1999年，第21届国际计量大会把5月20日设立为“宿世界计量日”，以纪念1875年“米制公约”签订，这项和谈为后来国际计量尺度的同一奠基了根本。在国际单元制中，为了纪念那些伟大的科学家做出的进献，很多单元用了他们的名字作为单元名称，此中与电磁学直接相关就有10位。今天，在这个出格有爱的日子里——让我们看看与糊口互相关注的电磁学单元，以及它们背后科学家的故事。

撰文 | 流熵、刘景峰

因发现元素周期表而著名宿世界的俄国化学家门捷列夫（Дми?трий Ива?нович Менделе?ев 1834-1907）曾说过：“没有测量，就没有科学。”计量恰是关于测量的科学，是实现单元同一和量值精确靠得住的勾当，也是支撑社会、经济和科技成长的主要根本。

麦克斯韦的思惟使计量单元进入新时代

计量单元又称测量单元，是用来怀抱、比力同类量巨细的一个尺度量或参考。好比，比力质量时我们用“千克”，比力长度时我们用“米”等单元。而法定计量单元则是国度以法令的形式划定利用的计量单元。

我国是宿世界上最早同一怀抱衡的国度之一。秦始皇同一中国后便颁布了同一怀抱衡圣旨，对长度、容积、质量做出了精准界说，拟定了一套严酷的办理轨制，竣事了本来各战国之间的紊乱、多样的计量单元，便利了国度治理和平易近间出产糊口往来。而同期间的古埃及、古罗马等国度也都发现了各自的计量轨制。彼时，国度之间交往尚不紧密亲密，科学手艺成长还在初始阶段，计量单元不同一、不切确的问题对那时宿世界的成长造当作的困扰尚不较着。

然而，进入近代社会以来，尤其近两百年来，计量单元的同一及切确度的需求大大提高。列国之间交往越来越频仍，各范畴科学手艺大爆发大成长，工业化水平越来越高，这些都需要同一及切确的计量单元作为支撑。

为了顺应工业出产科学手艺和国际商业的成长，包管宿世界规模内计量的同一，法、俄、德等17个国度在1875年5月20日签订了一项以“米制”为根本的国际公约。当作立米制公约国际组织后，列国的计量单元制取得庞大冲破，后来越来越多的国度插手米制公约，宿世界规模内计量单元逐渐走标的目的同一。这一期间，电磁学方才完当作了电学、磁学和光学的同一，与计量系统不竭完美之路同业，以奔涌之势把近代科学甚至人类文明带入了进步的快车道。

一米的长度最初界说为经由过程巴黎的子午线上，从地球赤道到海说神聊顶点的距离的万万分之一，后来以这个长度建造了国际米原器——铂杆。而时候的计量单元，最初从人们熟悉“一天”起头，基于地球公转太阳的周期来界说。固然，这种以地球的巨细和活动作为计量根本的方式博得了那时宿世界规模的共识，但跟着天文学和地舆学的成长，人们熟悉到这个根本并不是永远而安稳的。

伟大的理论物理学家和思惟家，电磁学的集大当作者和奠定人麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831—1879）在其代表著作《电磁论》(Treatise on Electricity and Magnetism) 中曾指出：“从数学的不雅点看，任何一种现象的最主要方面就是深奥无极量的问题。”他不单对计量的科学价值高度正视，还提出了提高计量精度的革命性思惟，改变了计量的成长偏向和汗青历程。他说：“若是但愿获得绝对长久的尺度，我们不克不及以地球的巨细或活动来寻找，而应以波长、振动周期和这些永恒不变的绝对数值，来寻找这些永恒不变且完全相似的计量单位。”[1]

麦克斯韦操纵电磁波（光波）的波长测量距离和频率界说时候的抱负，虽未能在他所糊口的时代实现，但他这一科学预言极具震撼力和前瞻性。电磁波的根基公式（传布速度=波长×频率， c=λf ） 不单揭示了电磁波速度的恒定值与波长和频率的关系，还揭示了空间（长度）和时候（频率）之间对应与同一的联系。

