电的历史始于威廉·吉尔伯特（1544-1603），他是一位内科医生和自然科学家，曾为英国女王伊丽莎白一世服务。在吉尔伯特之前，所有关于电和磁的知识都是磁石（磁铁矿）具有磁性，摩擦琥珀和喷射会吸引各种材料的碎片开始粘住。

1600年，吉尔伯特发表了他的专著《磁铁》（论磁铁）。这本书以学术拉丁文印刷，解释了吉尔伯特多年来在电磁学方面的研究和实验。吉尔伯特极大地提高了人们对这门新科学的兴趣。是吉尔伯特在他的名著中创造了“电工”一词。

早期发明家

受吉尔伯特的启发和教育，几位欧洲发明家，包括德国的奥托·冯·盖里克（1602-1686）、法国的查尔斯·弗朗索瓦·杜菲（1698-1739）和英国的斯蒂芬·格雷（1666-1736）扩展了知识。

奥托·冯·盖里克是第一个证明真空存在的人。创造一个真空对于进一步研究电子学是至关重要的。1660年，冯·盖里克发明了产生静电的机器；这是第一台发电机。

1729年，斯蒂芬·格雷（Stephen Gray）发现了导电原理，1733年，查尔斯·弗朗索瓦·杜菲（Charles Francois du Fay）发现电有两种形式，他称之为树脂（-）和玻璃（+），现在称之为负和正。

莱登罐子

莱顿罐是最初的电容器，一种储存和释放电荷的装置。（当时电被认为是神秘的流体或力。）莱顿罐于1745年在荷兰由学者彼得·范·穆先布罗克（1692-1761）于1745年发明，在德国由德国牧师和科学家伊瓦尔德·克里斯蒂安·冯·克莱斯特（1715-1759）于1745年发明。当冯·克莱斯特第一次摸到他的莱顿罐时，他受到了一个强烈的震动，把他打倒在地。

莱顿罐子是由法国科学家兼牧师让·安托万·诺莱（Jean-Antoine Nollet，1700-1770）以穆先布洛克的家乡和莱顿大学的名字命名的。这个罐子也被称为冯·克莱斯特（Von Kleist）之后的克莱斯特罐（Kleistian jar），但这个名字并不牢固。

本·富兰克林、亨利·卡文迪什和路易吉·格瓦尼

美国开国元勋本·富兰克林（1705-1790）的重要发现是电和闪电是一体的。富兰克林的避雷针是电的第一个实际应用。英国自然哲学家亨利·卡文迪什（Henry Cavendish）、法国的库伦（Coulomb）和意大利的路易吉·加瓦尼（Luigi Galvani）为寻找电的实际用途做出了科学贡献。

1747年，英国哲学家亨利·卡文迪什（1731-1810）开始测量不同材料的导电性（携带电流的能力），并发表了他的结果。法国军事工程师查尔斯·奥古斯丁·德·库仑（1736-1806）在1779年发现了后来被称为“库仑定律”的东西，该定律描述了静电引力和排斥力。1786年，意大利医生路易吉·加瓦尼（1737-1798）证明了我们现在所理解的神经脉冲的电基础。伽瓦尼用静电机发出的火花震动青蛙的肌肉，从而使青蛙肌肉抽搐。

继卡文迪什和加瓦尼的工作之后，出现了一批重要的科学家和发明家，包括意大利的亚历山德罗·沃尔塔（1745-1827）、丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特（1777-1851）、法国物理学家安德烈·玛丽·安培（1775-1836）、德国的乔治·奥姆（1789-1854）、英国的迈克尔·法拉第（1791-1867）和约瑟夫·亨利（1797-1878）美国。

用磁铁工作

约瑟夫·亨利是电学领域的研究员，他的工作激发了许多发明家的灵感。亨利的第一个发现是，用绝缘线缠绕磁铁可以极大地增强磁铁的威力。他是第一个制造出能举起3500磅重量的磁铁的人。亨利展示了由几根大电池并联激励的短导线组成的“数量”磁铁和由一根长导线缠绕并由电池串联激励的“强度”磁铁之间的区别。这是一个独创性的发现，极大地提高了磁铁的即时实用性和未来实验的可能性。

