The Blacksmith's MotorElectricity,

The Blacksmith's Motor

Electricity, magnetism, and motion: A self-taught Vermonter pointed the direction for lighting the world.

By Frank Wicks

In the spring of 1833, a self-educated but impoverished blacksmith in Forestdale, Vt., by the name of Thomas Davenport heard some curious news. This news, as it turned out, would not only change his life but would eventually change the life of almost everyone on earth. Davenport's curiosity led to his invention of the first rotating electric machine. Today, we would describe it as a shunt-wound brush and commutator dc motor.

Thomas Davenport, inventor of the electric motor, was a self-educated blacksmith with a passion for reading.

The momentous news that roused the blacksmith's curiosity was that the Penfield and Hammond Iron Works, on the other side of Lake Champlain in the Crown Point hamlet of Ironville in New York state, was using a new method for separating crushed ore. The process used magnetized spikes mounted on a rotating wooden drum that attracted the millings with the highest iron content. Higher-purity feedstock could be fed to the furnaces, improving their productivity and the quality of the iron they produced. This was important, since the recent introduction and expected rapid expansion of railroads were dramatically increasing the demand for quality iron.

This process had been developed by Joseph Henry of Albany, N.Y. It used an electromagnet that he had designed to magnetize the spikes; in fact, Henry's electromagnet was said to be powerful enough to lift a blacksmith's anvil. Its use in the iron ore separation process was the first time that electricity had been used for commercial purposes, thus beginning the electric industry.

Thomas Davenport had no prior knowledge of discoveries in magnetism and electricity when this new process stimulated his interest. He had been born in 1802 on a farm outside Williamstown, Vt., the eighth of 12 children. His father died when Thomas was 10. Schooling opportunities were minimal, and at the age of 14 Thomas was indentured for seven years to a blacksmith. His room and board and six weeks per year of rural schooling were provided in return for service in his master's shop. The work was hard, but the boy was later remembered for his curiosity, his interest in musical instruments, and his passion for books.

Once he was liberated in 1823, Davenport traveled over the Green Mountains to Forestdale, a hamlet in the town of Brandon, Vt., where there was an iron industry. He set up his own marginally successful shop, married the daughter of a local merchant, and started a family.

His only means of learning was self-education. When the news from the ironworks piqued his curiosity, he acquired books and journals, and started reading about the experiments and discoveries that were beginning to unlock some of the mysteries of electricity and magnetism.

Electric Currents

It was more than 80 years since Benjamin Franklin, in 1752, had experimented with static electricity from Leyden jars and with electricity from the sky, by flying a kite over Philadelphia during a storm.

Davenport's model of an electric "train." The circular track is 4 feet in diameter. Power was supplied from a stationary battery to the moving electric locomotive, using the rails as conductors for the electricity.

A new era had started in 1800, when Alessandro Volta demonstrated an electric pile, which was a battery that produced electricity directly from a chemical reaction between two different metals. Static electricity batteries such as the Leyden jar had provided only sudden electric pulses during discharge. For the first time, investigators could draw a continuous electric current for hours, instead of relying on an erratic spark in a Leyden jar.

In 1820, the Danish experimenter Hans Oersted showed that Franklin had been half-wrong in his conclusion that electricity and magnetism were unrelated. Oersted observed that the needle of a nearby compass moved when he closed the circuit through a wire and battery. This demonstrated that electricity was causing magnetism. Andre-Marie Ampere in France soon showed that the magnetic effect could be multiplied by coiling the wire. William Sturgeon went the next step in 1825 by wrapping an uninsulated coil of wire around an insulated horseshoe-shaped iron core, thus making the first electromagnet, which lifted about 5 lbs.

Now that it was shown that electricity could produce magnetism, the reverse question arose: whether magnetism could produce electricity. The first attempts consisted of holding a magnet near a wire. No electricity was observed. Then, in 1831, Michael Faraday succeeded in producing electricity by means of magnetism when he moved a disc perpendicular to a magnetic field. Almost simultaneously, Joseph Henry, inventor of the ore-separation process that so excited Davenport, used a more powerful lifting magnet of his own design to show that electricity could be produced from magnetism by changing the strength of the magnet.