1967年召开的第13届国际计量大会[2]对秒的界说改为：铯133原子基态的两个超邃密能阶之间跃迁时所对应辐射电磁波的9,192,631,770个周期所持续的时候。这个界说提到的铯原子必需在绝对零度时是静止的，并且地点的情况是零磁场。这就是我们凡是所说的国际原子时，原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒，直到此刻 “秒”的界说仍由铯原子喷泉钟连结。

20宿世纪70年月，因为激光手艺的成长，光速的测定已很是切确。1983年国际计量大会从头拟定米的界说：“光在真空中行进1/299,792,458秒的距离”为1尺度米。麦克斯韦的思惟冲破了手艺前提的限制，他的计量预言在死后一百多年得以完美实现。从这个角度可以说，麦克斯韦及其电磁学思惟，把科学与计量从牛顿力学时代引标的目的了量子时代。

1999年，在第21届国际计量大会在法国巴黎召开，为了使列国当局和公家领会计量，鼓动勉励和鞭策列国计量范畴的成长，增强列国在计量范畴的国际交流与合作，大会确定每年5月20日为宿世界计量日。今天恰逢宿世界计量日，本文经由过程梳理电磁学中的计量单元，和大师一路回首电磁学的成长过程，标的目的伟大的科学家们致敬。我们共梳理出10个电磁学计量单元，此中前7个为电学根本单元，后3个单元则用在磁学和频率的计量中，分为前后两篇文章进行介绍。

十大电磁学国际单元制

按照国际计量大会划定，此刻通行的国际单元制（SI）[3]有7个根基单元，它们比如七块彼此自力又彼此支撑的“基石”，经由过程这7个根基单元可以或许导出所有其他的物理量单元，组成了国际单元制的根本。同时，为了便利利用，1993年，国际计量大会又划定了19个具有专门名称的SI导出单元，其数目也在不竭更新。

表1：国际单元制中的7个根基单元

表2：部门国际单元制SI导出单元

在科学史上，为了纪念那些做出重大进献的科学家，以他们的名字来定名国际计量单元已当作为一种老例，也是至高声誉。在电磁学范畴，有10位科学家的名字作为了国际单元制计量单元，他们是：安培、库仑、伏特、法拉、欧姆、西门子、亨利、赫兹、韦伯和特斯拉。恰是这些特出史册如雷贯耳的名字，奠基了电磁学甚至现代科学的巨厦之基，他们的当作就如同璀璨明珠几乎串联起了整部电磁学史。今天让我们透过这些名字来探讨其背后的电磁学成长之路。

1 电流（I）的单元：安培（符号A）

安培是国际单元制中7个根基单元之一。当初引进安培这个单元就是因为跟着电磁学的成长，原有的根基单元（长度、时候、重量等）已经不敷用了。若是仍然用本来的根基物理量推导出其他物理量，不仅繁琐，并且会推导出荒谬的结论。是以，在1881年国际电学大会[4]上正式决议增添个根基量：电流强度（I），并把它的单元定名为安培（A）。

安培（André-Marie Ampère，1775 — 1836），是法国闻名的物理学家、化学家。在家庭的影响下，安培自幼起头自学数学、拉丁文、汗青、哲学等，尤其在数学方面更是有着异人的先天。安培对天然科学有着近乎痴迷的进修热情，从那个有名的小故事中我们就能看出他对天然科学痴迷水平。为了不让别人打搅他，安培在本身家的门口写了“安培不在家”的提醒牌。一天，他从外面走路回家时，脑筋中还思虑着本身研究的工具，成果本身走到门口时，叹了一声，“哎，本来安培不在家啊。”于是他扭头又走了。

1820年7月，丹麦物理学家奥斯特经由过程一个无意的尝试，即奥斯特尝试，发现了通电导线的刹时会使磁针发生偏转。恰是这个尝试揭开了电磁学的大幕，人类起头深切领会并研究电与磁之间的关系。

图1：奥斯特尝试

那时45岁，已经是法兰西科学院院士的安培顿时意识到这是个重大的发现，他立即起头反复奥斯特的尝试，并进一步深切拓展，总结出了“安培定章”。安培定章1：用右手握住通电直导线，让大拇指指标的目的电流偏向，那么弯曲四指的指标的目的就是磁感线的环抱偏向。安培定章2：用右手握住螺旋线管，让四指指标的目的螺旋线管中的电流偏向，则拇指所指的那端就是螺旋线管的N极。是以安培定章也叫右手螺旋法例，是我们高中物理必学的内容之一。

