1.1.2电力照明的发展 
1802年俄国学者彼德罗夫(1761～1834)用伏打电堆研究放电现象。为了提高电压不断增加伏达电堆单元，最后做成了2100个单元的伏打电堆。电压达到1700V，能提供的电流约0.2A，电堆联结起来的总长度达13m！彼德罗夫用这个装置成功地实现了放电，同时看到放电的火花不是转瞬即逝，而是成为持续的电弧，产生耀眼的白光并产生可使导线熔化的高温。若改用两个炭棒为电极，并保持一定的电压，电流就可以形成稳定的电弧。他预感到发现电弧的重大意义：“电弧的光将使黑暗变成一片光明”，他还指出电弧可以使各种金属很快熔化，将在冶金中得到应用。 
1840年，英国科学家格罗夫(William Robert Grove1811～1896)进行了一个实验。对玻璃罩内的白金丝通以电流，当电流足够大时，铂丝达到炽热而发光。但是只能维持几个小时铂丝就烧毁了。虽然还不切实用，最早的白炽灯就这样出现了。 
1844年，法国物理学家佛库特(JeanBernardLeonFoucault1819～1868)制成以木炭为电极的弧光灯，用于显微镜的照明。但因炭电极消耗很快，仅能维持短时间使用。1854年在美国的德国人戈培尔(HeinrichGobel1818～1893)用炭化竹丝密封在玻璃泡内制成的电灯泡，成本比较低，不过使用时间仍然不长。 
1876年，俄国出现了街道及家庭的电力照明，雅布罗奇可夫(1847～1894)采用高岭土调以镁粉的涂片代替灯丝。这种涂片在常温下并不导电，开始时玻璃管中先产生了气体放电，放电产生的热量对涂片加热使之导电并发光。 
美国的发明家托马斯·爱迪生研究灯泡的故事几乎是家喻户晓，他努力收集前人研究资料，并纪录了4万页的笔记。他认为白炽灯构造简单易于使用，比电弧灯更有前途，关键在于用什么材料才能延长灯丝的寿命。在两年的时间内，他试验了1600多种材料，包括各种金属、木材、石墨、稻草、亚麻、马鬃，甚至连他朋友的胡须也用来进行了试验，都遭到了失败。在许多人对他讥笑的时候，爱迪生仍然坚韧不拔地探索，终于在1879年10月21日用棉纱为原料，经过炭化处理作为灯丝，并将玻璃泡抽真空再行密封。他终于成功了，灯泡连续点燃达45小时。他并没有就此停步，又试验了各地所产的6000多种植物纤维，后来选中了日本产的竹丝为原料，电灯泡的寿命可达数百或上千小时，1879年取得美国专利。1882年投入成批生产耐用的炭丝灯泡。与此同时，英国的J.W.斯旺也成功地制出耐用的炭丝灯泡，因此产生了发明权的争执。后来斯旺也与爱迪生组成联合公司解决了争端。炭丝白炽灯逐渐被人们普遍采用。1905年以后，由于冶金技术的进步，才发展钨丝灯泡。 
白炽灯泡构造看起来简单，原理也并不复杂，但是从开始研制到实用经过了几十年的时间和许多人的努力。白炽灯一直沿用至今，看起来短时间也不会被淘汰。但是，最新的理论认为：白炽灯的效率太低(电能3％转换为光能，其余97％转换为热能)，不符合“绿色照明”的要求。无论怎样说，以白炽灯为标志的电力照明的出现，其社会影响十分巨大，为纪念这个伟大的发明，美国的某个大城市曾经在用电高峰的夜晚停电几分钟进行悼念爱迪生诞辰100周年。 

世界第四次生产力高潮——电力技术革命 

世界第四次生产力高潮，也是第四次科学技术中心的转移，大致发生在中国清朝光绪到中华民国这段时间，即世界兴起电力技术革命的1879年到l 930年。这个时期，世界科学技术中心由欧洲转移到美国，美国实现了工业化，成为世界第一经济强国。 
1． 学会“站在巨人肩膀上” 
就在英国发动产业革命的时候，大批英国失业工人来到美国。1848—1849年欧洲革命失败后，又有大批法国人、德国人、奥地利人，以及意大利人、俄罗斯人移居美国（1860年，160万欧洲移民进入美国，1875年达到260万，其中包括工人和知识分子，他们把欧洲的科学技术带到美国。后来成为欧美天然的信息渠道。）这成为美国引进技术、发展工业和扫除南方封建奴隶势力的突击力量。 