The discovery that magnetism could cause electricity was a vital step toward the modern electric world. The only previously demonstrated techniques for producing electricity had been the limited-potential static electric generator of von Guericke and the chemical reaction battery of Volta.

Joseph Henry was to become the only American to have his name applied to a unit of electricity: A henry is a measure of electric inductance. Henry had started his pioneering work in electricity and magnetism as a professor at Albany Academy in 1826. In 1833, he moved on to Princeton. He ended up as the founding secretary of the Smithsonian Institution, where he served from 1846 until 1878.

While at Albany, Henry developed an electromagnet that could lift a phenomenal 2,000 lbs. He did this by wrapping a mile of insulated wire in several parallel circuits around a soft iron core that he procured from the Crown Point Iron Works, the company for which he eventually designed the machine that used his ore-separating electromagnet.

The iron separation technique developed by Henry was, in a sense, the magnetic equivalent of the cotton gin. That device, invented in 1794 by Eli Whitney, used spikes on a rotating drum to comb the seed from the fiber. For the first time growing cotton was profitable, because a single worker could produce 50 lbs. of pure cotton per day. Threshing machines were being built on a similar principle. The ancient process of beating the wheat with a wooden flail to separate the grain from the chaff was to be replaced by spikes on a rotating drum.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ช่างตีเหล็กของมอเตอร์ไฟฟ้า, แม่เหล็กและการเคลื่อนไหว: เรียนด้วยตัวเอง Vermonter ชี้ทิศทางสำหรับจุดโลก. โดยแฟรงก์สาดแสงในฤดูใบไม้ผลิ 1833, ศึกษาเอง แต่ช่างตีเหล็กที่ยากจนใน Forestdale, เวอร์มอนต์, โดยใช้ชื่อของโทมัส. ดาเวนพอได้ยินบางข่าวที่อยากรู้อยากเห็น ข่าวนี้เป็นมันเปิดออกมาจะไม่เพียง แต่เปลี่ยนชีวิตของเขา แต่ในที่สุดก็จะเปลี่ยนชีวิตของเกือบทุกคนบนโลก อยากรู้อยากเห็นของดาเวนพอร์นำไปสู่การประดิษฐ์ของเขาของเครื่องไฟฟ้าหมุนครั้งแรก วันนี้เราจะอธิบายว่ามันเป็นแปรงปัดแผลและกระแสไฟฟ้ามอเตอร์ dc. โทมัสดาเวนพอร์ประดิษฐ์ของมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นช่างตีเหล็กในตัวเองการศึกษาที่มีความหลงใหลในการอ่าน. ข่าวสำคัญที่ปลุกให้ตื่นขึ้นอยากรู้อยากเห็นของช่างตีเหล็กก็คือว่า Penfield แฮมมอนด์และเหล็กโรงงานในด้านอื่น ๆ ของทะเลสาบแชมเพลนในหมู่บ้านจุดยอดของ IRONVILLE ในรัฐนิวยอร์กใช้วิธีการใหม่สำหรับการแยกแร่บด กระบวนการที่ใช้แหลมแม่เหล็กติดตั้งอยู่บนไม้กลองหมุนที่ดึงดูด