艺术中理性与非理性、线性与非线性在---电气工程中的再现理性因素与非理性因素是人类认识活动结构中不可分离的两个部分。

“非理性”是相对于理性而言的。

理性这个概念有广义和狭义之分。

广义的理性是指认识过程中的感性认识和理性认识，包括感觉、知觉、表象、概念、判断、推理等认识形式；狭义的理性则是指作为认识过程高级阶段的理性认识，仅包括概念、判断、推理等抽象的逻辑思维形式。

狭义的理性与感性相对；广义的理性包含狭义的理性，它与非理性相对。

非理性因素主要是指主体的情感、意志、欲望、动机、信念、信仰、习惯、本能等意识形式。

非理性因素，本身并不属于人的认识能力，但对人的认识活动的发动和停止、对主体认识能力的发挥与抑制起着重要的控制和调节作用。

这些非理性因素给人的认识活动、认识过程提供了动力、动因和调节控制的机制理性是指人在正常思维状态下时为了获得预期结果，有自信与勇气冷静地面对现状，并快速全面了解现实分析出多种可行性方案，再判断出最佳方案且对其有效执行的能力。

苹果为什么会落在地面？相信上过物理课的人都能脱口而出——万有引力。

然而说到为什么会存在万有引力，可能就没有多少人人知道了。

就算是发现了万有引力的牛顿本人，都不知其所以然。

牛顿只是对模糊的引力给出了公式，解释了行星如何围绕太阳运转。

但连他自己都搞不懂，太阳是怎么做到不用直接接触，就能使地转星移，苹果落地。

所以万有引力诞生的原因，也在那个时代被打上了一个问号。

在这一百多年里，都没人能对此给出解释。

直到另一位巨人——法拉第的诞生，才开始使困扰牛顿多年的问题慢慢被解开。

除此之外，他还“驯服”电子，发明了第一台电动机，从此电力行业开始了发展。

刚刚电力行业发展都是用直流电，正处于19世纪下半叶，几乎所有人都认为在实践中是不可能使用交流电的。

因为直流电始终朝着相同的方向流动，而交流电则反复使电流的大小和方向发生变化。

82年，特斯拉继爱迪生发明直流电后不久，即发明了交流电，当时交流电并不怎么受欢迎，人们还没尝到交流电的好处呢，在当时，爱迪生的直流电技术已经相当的完善，当时特斯拉是爱迪生发明公司的员工，特斯拉告诉爱迪生，说他能制造出交流电发电机，比直流更加省电，还能远距离传输电脑，能耗小，特斯拉非常生气，当他仍不放弃，当特斯拉要求加薪至每周25美元遭到拒绝后，他辞职了。

接下来特斯拉证明使用交流电的许多好处，让爱迪生很没面子，爱迪生就干了许多坏事说交流电害人，爱迪生竟然把周围邻居的小狗捉来，向公众展示交流电系统是如何电死无辜的小猫小狗的，简直是惨无人道他想让让公众相信，交流电系统是很危险的，诽谤特斯拉，打压竞争对手，用如此下三流的手段。

