电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面：能量的获取转化和传输；电子信息技术的基础。电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能现在每天源源不断地释放，人们对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气，如果没有电，人类的文明现在还会在黑暗中探索。
一、研究闪电的富兰克林与避雷针的发明
以前，闪电被认为是“上帝之火”。每次发生闪电时，总会有人或建筑物被其击中。直到避雷针出现，这些恐怖的事才开始远离人们的生活。这一切都要归功于现代避雷针的发明者——美国科学家富兰克林。
1752年6月的一天，阴云密布，电闪雷鸣。富兰克林和他的儿子威廉带着上面装有金属杆的风筝。来到一个空旷地带。富兰克林高举风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。转瞬之间。雷电交加，大雨倾盆。突然，一道闪电从风筝上掠过.富兰克林把手靠近连接风筝的铁丝，身体顿时感到一阵麻木。幸亏这次传下来的闪电比较弱。富兰克林没有受伤（这里提请注意的是，这个试验是很危险的，千万不要擅自尝试。1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验.不幸被雷电击死，这是做雷电实验的第一个牺牲者）。随后，他将风筝上的电引入了莱顿瓶中。
回家后。富兰克林用收集来的雷电进行了各种电学实验，发现雷电与摩擦电具有相同的性质，从而破除了雷电是“上帝之火”的神话。
通过闪电实验，富兰克林设想，若能在高物上安置一种装置，就有可能把雷电引入地下。于是，他把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端，铁棒与建筑物之间则用绝缘体隔开，然后在铁棒底端连上一根导线，再将导线引入地下。经过试用，这种装置果然奏效。这就是最初的避雷针。
富兰克林精心设计了避雷针的大小、地面设备的类型以及如何将其与建筑物连接的方案。直到今天，避雷针仍基本保持着当年的样子。
避雷针为何能避雷呢？
雷雨天气，当高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都会被感应上大量电荷，大多数电荷会集中在避雷针的尖头上。
避雷针与这些带电云层形成一个电容器，由于它较尖，电容很小，所能容纳的电荷也很少。但事实上它聚集了大量电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿而成为导体。
这样一来。带电云层与避雷针就形成通路，避雷针就可以把云层上的电荷通过接人地下的导线导人大地，使其不对高层建筑构成危胁，从而保证人员和建筑物的安全。
二、奇妙的发电原理
电现象与磁现象的相似性很早就是人们谈论的话题。当法国物理学家库仑发现电力与磁力都是与距离平方成反比的力以后，丹麦物理学家奥斯特抓住这一天赐良机，终于发现了电流磁效应，从而揭开了电磁学的序幕；而电磁感应现象的发现，则预示着人类从蒸汽时代进入一个崭新的电气时代。
人类对电现象的认识、研究，经历了很长的时间。电学作为物理学的一个重要分支，在它的发展过程中，很多物理学巨匠都曾作出过杰出的贡献。法国物理学家查利·奥古斯丁·库仑就是其中一员。18世纪时，库仑在前人的基础上，发现了库仑定律，他把电磁现象看做是粒子间吸引力和排斥力的现象，阐明了带电体相互作用的规律，决定了静电场的性质，为整个电磁学奠定了基础。库仑定律的发现为电磁学理论的研究开辟了广阔道路，也深刻地影响到了物理学的其他领域。
库仑使电磁学的研究从定性进入定量阶段，但库仑也曾断言，电与磁是两种完全不同的实体，它们不可能相互作用或转化。但丹麦物理学家奥斯特却敏锐地意识到，电和磁之间一定有联系。奥斯特作了60次实验，用无可辩驳的事实证明了电和磁之间存在的联系：电流可以产生磁场。1820年7月21日，奥斯特发表了题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文。他认为：电流的作用仅存在于载流导线的周围；沿着螺纹方向垂直于导线；电流对磁针的作用可以穿过各种不同的介质；作用的强弱决定于介质，也决定于导线到磁针的距离和电流的强弱；铜和其他一些材料做的针不受电流作用；通电的环形导体相当于一个磁针，具有两个磁极等。