图2：安培定章1

图3：安培定章2

图4：安培定律示意图

国际单元制中安培的界说也先后发生过几回改变。1908年在伦敦进行的国际电学大会上，界说1秒时候距离内从硝酸银溶液中能电解出1.118毫克银的恒定电流为1安培。1948年，国际计量委员会给出安培的界说为：在真空中，截面积可忽略的两根相距1米的平行且无限长的圆直导线内，通以等量恒定电流，导线间彼此感化力在1米长度上为2×10^（-7）牛时，则每根导线中的电流为1安培。2018年11月16日，第26届国际计量大会经由过程“修订国际单元制”抉择，将1安培界说为“1s内（1/1.602176634）×10^19个电荷（电荷的界说及计量见下文）移动所发生的电流强度”。此界说于2019年5月20日宿世界计量日起正式生效。

1820年，安培起首引入了电流、电流强度等名词，还制造了第一个深奥无极量电流的电流计。此外，安培还提出了分子电流假说，他认为，电和磁的素质是电流。1827年他的《电动力学理论》一书出书，该书被认为是19宿世纪20年月电磁理论的最高当作就。

图5：安培画像

2 电量（Q）的单元：库仑（符号C）

库仑（Charlse-Augustin de Coulomb，1736-1806）是法国闻名的物理学家，早期研究静电力学的科学家之一。他因发现静电学中的库仑定律而著名于宿世。库仑定律指两个电荷间的力与两个电荷量的乘积当作正比，与两者的距离平方当作反比。该定律也是电学成长史上的第一个定量纪律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块主要的里程碑。

18宿世界初，固然人们对静电已经有了必然的熟悉，如英国人格雷（Stephen Gray 1666-1736）在1720年研究了静电的传导现象，发现了导体和绝缘体的区别；美国的富兰克林（Benjamin Franklin，1706-1790）提出了正、负电荷的概念和电荷守恒道理，但都根基都只限于定性熟悉，很难开展定量研究。这是因为静电力很是小，在那时没有测量如斯细小力的东西。库仑就是这时辰天才般的发现了扭称尝试，经由过程这个尝试得出了库仑定律。

图6：库仑扭称尝试示意图

库仑所用的装配如下：一个玻璃圆缸，在上面盖一块中心有小孔的玻璃板。小孔中装一根玻璃管，在玻璃管的上端装有测定扭转角度的测微计，在管内悬一根银丝并伸进玻璃缸内。悬丝下端系住一个小横杆，小横杆的一端为木质小球A，另一端为均衡小球，使横杆始终处在程度状况。玻璃圆筒上刻有360个刻度，悬丝自由松开时，横杆上小木球A指零。

库伦使固定在底盘上的小球C带电，再让两个小球A、C接触后分隔，乃至两个小球均带同种等量电荷，两者互相排斥。带电的木质小球A受到的库仑斥力发生力矩使横杆扭转，悬丝也扭转形变发生扭转力矩。因为悬线很细，感化在球上很小的力就能使棒显著地偏离其本来位置。当悬丝的扭转力矩和库仑力力矩相均衡时，横杆处于静止状况。

库仑改变底盘上带电球C和横杆上带电小球A之间的距离，作了三次记实。第一次，两球相距36个刻度，测得银丝的扭转角度为36度。第二次，两球相距18个刻度，测得银丝的扭转角度为144度。第三次，两球相距8.5个刻度，测得银丝扭转的575.5度。上述尝试表白，两个电荷之间的距离为4:2:1时，扭转角为 1:4:15.98。库仑认为第三次的偏是由漏电所致。颠末误差批改和频频的测量，并对尝试成果进行阐发，库仑终于获得了两电荷间的斥力即库仑力的巨细与距离的平方当作反比。

此中k是静电力常量，约为9×10^9N·m^2/C^2。这个常量并不是由库仑计较得来的，而是由一百年后的麦克斯韦按照理论推导得出的。这和引力常数的得出过程有着惊人的相似！在牛顿发现万有引力定律F=GMm/r^2时，牛顿本人并不知道引力常数G是几多，直到100多年后，才由英国的科学家卡文迪许（Henry Cavendish，1731-1810）经由过程近似的扭称尝试装配计较出来。