Millings ที่มีธาตุเหล็กสูงสุด วัตถุดิบที่สูงขึ้นความบริสุทธิ์อาจจะป้อนให้กับเตาเผา, การปรับปรุงการผลิตและคุณภาพของเหล็กที่พวกเขาผลิต นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากการเปิดตัวที่ผ่านมาและคาดว่าจะขยายตัวอย่างรวดเร็วของทางรถไฟอย่างมากที่ได้รับการเพิ่มความต้องการใช้เหล็กที่มีคุณภาพ. กระบวนการนี้ได้รับการพัฒนาโดยโจเซฟเฮนรีแห่งออลบานี, นิวยอร์กจะใช้แม่เหล็กไฟฟ้าที่เขาได้ออกแบบมาเพื่อดึงดูดแหลม; ในความเป็นจริงแม่เหล็กไฟฟ้าของเฮนรี่ก็บอกว่าจะมีประสิทธิภาพพอที่จะยกทั่งตีเหล็กของ การใช้งานในกระบวนการแยกแร่เหล็กเป็นครั้งแรกที่ได้รับกระแสไฟฟ้าใช้เพื่อการค้าจึงเริ่มต้นอุตสาหกรรมไฟฟ้า. โทมัสดาเวนพอร์ไม่มีความรู้ก่อนการค้นพบในสนามแม่เหล็กและไฟฟ้าเมื่อกระบวนการใหม่นี้กระตุ้นความสนใจของเขา เขาได้รับการเกิดใน 1802 ในฟาร์มนอกวิลเลียมส์, เวอร์มอนต์. ที่แปดของเด็ก 12 พ่อของเขาเสียชีวิตตอนที่ 10 โทมัสเป็นโอกาสในการศึกษามีน้อยที่สุดและตอนอายุ 14 โทมัสถูกผูกมัดเป็นเวลาเจ็ดปีที่ผ่านมาช่างตีเหล็ก ห้องและคณะกรรมการและหกสัปดาห์ต่อปีของการศึกษาในชนบทได้ให้ไว้ในการกลับมาให้บริการในร้านโทของเขาของเขา การทำงานเป็นเรื่องยาก แต่เด็กก็จำต่อมาอยากรู้อยากเห็นของเขาที่เขาสนใจในดนตรีและความรักของเขาสำหรับหนังสือ. เมื่อเขาได้รับการปลดปล่อยใน 1823, ดาเวนพอร์เดินทางมาเทือกเขาสีเขียว Forestdale, หมู่บ้านเล็ก ๆ ในเมืองแบรนดอน , เวอร์มอนต์. ซึ่งมีอุตสาหกรรมเหล็ก เขาตั้งของเขาเองร้านที่ประสบความสำเร็จเล็กน้อยแต่งงานกับลูกสาวของพ่อค้าท้องถิ่นและเริ่มต้นครอบครัว. วิธีการเดียวของเขาคือการศึกษาการเรียนรู้ด้วยตนเอง เมื่อข่าวจากหลอมป่องๆอยากรู้อยากเห็นของเขาเขาได้รับหนังสือและวารสารและเริ่มอ่านเกี่ยวกับการทดลองและการค้นพบว่าเป็นจุดเริ่มต้นที่จะปลดล็อคบางส่วนของความลึกลับของไฟฟ้าและแม่เหล็ก. กระแสไฟฟ้ามันเป็นกว่า 80 ปีนับตั้งแต่เบนจามินแฟรงคลิน ใน 1752 ได้ทดลองกับไฟฟ้าสถิตจากขวดเลย์เดนและมีการผลิตไฟฟ้าจากฟากฟ้าโดยการบินว่าวมากกว่าเดลเฟียในช่วงพายุ. รูปแบบของดาเวนพอร์ไฟฟ้า "รถไฟ". ติดตามวงกลมคือ 4 ฟุตเส้นผ่าศูนย์กลาง เป็นแหล่งพลังงานจากแบตเตอรี่นิ่งที่จะย้ายรถจักรไฟฟ้าโดยใช้ทางรถไฟเป็นตัวนำไฟฟ้า. ยุคใหม่ได้เริ่มต้นในปี 1800 เมื่อเลสซานโดรโวลตาแสดงให้เห็นถึงกองไฟฟ้าซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรงจากปฏิกิริยาทางเคมี ระหว่างสองโลหะที่แตกต่างกัน แบตเตอรี่ไฟฟ้าสถิตเช่นขวดเลย์เดนได้ให้คลื่นไฟฟ้าเพียงอย่างฉับพลันในช่วงปล่อย เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยสามารถวาดกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมงแทนที่จะอาศัยจุดประกายที่ผิดปกติในขวดเลย์เดน. ใน 1820 ทดลองเดนมาร์ก Hans Oersted แสดงให้เห็นว่าแฟรงคลินได้รับครึ่งที่ไม่ถูกต้องในการสรุปของเขาว่าไฟฟ้าและแม่เหล็ก เป็นที่ไม่เกี่ยวข้อง Oersted ตั้งข้อสังเกตว่าเข็มของเข็มทิศในบริเวณใกล้เคียงเมื่อเขาย้ายวงจรปิดผ่านลวดและแบตเตอรี่ นี้แสดงให้เห็นว่าการผลิตไฟฟ้าที่ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็ก อังเดรมารีแอมแปร์ในประเทศฝรั่งเศสในเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบแม่เหล็กสามารถนำมาคูณด้วยขดลวด วิลเลียมปลาสเตอร์เจียนไปขั้นตอนต่อไปใน 1825 โดยการตัดขดลวดไม่มีฉนวนของสายรอบรูปเกือกม้าแกนเหล็กหุ้มฉนวนจึงทำให้ไฟฟ้าครั้งแรกที่ยกขึ้นเกี่ยวกับ£ 5. ตอนนี้มันแสดงให้เห็นกระแสไฟฟ้าที่สามารถผลิตแม่เหล็กคำถามย้อนกลับ ที่เกิดขึ้นไม่ว่าแม่เหล็กสามารถผลิตกระแสไฟฟ้า ความพยายามครั้งแรกของการถือครองประกอบด้วยแม่เหล็กที่อยู่ใกล้เส้นลวด ไม่มีไฟฟ้าพบว่า จากนั้นใน 1831, ไมเคิลฟาราเดย์ประสบความสำเร็จในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยวิธีการของแม่เหล็กเมื่อเขาย้ายแผ่นตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก เกือบจะพร้อมกันโจเซฟเฮนรี่นักประดิษฐ์ของกระบวนการแยกแร่ที่ตื่นเต้นมากที่ดาเวนพอร์ตที่ใช้แม่เหล็กยกมีประสิทธิภาพมากขึ้นของการออกแบบของตัวเองเพื่อแสดงให้เห็นว่าการผลิตไฟฟ้าจะได้รับการผลิตจากแม่เหล็กโดยการเปลี่ยนความแรงของแม่เหล็ก. ค้นพบว่าสนามแม่เหล็กที่จะทำได้ สาเหตุไฟฟ้าเป็นขั้นตอนสำคัญที่มีต่อโลกไฟฟ้าที่ทันสมัย . เทคนิคแสดงให้เห็นก่อนหน้านี้เท่านั้นในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้รับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีศักยภาพที่ จำกัด คงที่ของฟอน Guericke และแบตเตอรี่ปฏิกิริยาทางเคมีของ Volta โจเซฟเฮนรี่ก็จะกลายเป็นเพียงชาวอเมริกันจะมีชื่อของเขานำไปใช้กับหน่วยของการผลิตไฟฟ้า: henry คือ ตัวชี้วัดของการเหนี่ยวนำไฟฟ้า เฮนรี่ได้เริ่มงานสำรวจของเขาในการผลิตไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็นอาจารย์ในสถาบันการศึกษาในออลบานี 1826 ใน 1833 เขาย้ายไปพรินซ์ตัน เขาลงเอยด้วยการเป็นเลขานุการผู้ก่อตั้งของสถาบัน Smithsonian ซึ่งเขาทำหน้าที่จาก 1846 จนถึงปี 1878 ในขณะที่อัลบานีเฮนรี่ที่พัฒนาไฟฟ้าที่สามารถยกปรากฎการณ์£ 2,000 เขาทำแบบนี้โดยการตัดไมล์ของสายฉนวนในวงจรขนานหลายรอบแกนเหล็กอ่อนที่เขาจัดหาจากจุดยอดเหล็กโรงงานของ บริษัท ที่เขาได้รับการออกแบบในที่สุดเครื่องที่ใช้ไฟฟ้าแยกแร่ของเขา. เทคนิคการแยกธาตุเหล็ก ที่พัฒนาขึ้นโดยเฮนรี่ในความรู้สึกเทียบเท่าแม่เหล็กของโรงงานปั่นฝ้าย อุปกรณ์ที่ประดิษฐ์ขึ้นในปี 1794 โดยอีไลวิทนีย์ที่ใช้ในแหลมหมุนกลองหวีจากเมล็ดเส้นใย เป็นครั้งแรกที่ปลูกฝ้ายเป็นผลกำไรเพราะเป็นคนเดียวที่สามารถผลิต£ 50 ผ้าฝ้ายบริสุทธิ์ต่อวัน เครื่องนวดที่ถูกสร้างขึ้นบนหลักการที่คล้ายกัน กระบวนการโบราณของการตีข้าวสาลีที่มีไม้ตีที่จะแยกเมล็ดข้าวจากแกลบจะถูกแทนที่ด้วยหนามแหลมบนกลองหมุน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ของช่างตีเหล็ก มอเตอร์ ไฟฟ้า แม่เหล็ก และการเคลื่อนไหว : เรียนด้วยตัวเองรัฐเวอร์มอนท์ของสหรัฐอเมริกาชี้ทิศทางโลกแสง