奥斯特将电流磁效应这一重大发现公布于世后，立即引起很大的轰动。在奥斯特无懈可击的实验面前，一些科学家明白了电流磁效应的重要性和价值。因此在这一重大发现之后不久，一系列的新发现接连出现：安培发现了电流间的相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明电流计等。在奥斯特发现电流磁效应的第二年，英国化学家戴维进一步发现，凡是在铁和钢块外面绕上通电的金属导线时，该铁块或钢块就变成了电磁铁，电磁铁很快便被用于研究与技术中。
奥斯特发现电流磁效应后，这一现象引起了当时很多科学家的关注和研究，其中包括当时正从事电和磁研究的英国物理学家法拉第。于是在法拉第的脑海里，产生了“把磁转变成电”的想法。从此，为了实现这一科学信念，法拉第整整耗费了10年时间。在1831年10月17日这天，法拉第实现了重大突破，在实验中使一个原始的发电机通过磁体的机械运动而产生了电流。同年的11月24日，法拉第在论文里把可以产生感应电流的情况概括成五类，正确地指出了感应电流与源电流的变化有关，而不是与源电流本身有关。他将这一现象与导体上的感应电作了类比，把它命名为“电磁感应”。电磁感应现象不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且也为电与磁之间的相互转化奠定了实践基础，也为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。
三、怎样获得电力——发电机的发明
发电机是一种使机械能转化为电能的电机。分交流发电机和直流发电机。
19世纪初期，科学家们研究的重要课题，是廉价地并能方便地获得电能的方法。
1820年，奥斯特成功完成了通电导线能使磁针偏转的实验，当时不少科学家又做了进一步的研究：磁针的偏转是受到力的作用，这种机械力，来自于电荷流动的电力。那么，能否让机械力通过磁转变成电力呢？法国物理学家安培是这些研究者中的一个，他实验的方法很多，但却犯了根本性的错误，实验没有成功。
另一位物理学家科拉顿，在1825年做了这样一个实验：他把一块磁铁插入绕成圆筒状的线圈中，他想，这样或许能得到电流。为了防止磁铁对检测电流的电流表的影响，他用了很长的导线把电表接到隔壁的房间。然而，他没有助手，只好把磁铁插到线圈中以后，再跑到隔壁房间去看电流表指针是否偏转。现在看来，他的装置是完全正确的，实验的方法也是对的，但是，他也犯了一个着实令人遗憾的错误，这就是电表指针的偏转，只发生在磁铁插人线圈这一瞬间，一旦磁铁插进线圈后不动，电表指针又回到原来的位置。所以，等他插好磁铁再跑到隔壁房间去看电表时，无论速度多快也看不到电表指针的偏转现象。若是他有个助手，若是他把电表放在同一个房间，他就是第一个实现变机械能为电能的人。如果说安培“坐失良机”，那科拉顿则是“跑失良机”了。
之后过了整整6年，到了1831年8月29日，英国物理学家法拉第获得了成功，他使机械力转变为电力。他的实验装置与科拉顿的实验装置并无两样，只不过他把电流表放在自己身边，在磁铁插入线圈的一瞬间，指针明显地发生了偏转。于是，他成功了。手使磁铁运动的机械力终于转变成了使电荷移动的电力。
法拉第迈出了最艰难的一步，他不断研究，两个月后，他试制了能产生稳恒电流的第一台真正的发电机，标志着人类从蒸汽时代进入了电气时代。
100多年来，相继出现了很多现代的发电形式，有风力发电、水力发电、火力发电、原子能发电、热发电、潮汐发电等。发电机的构造也日臻完善，效率也越来越高，但基本原理仍与法拉第的实验一样：少不了运动着的闭合导体，少不了磁铁。
四、如何利用电力——电动机的发明
电动机也称为“马达”，主要由一系列的线圈和磁铁等部分组成，它是把电能转变成机械能的装置。发电机是一种转动时产生电力的机器。利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用到生产中去。电动机和发电机的构造基本上一样，但原理却正好相反，电动机是通电于转子线圈以引起运动，而发电机则是借转子在磁场中的运动产生电流。