据说爱迪生为了打击交流电，买通美国某些州政府官员，把当地死刑由绞刑改为交流电电刑。

可交流电电不死人，把犯人都电成半死。

还有就是马可尼发现无线电技术，因而1909年诺贝尔物理学奖得主。

特斯拉比他早，但因为爱迪生爱迪生有权有势，他动用自己的资源，让专利局那边不承认特斯拉申请的专利。

结果历史终归于真实的。

1943年，美国最高法院重新裁决，判定特斯拉的申请的专利比马可尼的要早。

那时候，特斯拉已经去世了，特斯拉活着的时候说了一句“马可尼人品不错，就让他使用我的专利吧！”让人称道。

爱迪生想方设法为难特斯拉，让特斯拉名誉尽毁，最后成了一个不为人所知的伟人。

1943年1月5日晚间到7日在纽约旅馆孤独的死于心脏衰竭，享年86岁。

那时他已经身负巨债，他放弃了交流电的专利。

但想一想，我们今天使用的交流电，要是交流电收专利的话，我们交的电费就不止这么少了。

所以说，他真的很伟大电机发展简史在生产需要的直接推动下，具有实用价值的发电机和电动机相继问世，并在应用中不断得到改进和完善。

初始阶段的发电机是永磁式发电机，即用永久磁铁作为场磁铁。

由于永久磁铁本身磁场强度有限，因而永磁式发电机不能提供强大的电力，缺乏实用性。

要增大发电机的输出功率，使其达到实用要求，就要对发电机的各个组成部分进行改造。

发电机的主要部件是场磁铁、电枢、集电环和电刷。

1845年，英国物理学家惠斯通通过外加电源给线圈励磁，用电磁铁取代永久磁铁，取得了极大成功。

随后又改进了电枢绕组，从而制成了第一台电磁铁发电机。

1866年德国科学家西门子制成第一台使用电磁铁的自激式发电机。

西门子发电机的成功标志着建造大容量电机，从而获得强大电力，在技术上取得了突破。

因此，西门子发电机在电学发展史上具有划时代的意义。

自激原理的发现是永磁式发电机向励磁式发电机发展的关键环节。

自激是指直流发电机利用本身感应的电功率的一部分去激发场磁铁，从而形成电磁铁。

在发电机的改进过程中，磁场的变化经历了从永磁到励磁；而电流励磁又经历了从他激到自激，自激又经历了从串激到并激，再到复激的发展过程。

因此直流电机按其励磁方法的不同又可分为他激和自激两类，而自激电机又包括了串激、并激和复激三种形式。

1870年比利时人格拉姆(1826—1901)依靠瓦利所提出的原理，并采用了1865年意大利人帕契诺蒂(184l-1912)发明的齿状电枢结构，创造了环形无槽闭合电枢绕组，制成了环形电枢自激直流发电机。

1873年，德国电气工程师赫夫纳·阿尔特涅克(1845—1904)对直流电机的电枢又作了改进，研制成功鼓状电枢自激直流发电机。

他吸取了格拉姆和帕契诺蒂电机转子的优点，简化了制造方法，因而大大提高了发电机的效率，降低了发电机的生产成本，使发电机进入到实用阶段。

至此，直流发电机的基本结构已达到定型化。

1880年，美国发明家爱迪生制造出了名为“巨象”的大型直流发电机，并于1881年在巴黎博览会上展出。

与此同时，电动机的研制工作也在进行之中。

美国工程师达文波特在1836年首先尝试用电动机驱动机械。

1834年俄国物理学家雅可比发明了功率为15瓦的棒状铁心电动机。

发电机和电动机是同一种机器的两种不同的功能，用其作为电流输出装置就是发电机，用其作为动力供给装置就是电动机。

电机的这一可逆原理是在1873年偶然获得证明的。

这一年在维也纳的工业展览会上，一位工人操作失误，把连根电线错接到一台正在运行的格拉姆发电机上，结果发现这台发电机的转子改变了方向，迅即向相反的方向转动，变成了一台电动机。

在此以前，电动机和发电机是各自独立发展的。

从此以后，人们认识到直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行的可逆现象，这个意外的发现，对电机的设计制造产生了深刻的影响。

随着发电、供电技术的发展，电机的设计和制造也日趋完善。

1878年出现了铁心开槽法，即把绕组的嵌入槽内，以加强绕组的稳固相减少导线内部的涡流损耗。

那时出现的有槽铁心和鼓形绕组的结构一直沿用至今。

1880年爱迪生提出了薄片叠层铁心法，马克西提出铁心径向通风道原理解决了铁心的散热问题。

1882年提出了双层电枢绕组，1883年发明了叠片磁极，1884年发明了补偿绕组和换向极，1885年发明炭粉末制造电刷。

1386年确立了磁路计算方法，1891年建立了直流电枢绕组的理论。

到l 9世纪90年代，直流电机已具有了现代直流电机的一切主要结构待点。

尽管直流电机已被广泛使用，并在应用中产生了可观的经济效益，但其自身的缺点却制约了它的进一步发展。

这就是它不能解决远距离输电，也不能解决电压高低的变换问题，于是交流电机获得了迅速发展。

在此期间两相电动机和三相电动机相继问世。

1885年意大利物理学家加利莱奥·费拉里斯(1841—1897)提出了旋转磁场原理，并研制出厂二相异步电动机模型，1886年移居美国的尼古拉·特斯拉也独立地研制出二相异步电动机。