แฟรงค์ด้วยสารประกอบในฤดูใบไม้ผลิ 1833 , ด้วยตนเองการศึกษาแต่ยากจนใน forestdale , ช่างตีเหล็ก , ชื่อ Thomas Davenport ได้ยินรู้ข่าว ข่าวนี้มันเปิดออกจะไม่เพียง แต่เปลี่ยนชีวิตของเขา แต่ในที่สุดก็จะเปลี่ยนชีวิตของเกือบทุกคนบนโลก ดาเวนพอร์ตของความอยากรู้อยากเห็นนำไปสู่การประดิษฐ์ของเขาครั้งแรกหมุนไฟฟ้าเครื่อง วันนี้ พวกเราจะอธิบายว่ามันเป็นแผล และสับเปลี่ยนสับรางแปรงมอเตอร์ DC .

Thomas Davenport , นักประดิษฐ์ของมอเตอร์ไฟฟ้า คือตนเองศึกษาช่างตีเหล็กกับความหลงใหลในการอ่าน

ที่สำคัญ ข่าวที่ปลุกช่างตีเหล็กความอยากรู้ว่า เพนฟิลด์ และ แฮมมอนด์ งานเหล็ก อีกฟากหนึ่งของทะเลสาบแชมเพลนในจุดยอดของที่ตั้งหมู่บ้านในรัฐนิวยอร์ก ได้ใช้วิธีการใหม่ในการบดแร่ กระบวนการที่ใช้แม่เหล็กแทบติดหมุนไม้กลองที่ดึงดูด millings กับเนื้อหา เหล็กสูงสุดผลิตภัณฑ์ความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นอาจถูกส่งไปในเตาเผา , การปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพของเหล็กที่พวกเขาผลิต นี้เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากการแนะนำที่ผ่านมาและคาดว่าขยายตัวอย่างรวดเร็วของทางรถไฟมีมากขึ้นความต้องการเหล็กคุณภาพ

กระบวนการนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยโจเซฟเฮนรีแห่งออลบานี นิวยอร์กมันใช้เครื่องไฟฟ้าที่เขาออกแบบมาเพื่อดึงดูดใจแหลม ; ในความเป็นจริง , แม่เหล็กไฟฟ้าของเฮนรี่บอกว่ามีพลังมากพอที่จะยกเป็นช่างตีเหล็กทั่งตีเหล็ก ใช้ในกระบวนการแยกแร่เหล็กเป็นครั้งแรกว่า ไฟฟ้าที่ได้รับการใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้าจึงเริ่มต้นอุตสาหกรรมไฟฟ้า .

Thomas Davenport ไม่มีความรู้ก่อนของการค้นพบในแม่เหล็กและไฟฟ้าเมื่อกระบวนการใหม่นี้กระตุ้นความสนใจของเขา เขาเกิดใน 1802 ในฟาร์มนอกเมือง Williamstown , 8 , 12 ลูก พ่อของเขาเสียชีวิตเมื่อ โทมัส อายุ 10 ขวบ โอกาสที่ตนได้น้อยที่สุดและที่อายุ 14 โทมัสถูกผูกมัดสำหรับเจ็ดปีช่างตีเหล็กที่ห้องของเขา และคณะกรรมการและหกสัปดาห์ต่อปีของการศึกษาในชนบทได้รับในการตอบแทนสำหรับบริการของเขาหลักของร้าน มันเป็นงานที่หนัก แต่เด็กชายต่อมาจดจำความอยากรู้ของเขา เขาสนใจในดนตรีและความรักของเขาสำหรับหนังสือ

เมื่อเขาได้รับการปลดปล่อยในในดาเวนพอร์ท , เดินทางข้ามภูเขาสีเขียว forestdale , บ้านในเมือง , แบรนดอน ,