1820年，丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应，第一次揭示出电与磁之间的密切关系。英国科学家法拉第受此启发，1821年，他成功地使一根小磁针绕着通电导线不停地转动。这个装置就是历史上的第一台电动机。法拉第相信不仅有电流的磁效应，而且也应有磁的电流效应。1831年，法拉第在实验中发现，运动的磁能够产生电流。根据这个原理，法拉第很快就做出一个模型发电机。电动机和发电机的问世预示着人类电气时代的到来。
电动机的核心部分换向器是一种能改变线圈中电流方向的设备。换向器由两个半环组成，每个半环和金属线圈的一端相连。当金属线圈转动时，换向器也跟随这个线圈转动起来。换向器在转动时，滑过两个电刷的接触点。换向器的两个半环分别通过一只电刷和电源相连接。实际应用的电动机不止一个线圈，它由很多个甚至数百个线圈绕在一个铁芯上。线圈和铁芯的这种结构叫转子。利用多匝线圈能增大电动机转动的力量，并使电动机转动更加平稳。
在多数电动机中，磁铁静止不动，而带电的线圈在磁铁中间转动。当电流通过线圈时，线圈就带有磁性。因为异极相吸、同极相斥，因此线圈在固定磁铁间旋转，直到线圈的北极与固定磁铁的南极相对。接着电流的流向发生逆转，由此也导致线圈的两极变动。这时线圈的北极对着磁铁的北极。因为同极相斥，线圈再旋转半圈使两极再次与磁铁两极相反。线圈每转半圈电流就发生逆流，线圈因此就会不停地旋转下去。这就是电动机旋转不停的原理。
五、各种各样的电池
19世纪，科学家伏打发明了原始电池，奠定了电池科技的基础。在电池的这个大家族中，有许多成员。尽管它们种类繁多，但总地说来，可以分为化学电池和物理电池两大类。其中化学电池主要包括干电池、蓄电池、燃料电池、微生物电池、金属一空气电池等。
干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池。因为这种化学电源装置的电解质是一种不能流动的糊状物，所以叫做干电池，这是相对于具有可流动电解质的电池说的。普通干电池大都是锰锌电池，中间是正极碳棒，外包石墨和二氧化锰的混合物，再外是一层纤维网。它不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域，用途十分广泛。
我们在电视或科学画报上都看见过宇航员在宇宙飞船里喝水的情景，但你能想到他们喝的水，是由一种特殊的电池提供的吗？这种电池就是燃料电池。通常它是以氢、甲醇、甲烷和甲醛作燃料，用氧气、空气和双氧水作氧化剂。燃料和氧化剂通过催化剂的作用，在两个电极上分别发生氧化和还原反应。如果在飞船上采用氢氧燃料电池，氢就会在电极上氧化生成水，供宇航员饮用，从而大大减少飞船携带水的重量。可见，燃料电池既提供电能又提供饮水，真是一举两得。
放射性同位素能放出各种射线，如α、β、γ射线，并放出大量的热量。人们把这种热能转变成电能；或把射线作用于某些物质转变成荧光，再使荧光作用于硅光电池产生电流，这样就做成了放射性同位素电池，即核电池。核电池的可靠性很高，工作寿命可达5～10年。目前人们正在设计能工作15~20年的核电池。同时核电池还可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工作。例如，它不怕月球表面127℃～183℃巨大的温度变化，也不怕深海下的高压和腐蚀。正因为如此，人造卫星、空间探测器以及高寒山区、远海孤岛等地方，核电池备受青睐。
在密闭的宇宙飞船里，必须处理宇航员排出的尿。美国为此设计了一个巧妙的方案：用一种芽孢杆菌来处理人尿，生产出氨气，氨作为电极活性物质在铂电极上发生电极反应。这样就构成了微生物电池，亦称生物化学电池。一个人一天排出的尿，可获得47瓦的电力。这样既处理了尿液，又获得了电，在宇宙飞行中，又是一个两全其美的成果。
尽管目前微生物电池还处在试验研究的阶段，但这在一定程度上预示着不久的将来，它将给人类提供更多的能源。
六、变压器
变压器是一种神奇的仪器，它可以根据需要来升高或者降低交流电的电压。有了它的帮助，无论你想聆听收音机中美妙的音乐或者欣赏电视机里精彩的画面，电压的高低将不会成为困扰人的问题，一切都将变得随心所欲。
爱迪生发明电灯时，输电距离仅在30千米以内，否则电压太低，电灯就不能亮。解决这一输电难题的办法，只能是在使用者附近建立发电站，而且每隔30千米的距离就要备有冒着浓烟、轰轰作响的发电机。