俄国籍电气工程师多利沃-多勃罗沃利斯基在1888年制成一台三相交流单鼠笼异步电动机。

交流电机的研制和发展，特别是三相交流电机的研制成功为远距离输电创造了条件，同时把电工技术提高到一个新的阶段。

1880年前后，英国的费朗蒂改进了交流发电机，并提出交流高压输电的概念。

1882年，英国的高登制造出了大型二相交流发电机。

1882年法国人高兰德(1850—1888)和英国人约翰·吉布斯获得了“照明和动力用电分配办法”的专利，并研制成功了第一台具有实用价值的变压器，它是交流输配电系统中最关键的设备。

变压器的基本结构是铁心和绕组，以及油箱和绝缘套管等部件。

它所依据的工作原理是法拉第在1831年发现的互感现象，即由于一个电路产电流变化，邢在邻近另一电路中引起感生电动势的现象。

在同一铁心上绕上原线圈和副线圈，如在原线圈今通入交变电流，由于电流的不断变化，而使其产生的磁场也随之不断变化，在副线圈中也就感应出电动势来。

变压器靠这一工作原理，把发电机输出的电压升高，而在用户那里又把电压降低。

有了变压器可以说就具备了高压交流输电的基本条件。

1884年英国人埃德瓦德、霍普金生(1859-l 922)又发明了具有封闭磁路的变压器。

后来威斯汀豪斯(1846—1914)对吉布斯变压器的结构进行了改进，使之成为一台具有现代性能的变压器。

1891年布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，后又研制出巨型高压变压器。

由于变压器的不断改进．使远距离高压交流输电取得了长足的进步。

经过100多年的发展，电机本身的理论已经相当成熟。

但是，随着电工科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的阶段。

其中，交流调速电动机的发展最为令人瞩目。

早在半个多世纪以前，传统的变电压、串级、变压变频等交流调速方法的原理就都已经研究清楚了，只是由于要用电路元件和旋转变流机组来实现，而控制性能又比不上直流调速，所以长期得不到推广应用。

1970年代以后，有了电力电子变流装置以后，逐步解决了调速装置要减少设备、缩小体积、降低成本、提高效率、消除噪声等问题，才使交流调运获得了飞跃的发展。

发明矢量控制之后，又提高了交流调速系统的静、动态性能。

但是要实现矢量控制规律，需要复杂的电子电路，其设计、制造和调试都很麻烦。

采用微机控制以后，用软件实现矢量控制算法，使硬件电路规范化，从而降低了成本，提高了可靠性，而且还有可能进一步实现更加复杂的控制技术。

由此可见，电力电子和微机控制技术的迅速进步是推动交流调速系统不断更新的动力。

另外，高性能永磁材料和超导材料的发展，也给电机的发展注入了新的活力。

永磁电机由于结构简单，可靠性好，效率高，节省能量，从成本、性能、投资、维修和可靠性等几方面综合考虑，优于普通电机。

但过去永磁材料的磁能积较小，一直没有得到广泛应用。

近几年，随着稀土永磁材料的高速发展和电力电子技术的发展，使永磁电机有了长足进展。

采用钕铁硼永磁材料的电动机、发电机已经得到广泛应用，大至舰船推进，小到人工心脏血泵等。

超导电机则已经用于发电和高速磁悬浮列车与船舶的推进等。

随着科学技术的进步、原材料性能的提高和制造工艺的改进，电机正以数以万计的品种规格、大小悬殊的功率等级(从百万分之几瓦到1000MW以上)、极为宽广的转速范围(从数天一转到每分钟几十万转)、非常灵活的环境适应性(如平地、高原、空中、水下、油中，寒带、温带、湿热带、干热带，室内、室外，车上、船上，各种不同媒质中等)，满足着国民经济各部门和人类生活的需要。