19世纪上半叶，奥斯特和法拉第的伟大发现揭示了电磁感应的奥秘，从而展示了一种全新能源的伟大前景。工程技术专家们敏锐地意识到电力技术的深远影响，由此打开了一个前所未有的电气时代之门。
3.？1？ 电动机的发明与应用
19世纪以来，电学取得了突破性进展。伏打电堆的问世，奥斯特发现电的磁效应，安培等人的电动力学研究成果为电动机的发明奠定了基础。
1821年，法拉第发明了第一个可以连续转动的电机模型。其他科学家受此启发也先后研制出不同形式的电动机，但这些电机多是某种模型，功率很小，没有实用价值。
根据安培定律，产生强大机械动力，就必须有强大的磁场。早期电动机大多用天然永磁体，磁场强度不足。1822年，法国物理学家阿拉果发现，如果将导线绕在铁块上，当导线通电时，铁块也能被磁化，能够使线圈的磁场强度加大，这就是所谓电磁铁。1829年，美国物理学家亨利（1797—1878）用绝缘导线替代裸铜线，进一步加强了电磁铁的磁场强度。亨利的电磁铁成为电动机功率获得突破的契机。
1834年，俄国科学院院士，德国人雅科比（1801—1874）采用电磁铁制成了世界上第一台实用的直流电动机。1838年，雅科比把电动机装在一条船上用作动力，用数百个大电池供电，在涅瓦河上试航成功，这是世界上第一艘电动船，航速仅每小时2.2公里。
此后，发明家们大显身手，型式各异的电动机不断涌现。1860年，比萨大学教授巴奇诺基（1841—1912）发明了包括环形电枢、整流子的电动机，基本上具备了现代实用电动机的结构形式。到19世纪90年代，直流电机技术已完全成熟。
随着对交流电优越性的不断认识，交流电动机，特别是三相交流电动机的研制成功，为交流电大规模应用创造了条件，把电工技术提高到一个新的阶段。此前的电动机均使用的是直流电，方向不断变化的交流电不能在直流电动机上使用。交流电动机起源于旋转磁场的发现。l885年，意大利物理学家费拉里斯（1847—1897）和美国物理学家特斯拉依据旋转磁场原理，各自独立地发明了二相异步交流感应电动机。俄国工程师多勃罗沃尔斯基（1862—1919）于1889年研制成第一台实用的三相交流单鼠笼异步电动机，并发明第一台双鼠笼三相异步电动机。
由于电动机的发展，加上当时的永磁发电机功率不够且较为笨重，伏打电池成本昂贵，这促使人们寻找更为便宜的电能来源，促进了发电机的发展。
3.？2？ 发电机的发明
发电机的诞生比电动机略晚。1831年，法拉第的电磁感应定律确认了机械能转化为电能的可能性，几个月后他制成了第一台发电机的模型装置。这为发电机的研制奠定了理论与实践的基础。
1832年，法国的皮克西兄弟研制出世界上第一台永磁交流发电机。这仅是一台手摇发电机模型，转子是U形永久磁铁，定子是线圈。次年，他增加了一个简单的换向器，使交流电转换成脉动的直流电。后来，人们对转子和定子做了多次改进，这些发电机的电压很低，功率也很小，缺乏实用性。
1857年，英国物理学家惠斯通（1802—1875）用电磁铁替代永磁铁，发明了励磁式发电机，提高了发电机的功率。但其所用的电磁铁励磁电流来自伏打电池，本质上仍然是他激，这使发电机在结构和发电量上均受制于伏打电池，笨重且不经济。
使电动机迈向实用的决定性一步是德国工程师西门子。1867年，西门子发明了自激式直流发电机。电磁铁的励磁电流来自于发电机本身，去掉了笨重的伏打电池，使得发电机结构更加简化，而且功率大幅提高，发电成本明显降低。1867年，西门子发表了题为《关于不用永久磁铁而把机械能转换为电能的方法》的论文，阐述了自激式发电机的原理。继西门子之后，比利时电学家格拉姆（1826—1901）、西门子公司的电气工程师阿尔特涅克（1845—1904）在前人基础上，对发电机予以进一步改进，1875年发明了鼓形电枢的自激式直流发电机，使发电机达到了更高的效率，开始进入实用阶段。
在1873年的维也纳工业展览会上，由于一位工人偶然的操作失误，把一对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。从此，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，这对电机的设计制造产生了深刻的影响，电动机和发电机的设计制造开始统一起来了。
西门子的自激式发电机在技术史上相当于瓦特的蒸汽机，具有划时代的意义。这位电气大王几乎在电气技术的每一领域都作出过杰出贡献，称雄世界的德国西门子电气公司就是由他创立的。从那时起，德国电气工业以西门子公司为核心，开始快速发展。