图7：卡文迪许测量万有引力示图

而单个电荷量也不是由库仑测得的，但这并不故障库仑的伟大。要知道，因为科技程度和物质前提的限制，在遥远的18宿世纪，库仑就能用这么巧妙的尝试装配，放大并显示了这么细小的力，已经难能可贵了。

电量暗示物体所带电荷的几多。现实上1库仑（C）的电量是比力大的，因为电荷的电量很是小，一个电子的电量仅为1.60×10^（-19） C，1C 就半斤八两于6.25×10^18个电子带电量。它和我们前面讲过的电流之间的关系是，电量等于电流强度（单元A）与时候（单元s）的乘积，公式表达为Q=I t。是以1C就暗示1A电流在1s内输运的电量。1881年的国际电学大会上，电容量的单元被界说为库仑。

天然界中根基彼此感化已知有四种：万有引力、电磁力、强彼此感化力和弱彼此感化力。强彼此感化力、弱彼此感化力是一种短程力，其感化距离不跨越原子核线度。在微不雅宿世界中，万有引力与强彼此感化力、弱彼此感化力、电磁力比拟是可以忽略不记的，好比电子与质子之间的库仑力（电磁力的一种）约是万有引力的10^39倍，而强彼此感化力比电磁力还要大。是以，在微不雅范畴，起感化的是强彼此感化力、弱彼此感化力、电磁力。理论认为，强彼此感化、弱彼此感化和电磁彼此感化可以同一当作一种彼此感化。而万有引力定律和库仑定律在形式上的相似性，是否意味着这两种感化的某种内涵的质的同一性？这仍是一个谜，有待人们去揭示。

图8：四种彼此感化示意图

3 电压（U）的单元：伏特（符号V）

伏特（Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta，1745年－1827年），是意大利的一名物理学家。在伏特之前，人们只能应用摩擦发电机，再将电存放在莱顿瓶中储存，以供利用。这种体例半斤八两麻烦，所得的电量也受限制。1800年，已经55岁的伏特发现了伏特电堆，其实就是电池，不外在早期是被称为“电堆”，这可能跟它的外形有关（如下图所示）。伏特的这项发现使得电的取得变得很是便利。

图9：伏特电堆道理图

图10：伏特亲手建造的伏特电堆

尝试中，他把金属银条和金属锌条浸入强酸溶液中时，发此刻两个金属条之间竟然发生了不变而又强劲的电流。于是，他把浸透盐水的绒布或纸片垫在锌片与银片之间，平叠起来。伏特用这种化学方式当作功地制当作了宿世界上第一个伏特电推。伏特电堆现实上就是串联的电池组，也是我们此刻所用电池的原型。伏特电池的发现，使得科学家可以用比力大的持续电流来进行各类电学研究。伏特电池是一个主要的起步，它带动了后续电气相关研究的蓬勃成长。

1807年，法国军团征服了意大利，法兰西第一帝国皇帝拿破仑特意在巴黎接见了伏特。为了表扬他对科学所作出的进献，1810年拿破仑封他为伯爵，并赐与了伏特一大笔钱。1827年3月5日，伏特归天，终年八十二岁。为了纪念他，1881年国际电学大会将电动势(电压)单元取名伏特（V）。

图11：伏特画像

图12：伏特为拿破仑演示伏特电堆

电压是鞭策电荷定标的目的移动形当作电流的原因。电流之所以可以或许在导线中流动，是因为在电流中有着高电势和低电势之间的不同。这种不同就叫电势差，也叫电压。换句话说，在电路中，肆意两点之间的电位差称为这两点的电压。

在国际单元制中，1伏特界说为对每1库仑的电荷做了1焦耳的功。具体实践来讲，我们在日常糊口中会经常接触电压和伏特（简称伏）这个两个名词，可以说所有电器都离不开电压这个根基的单元量。如7号电池上会注明1.5V，暗示可以供给1.5V的电压输出；国内的手机、笔记本的充电器上一般城市有“输入AC100-240V”字样，它暗示充电器需要插在100-240V的交流电源上；我们轿车上的电瓶电压一般是12V摆布。

