的报纸业老板，既听不懂贝德的理论，又嫌他穿得如此破旧，将他视为疯子。在几次拒绝了贝德的请求之后，干脆吩咐门卫，不准这个“疯子”进门。
百折不挠的贝德并没放弃自己的理想，他在自己的卧室中坚持着试验。
他克服了许多难以想象的困难，连续经过几年的努力，终于获得了成功。1925年10月2日，贝德在室内安了个新装置，他拨动电钮，一下子图像清晰地显现出来了！他兴奋得一跃而起，冲进楼下商店拉来一个小伙计，几分钟后，“魔镜”里见到了小伙的脸——这是电视播送的第一张脸。