19世纪80年代，围绕当时成熟的直流电技术和新兴的交流电技术，发生了关于未来发展方向的分歧。根据焦耳—楞茨定律，同样的导线截面积下，输送相同容量的电能，电流愈强，热损耗就愈大。由此，进行远距离强电流输送电时，输电线路的发热损失就成为棘手问题。可以采用的方法有两个：一是增加导线的截面积，从而减小电阻；二是导线截面积不变，提高电压而减小电流。显然，前者不具有可能性；而后者，直流电升降电压都很不方便，而且过高的电压对于使用者也过于危险。反之，交流电的电压就很容易改变，这对于输送和使用都极具意义。于是，人们重新把注意力放到早期的交流电技术上。1878年，亚布洛契柯夫制造了一台多相交流发电机，为弧光灯供电。这台发电机已具有现代同步发电机的主要结构。1880年前后，英国的费朗蒂改进了交流发电机，主张采用交流高压输电方式。1882年，英国的高登制造成了大型二相交流发电机。
3.？3？ 发电站和输电技术的开创
与蒸汽动力相比，电力能源的好处是显而易见的：方便灵活，清洁易用。到19世纪末，各种电动机械已经广泛出现，许多工业生产设备都以电动机作为动力，甚至于一些电器作为生活品开始进入家庭。
由于电气技术日趋成熟，供电范围越来越大，发电机的功率越来越高，特别是早期的电力照明的需求，企业家们便建起了发电站，用工业方法大规模生产电力。先是燃煤的火力发电厂，随后又有水力发电站。
1875年，巴黎建成世界上第一个发电厂，生产的电力专供弧光灯照明。1881年，美国在威斯康星州建成了爱迪生发电厂，其功率只能为250盏电灯使用。1882年，在纽约市建成了爱迪生珍珠街电厂，共有6台直流发电机，总功率达到600千瓦。
因为水力丰富而便宜，其发电成本更低，还可以综合开发利用水资源，各工业先进国家也十分注意开发水力发电站。1882年，爱迪生在美国威斯康星州建造了第一座试验性的小水电站，同年德国也建成了一座容量是1.5千瓦的水电站。1892年美国建成尼亚加拉水电站，共安装了11台4000千瓦的水轮发电机。20世纪，水力发电得到巨大的发展。
由于交流电的优点是随后才认识到的，故交流电发电厂起步稍晚。1886年在美国建成的第一座交流发电厂，输出功率仅有6千瓦。到1890年，在德国出现了较大规模的交流发电厂，使用2台1250马力的柴油机驱动发电机发电，工作电压5000伏，还有4台更大的交流发电机，分别由1万马力蒸汽机拖动，工作电压高达1万伏。19世纪90年代以后才出现三相交流发电厂。
电力输送技术与发电站技术几乎是同步发展的，它包括输电、变电和配电三大部分，并和发电、用电形成一个完整的电力系统。
随着工业和城市的发展，需要供电的范围不断扩大。1882年，法国物理学家德普勒（1843—1918）在德国工厂主的支持下，建造了世界上第一条远距离直流输电实验线路，把57公里外的1.5千瓦电力输送到慕尼黑国际博览会上，其输电起点端电压是1343伏，终点端降为850伏，线损高达78%。1883年，德普勒在法国南部又建成一条长14公里的输电实验电路，2年后，他把输电电压升高到6000伏，输电线路长56公里，结果线损下降到55%。证明了远距离输电的可行性，但也显示了直流电的局限性。直流输电的技术水平一度达到甚为可观的水平。直流发电机的发电压高达57.6千伏，功率4650千瓦的电，输送距离达到180公里，但很快达到了技术上的极限，难以突破。
最早获得交流输电技术成功的人是俄国的亚布洛契柯夫。他在1876年至1878年试验成功了单相交流输电技术。1882年法国人高拉德（1850—1888）和英国人吉布斯获得了“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早期变压器，这是交流输配电系统中的主要设备，其基本原理是法拉第发现的线圈互感现象。1885年，美国的威斯汀豪斯（1846—1914）对高拉德和吉布斯变压器的结构又进行了改进，使之成为具有现代性能的变压器。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。
远距离输电问题的根本解决是三相交流理论的形成与技术发明的结果。1887—1891年，德国电机制造公司取得了三相交流技术的成功，其主要发明者是在德国、瑞士工作的俄国电工学家多勃罗沃尔斯基，他在1889年制成最早的一台功率为100瓦的三相交流异步发电机，1891年又制成了75千瓦的三相交流异步电动机和150千伏安的三相变压器，他在电能应用中首次采用了三相制。1891年，多勃罗沃尔斯基在德国法兰克福的电气技术博览会上，成功地进行了远距离三相交流输电实验，他将180公里外三相交流发电机发出的电能用8500伏的高压送电，输电效率达到75%，在当时的条件下，如此高的传输效率是直流输电所不能办到的。从此，高压交流输电的有效性和优越性得到了公认。
有了远距离电力传输技术后，电力的优越性开始充分显示出来，可以大规模集中生产，通过高压线传送到一切需要电的地方。电能转化效率高，易于管理和控制，因此许多其他形式的能量，如煤、石油、原子能、水能等一般都转化为电能这种二次能源，再投入使用，电能也可以转化为各种需要的能量形式，以满足生产和生活的需要。