图13：从左往右依次：7号电池、笔记本充电器、手机充电器、汽车电瓶

4 电阻（R）的单元：欧姆（符号Ω）

欧姆（Georg Simon Ohm，1787-1854），德国的物理学家，因发现欧姆定律而被宿世人所知。欧姆定律的公式是R=U/I，或U=IR。它暗示在一段电路中，电流与电阻的乘积等于电压。欧姆定律以清楚的概念、简明的形式，把握了电路现象的素质和纪律；它不仅是直流路计较的根本，也是交流电路及电路微不雅过程定量关系的客不雅反映。我们在初中时便都学会了这个简单的根基公式，可在昔时人们连电压、电阻这些概念还不是十分清晰的时辰，欧姆可以或许经由过程尝试的方式得出这个定律，是半斤八两的厉害！

欧姆在1813年博士结业后一向在中学当教员，因为他一向喜好研究电学和脱手建造尝试装配，是以他一边讲授一边钻研方才鼓起的电学。那时已经有人起头研究金属电导率，人们发现分歧金属、分歧长度、分歧横截面的金属导体在电路中对电流分歧的影响。于是在前人的根本上，欧姆操纵库仑在1785年发现扭称尝试，伏特1800年发现电池，安培1820年引入电流强度的概念等等，建造了巧妙的测量装配，并颠末了大量的了尝试、推理、计较，最终于1826年确定了欧姆定律。1881年国际电学大会将电阻的单元定为欧姆（Ω）。

图14：欧姆

图15：欧姆1826年论文中的尝试装配图

我们此刻知道，导体对电流的阻碍感化就叫该导体的电阻。它在物理学中暗示导体对电流阻碍感化的巨细。导体的电阻越大，暗示导体对电流的阻碍感化越大。电阻也是导体自己的一种特征，与它是否在电路中无关。它的巨细与导体的材料、长度、横截面和温度都有关系，其公式为R=ρL/S，此中ρ为导体的电阻率，电阻率与导体的材料和温度有关。跟着科学的成长，科学家发现某些物质在很低的温度时，如铝在-271.76℃以下，铅在-265.95℃以下，其电阻竟然酿成了零，这就是超导现象。若是把超导现象应用于现实，制当作超导材料，将给人类带来很大的益处。好比在电厂发电、运输电力、储存电力等方面采用超导材料，可以大大降低因为电阻引起的电能耗损。再好比，用超导材料制造电子元件，因为没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大的缩小，进一步实现电子设备的微型化。超导材料研究是当今材料科学范畴的前沿，必将在将来大放异彩。

图16：西南交通大学搭建的超导磁悬浮列车尝试线平台

5 电容（C）的单元：法拉（符号F）

电容是指容纳电荷的能力，也叫电容量，它是一种容纳电荷的器件，单元用法拉（F）暗示。它的数值越大，暗示它能装下的电荷越多；数值越小，能装下的电荷就越少。

图17：电容布局示意图

电容器的构成也比力简单，两个彼此接近的导体极板，中心夹一层不导电的绝缘介质，就组成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷。电容器的电容在数值上等于一个导电极板上的电荷量（Q）与两个极板之间的电压（U）之比，用公式表达为C=Q/U。若是一个电容器带1库仑电量时，南北极板间电压是1伏特，这个电容器的电容就是1法拉。

前面我们讲电量时提过，1库仑是半斤八两大的电量，由此，1法拉也是半斤八两大的电容。我们现实的电子电路中很罕用到法拉（F）这个单元，用到更多的是微法（μF）、皮法（pF）。他们之间的换算关系是：

1法拉(F) = 1×10^6微法(μF)

1微法(μF)= 1×10^6皮法(pF)