东方冒名顶替者被停职

迈克尔·法拉第（Michael Faraday）、威廉·斯特金（William Sturgeon，1783-1850）和其他发明家很快就认识到了亨利发现的价值。Sturgeon宽宏大量地说：“约瑟夫·亨利教授能够产生一种磁力，这种磁力在整个磁学史上相形见绌，自从这位著名的东方冒名顶替者奇迹般地被吊死在他的铁棺材中以来，再也找不到类似的磁力了。”

这个常用的短语指的是这些欧洲科学家取笑的一个关于伊斯兰教创始人穆罕默德（公元前571-632年）的晦涩故事。事实上，这个故事根本不是关于穆罕默德的，而是由老普林尼（公元前23-70年）讲述的关于埃及亚历山大一具棺材的故事。根据普林尼的说法，亚历山大的塞拉皮斯神庙是用强大的磁石建造的，其威力之大，据说克利奥帕特拉的妹妹阿西诺五世（公元前68-41年）的铁棺材被悬挂在空中。

约瑟夫·亨利还发现了自感和互感现象。在他的实验中，通过大楼二层的一根电线传输的电流通过下面两层地下室的一根类似电线感应电流。

电报

电报是一项早期发明，它通过电线远距离传送信息，后来被电话取代。telegraphy一词来自希腊语tele，意为“远方”，grapho意为“写”。

在亨利对这个问题感兴趣之前，人们已经多次尝试用电报发送信号。威廉·斯特金发明电磁铁鼓励英国的研究人员用电磁铁进行实验。实验失败了，只产生了几百英尺后减弱的电流。

电报的基础

然而，亨利把一英里长的细电线串起来，在一端放上一个“强度”电池，然后让电枢在另一端敲钟。在这个实验中，约瑟夫·亨利发现了电报背后的基本机制。

这项发现是在1831年，比塞缪尔·莫尔斯（1791-1872）发明电报早了整整一年。谁发明了第一台电报机没有争议。这是莫尔斯的成就，但促使莫尔斯发明电报的发现是约瑟夫·亨利的成就。

用亨利自己的话说：“这是第一次发现电流可以传输到很远的距离，而产生机械效应的力却很少，这也是第一次发现可以实现传输的方法。我看出电报现在是可行的。我没有想到任何特殊形式的电报，只是提到了一个普遍的事实，即现在已经证明，电流可以传输到很远的距离，有足够的功率产生足以达到所需目标的机械效果。”

磁力发动机

亨利接着转向设计一台磁力发动机，并成功地制造了一台往复式棒式电动机，在其上安装了第一台与电池一起使用的自动换极器或换向器。他没有成功地产生直接的旋转运动。他的横杆摆动得像汽船的横梁。

电动汽车

1835年，来自佛蒙特州布兰登的铁匠托马斯·达文波特（Thomas Davenport，1802-1851）制造了一辆适合公路使用的电动汽车。12年后，美国电气工程师摩西·法默（1820-1893）展示了一台电动机车。1851年，马萨诸塞州发明家查尔斯·格拉夫顿·佩奇（Charles Grafton Page，1712-1868）在巴尔的摩和俄亥俄铁路的轨道上驾驶一辆电动车，从华盛顿到布拉登斯堡，时速为19英里。

然而，当时电池的成本太高，在运输中使用电动机还不实用。

发电机

发电机或发电机背后的原理是由迈克尔·法拉第和约瑟夫·亨利发现的，但它发展成实用发电机的过程耗时多年。没有发电机发电，电动机的发展就处于停滞状态，电力无法像今天那样广泛用于交通、制造或照明。

路灯

弧光灯作为一种实用的照明设备是由俄亥俄州工程师查尔斯·布鲁什（1849-1929）于1878年发明的。其他人则抨击了电灯的问题，但缺乏合适的碳元素阻碍了他们的成功。电刷从一台发电机上串联了几盏灯。在俄亥俄州克利夫兰市，第一批刷子灯用于街道照明。