南北战争结束，美国发动—厂产业革命，继承英、德实现工业化的经验，发展一批先导产业。 

(1)铁路电讯先行 1865年结束南北战争之后，美国即发展铁路和电讯。1869年，建成横贯东西的大铁路，使西部资源与东部工业结合起来，加快了工业化的速度。同时，在大西洋铺设海底电缆，保证了欧美两大陆信息畅通，结束了美国孤立于欧洲之外的境遇，对欧美贸易产生巨大影响。 
(2)重视信息利用 由于血缘关系，欧美的信息交流十分频繁，L欧洲任何新技术动向都能在美国得到反映，其反映速度之快。往往超过欧洲邻国。1745年，荷兰人发明蓄电池，第二年美国人富兰克林(1706—1790)就进行天电传蓄的“费城实验”。18帕年，英国人刚把蒸汽机装到火车上，运行尚未成功，美国人R．富尔顿(1765—1815)就发明了蒸汽机轮船（英国火车到1814年才试车使用。当时有人建议拿破仑使用轮船作战，拿破仑拒绝了，否则将对战争产生重要影响。）。欧洲人发明DDT，还没试产，美国人已进入大规模生产阶段，使马铃薯产量当年翻番。 

1837年英国发明电报，第二年美国就推广使用。今天，技术信息速度就是工业经济发展速度。这是重要的现代信息意识。 

1850年，美国结束了完全照搬欧洲技术的历史，走上工业技术创新之路。 

(1)从抓机械技术创新开始 美国地多人少，劳力不足，需要发展节约劳力的机械技术。当时，英国对美国人引进技术戒备森严（英国为了防止技术外流，议会作出保密的决定：参观不准记录，技术工人不准出国。美国人只好靠记忆建成第一个纺织厂。此事成为技术保密史上有名的故事。），这迫使美国人依靠自己力量发展机械技术。 

创新始于E．惠特尼(1765—1825)发明轧棉机。这个发明使清除棉籽效率提高了1000倍，从而使美国超过印度，成为世界最大棉花出口国。美国利用出口棉花的外汇购置技术和工业品，产生良性循环。此发明大大地鼓舞了美国人。当时美国总统写信给惠特尼：“你的发明很重要，我要买一台这种机器”。现在美国专利局大门上还刻着：“专利制度(技术发明)注入兴趣这个燃料、使天才之火燃烧起来。” 

(2)电力技术革命使美国后来者居上 大发明家爱迪生出现在美国不是偶然的。他的成长过程，是技术教育与技术创新结合形成生产力的过程。爱迪生和法拉第一样，·也是受《百科全书》电学知识的启蒙教育走上发明之路的。 

爱迪生的发明，在美国兴起一场电力技术革命（“毛主席说，蒸汽机的出现是一次技术革命，电力的出现是一次技术革命”。引自钱学森著《迎接新的技术革命》，湖南科技出版社，1984年。）。美国电力技术革命对美国经济的影响如同德国化工技术革命对德国工业化的影响一样重要。 

电力技术革命起源于欧洲，完成在美国。1866年，维·西门子发明电机后曾给他在伦敦的弟弟写信：“电力技术很有发展前途，它将会开创一个新纪元。”后来事实证明了他的预见。继西门子的电机之后，1876年贝尔(1847一l922)发明了电话，1879年爱迪生发明电灯，这三大发明照亮了人类实现电气化的道路。 

1882年，爱迪生建成世界上第一个发电厂，发电能力为900马力，供7200个灯泡使用，完成了电力工业技术体系。几乎同时，在欧美纷纷成立许多专业电气公司，实现电力技术产业化。1889年，金融大亨摩尔根参加了爱迪生的电气公司，使美国的电气化步伐加快了。爱迪生的一生，是美国从落后农业国向工业国过渡、从全盘照搬欧洲技术到建立美国自己的技术体系的时代。爱迪生的奉献使美国人骄傲，美国人称他为“发明大王”、“一代英雄”。 

(3)新技术产业化需要有个过程 1879年，爱迪生发明了电灯，但并未引起社会广泛注意，因为输电技术没过关。直流输电耗损大，发电容量与输电距离有限。1888年，爱迪生的助手持斯拉(1856—1943)和威斯汀豪斯(1846—1914)分别制成交流电动机和变压器(由威斯汀豪斯公司经办)，与已经发明的交流发电机相接，建成交流电传输系统。美国于1886年建成最早的交流发电厂并提供使用。 

电力技术的成功，使美、欧、日纷纷把电力建设作为国家承建工程的重点。美、欧、日超大型电力系统、以电为中心的超大型