既然法拉单元这么大，为什么我们法拉界说当作电容的单元呢？这要从电磁学的一位大神级人物——法拉第说起。

法拉第（Michael Faraday，1791-1867），英国精采的物理学家、化学家。法拉第出生于一个村落铁匠的家庭，小时辰因为家里贫穷只上了两年的小学。辍学后，他起头当报童卖报，当学徒给老板干活。小法拉第出格喜好念书，尤其是科学方面的册本，他找到一本读一本并当真思虑做笔记，同时他还喜好听各类学术讲座。在他22岁时，那时英国鼎鼎有名的化学家戴维（Humphry Davy，1778—1829）独具慧眼，招收了这个勤恳勤学的小学徒做他的助手。从此，法拉第踏上了摸索科学的道路。

1820年，丹麦物理学家奥斯特（Hans Christian ?rsted，1777－1851）发现了电流的磁效应，这一发现引起了良多科学家的注重。

法拉第在对奥斯特尝试进行具体研究后，一向在思虑，既然电能发生磁，那么磁也应该可以或许发生电，可是若何才可以或许实现呢？终于在1831年8月，法拉第做了一个装配，如下图所示。

他在软铁环两侧别离绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端四周平行放置一磁针，另一与电池组相连，并接开关，形当作有电源的闭合回路。尝试发现，合上开关，磁针偏转；堵截开关，磁针反标的目的偏转，这表白在没有电池的线圈中呈现了感应电流！法拉第发现了电磁感应现象！

在此之后，他按照电磁感应道理亲手建造了宿世界上第一台“发电机”，这一原型使电能大规模出产和远距离输送当作为了可能。电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的彼此联系，并对麦克斯韦电磁场理论的成立也具有重大意义！

图18：法拉第发现电磁感应示意图

图19：法拉第圆盘发电机

除此之外，1837年，法拉第引入了电场和磁场的概念，指出电和磁的四周都有场的存在，这打破了牛顿力学“超距感化”的传统不雅念。1881年国际电学大会用“法拉”做电容的单元，就是为了怀想这个名叫法拉弟的牛人！

6 电感（L）的单元：亨利（H）

电感暗示闭合回路的一种属性。当电畅通过线圈后，在线圈中会形当作磁场感应，这个感应磁场又会发生感应电流来抵制经由过程线圈中的电流。这种电流与线圈的彼此感化关系称为电感，以符号L暗示，单元是亨利（H），简称亨。电感是自感和互感的总称。

图20：电感示意图

电感器一般由骨架、绕组、屏障罩、封装材料、磁芯或铁芯等构成，它可以或许将电能转化为磁能存储起来，在恰当的时辰又能释放出去再转化当作电能，它的焦点感化就是电磁转换。

在前面我们讲法拉第进行电磁感应尝试，他所用缠在软铁上的线圈其实就是电感。任何导线在经由过程电流的时辰城市发生磁场，把导体（导线）绕当作螺旋状，磁场就会被堆积，绕的圈数越多磁场强度也就越大，发生的能量也就越大，所以电感器的本色其实就是一个被绕当作螺旋状的导线。

图21：林林总总的电感

电感L的巨细取决于绕线圈数，磁芯的磁导率，磁芯的截面积和有用磁路长度，它不会因为电流或者频率的增高而增大。电感单元除了亨利（H）之外，还有毫亨（mH）、微亨（μH），换算关系为：1H=1000mH，1mH=1000μH。

电感的单元是为了纪念美国闻名的物理学家亨利（Joseph Henry 1797-1878），而以他的名字定名的。在列举了这么多欧洲（德、法、英、意）的科学家计量单元名字后，终于有一位非欧洲的科学家了。

图22：约瑟夫亨利

亨利所糊口的18宿世纪早期，宿世界科学的中间在欧洲。美国那时处在开国初期，本家儿要依靠移植欧洲现有的手艺，以及借助欧洲人发现的科学道理开辟新手艺来成长经济。美国政治家、发现家富兰克林（Benjamin Franklin 1706-1790）进行了颤动欧洲科学界的电磁相关研究之后的70年间，电磁学研究在美国几乎无人问津。同时，美国的科学界也遍及存在着正视手艺发现而轻忽根本理论科学研究的倾标的目的，但亨利却一向对电磁学很是感乐趣，潜心研究电磁学相关课题。