其他发明家改进了弧光灯，但也有缺点。对于室外照明和大型大厅，弧光效果良好，但弧光不能用于小房间。此外，它们是串联的，也就是说，电流依次通过每个灯，一个灯发生事故，整个串联都停止工作。美国最著名的发明家之一托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison，1847-1931）解决了室内照明的整个问题。

托马斯·爱迪生股票行情

爱迪生的众多电发明中的第一项是自动投票记录器，他于1868年获得了该发明的专利，但未能引起人们对该装置的任何兴趣。然后，他发明了一种股票自动售票机，并在波士顿开始了一项有30或40名订户的自动售票服务，并在黄金交易所的一个房间内进行操作。爱迪生试图在纽约出售这台机器，但他没有成功就回到了波士顿。然后他发明了一种双工电报机，可以同时发送两条信息，但在一次测试中，由于助手的愚蠢，这台机器失败了。

1869年，当电报在黄金指示器公司（Gold Indicator Company）失败时，爱迪生在场，该公司向其用户提供证券交易所黄金价格。这导致他被任命为总监，但当公司所有权发生变化时，他放弃了他与富兰克林·L·波普（Franklin L.Pope）的职位，后者是波普、爱迪生和美国第一家电气工程师公司（company）的合伙企业。

改进的股票行情器、灯和发电机

不久之后，托马斯·爱迪生发布了这项发明，使他踏上了成功之路。这是改进后的股票行情器，黄金和股票电报公司为此付给他4万美元。托马斯·爱迪生立即在纽瓦克开了一家商店。他改进了当时使用的自动电报系统，并将其引入英国。他对海底电缆进行了试验，并研制出一套四线制电报系统，用一根电线做四根电线的工作。

这两项发明是由大西洋和太平洋电报公司的所有者杰伊·古尔德（Jay Gould）购买的。古尔德花了30000美元买了四联系统，但拒绝支付自动电报的费用。古尔德买下了西联，这是他唯一的竞争对手。爱迪生说：“当古尔德得到西联时，我知道在电报方面不可能有进一步的进展，于是我就转到其他行业去了。”

门罗公园

爱迪生继续为西联电报公司工作，在那里他发明了一种碳发射器，并以10万美元的价格卖给西联电报公司。基于此，爱迪生于1876年在新泽西州门罗公园建立了实验室和工厂，也正是在那里他发明了留声机，并于1878年获得专利，并开始了一系列实验，生产了他的白炽灯。

托马斯·爱迪生致力于生产室内用电灯。他的第一项研究是寻找一种能在真空中燃烧的耐用灯丝。用铂丝和各种难熔金属进行的一系列实验结果都不令人满意，包括人发在内的许多其他物质也是如此。爱迪生得出结论，某种碳是解决方案，而不是英国发明家约瑟夫·斯旺（1828-1914）在1850年得出的相同结论。

1879年10月，经过14个月的艰苦工作和4万美元的开支，一条密封在爱迪生的一个地球仪中的碳化棉线被测试并持续了40个小时。“如果它现在能燃烧四十个小时，”爱迪生说，“我知道我能让它燃烧一百个小时。”他就这样做了。需要一种更好的灯丝。爱迪生在碳化的竹条中找到了它。

爱迪生发电机

爱迪生还开发了自己的发电机，这是当时最大的发电机。和爱迪生白炽灯一样，它也是1881年巴黎电气博览会的奇迹之一。

不久之后，在欧洲和美国安装了电气设备。1882年，爱迪生在伦敦霍尔伯恩高架桥建立了第一个为三千盏灯供电的大型中央车站，同年9月，美国第一个中央车站纽约市的珍珠街车站投入运行。

资料来源和进一步阅读

• 电报史〉，英国史蒂夫纳格：工程技术研究所，2001年。
• 美国电气史上的转折点〉，纽约：电气和电子工程师学会出版社，1977年。
• 克莱恩，莫里。“发电商：蒸汽、电力和发明现代美国的人”，《纽约：布卢姆斯伯里出版社》，2008年。
• 舍特曼，乔纳森。《18世纪开创性的科学实验、发明和发现》，格林伍德出版社，2003年。