18宿世纪初在奥斯特发现了电流的磁效应后，一些科学家起头用通电螺线管使钢针磁化（安培经由过程这个尝试研究出了安培定章，法拉第受这个尝试开导发现电磁感应，可见奥斯特的这个尝试对后人有何等的开导意义）。1825年，英国科学家斯特金（William Sturgeon，1783-1850）在一块马蹄形软铁上涂上了一层清漆，然后在上面距离绕 18圈裸导线，通电后就当作了电磁铁，吸起了约4KG的重物。这一尝试引起科学家的极大乐趣，亨利恰是此中之一。他起头着手改良电磁铁。1831年他当作功研制出一个能吸起约1吨重物的电磁铁。

亨利对电磁铁进行了改装。他在小电磁铁四周加一带弹簧的小铁片，弹簧的另一端固定，当电磁铁接通电时，小铁片被电磁铁吸引，堵截电源，铁片又被弹摘拉回原处，在这过程中小铁片往返动作，撞击电磁铁发出“滴嗒嘀嗒”的声音。这就是最早、最原始的继电器。继电器对电报的发现极为主要。亨利对电报的发现人莫尔斯（Samuel Finley Breese Morse，1791-1872），德律风的发现者贝尔（Alexander Graham Bell，1847年-1922年）都有过极大的帮忙，贝尔甚至说“若是我没有碰到亨利，我可能就不会发现德律风了”。

图23 电磁铁示意图

图24 继电器示意图

1829年8月，亨利发现线圈在断开电源时发生了电火花。1832年，他在《美国科学学报》颁发了题为《关于磁生电流与电火花》的论文，这是关于自感现象最早的研究。他在1835年颁发的另一篇论文中还具体介绍了本身关于发现自感尝试过程。因为那时没有恰当的仪器，他甚至用人体受自感电动势的电击——他称之为“直接管震法”，以验证自感电动势的存在以及感受它的强弱。

1893年8月，在美国芝加哥召开的国际电学大会上，来自9个国度的26位科学家代表一致经由过程正式定名“Henry”为电感的尺度单元，“亨利 (Henry) ”与“法拉”、“欧姆”、“安培”一样当作了宿世界通用的计量术语。美国人的姓氏被用作科学计量上的尺度单元，这在美国科学史上仍是第一次。

7 电导（G）的单元：西门子（符号S）

电导代表某一种导体传输电流能力的强弱水平。电导值越大，导体传输电流的能力就越强。电导越小，导体传输电流的能力就越弱。看到这一物理量，我们顿时就会想起别的一个物理量——电阻（R）。电阻暗示的是导体对电流阻碍感化的巨细。所以我们不难看出，电导和电阻是描述导体传输电流能力的两个分歧角度。在纯电阻线路中，电导和电阻互为倒数，其换算公式为G=1/R。

为什么有了电阻后还要有电导这个参数呢？因为在某些场景下，用电导更轻易理解和利用。好比，在并联电路中求总电阻，我们需要将各电阻倒数相加再求倒数，而用电导，我们只需要将各电导直接相加就可以获得总电导。再好比我们在测量一些电解质溶液的导电能力时，常用到的参数就是电导率，经由过程测定电导率我们就可以知道这些液体的导电能力若何，离子浓度甚至含盐量巨细。这样更便利我们理解，也更好描述液体在导体方面的特征。

图25：并联电阻计较公式

图26：电导仪

电导的单元为西门子（S），这是为了纪念德国的发现家、企业家维尔纳·冯·西门子（Ernst Werner von Siemens，1816-1892）。良多时辰，我们会把西门子算作德国的一家大型企业，我们对西门子的印象和认知可能更多的来自于这家企业的产物。简直，这家企业就是由西门子在1847年创立的，至今已有170多年的汗青了。今朝，西门子公司营业本家儿要集中在信息通信、主动化节制、电力、交通、医疗系统和照明六大范畴，营业广泛全球190多个国度和地域，全球有跨越40万雇员。按照2019年其营业收入988亿美元，西门子公司名列宿世界五百强企业第70位。

西门子糊口的时代恰是第一次工业革命方才完当作，人类正在标的目的第二次工业革命进军的时代。以电力手艺发现和普遍应用为标记的第二次工业革命海潮中，西门子无疑是这波澎湃海潮中最超卓的弄潮儿之一。1847年，西门子和哈尔斯克（J