书城科普你一定想知道:发明探索知识
11332700000005

第5章 科技发明发现(4)

智能运行功能,能够精确控温,自动调节冷藏室和冷冻室的温度。断电后再次来电时,冰箱仍将按智能状态进行工作。

断电延时保护功能,电冰箱每次启动前,会自动检查压缩机是否延时约7分钟,若已经延时7分钟则启动,否则冰箱压缩机不予启动。

开门时间过长报警功能,在冰箱门未来或未关紧时它会自动报警提醒用户及时关上冰箱门。

故障电路自动模拟运行功能,若电路中某一元件或多个元件损坏冰箱会根据正常运行时的参数自动模拟运行以避免由于某个元件的损坏而造成整个系统无法运行。

自动故障显示功能冰箱能对系统相关元件进行自动检测并将故障原因显示在主控板上,以便及时而迅速进行检修从而降低维修难度和成本。

自动调节温度

智能温控冰箱是基于电脑人工智能,以精确温度控制为主要特征的新型数码冰箱。由于采用了根据电脑指示自动调整运行状态的压缩机和智能温控软件这种冰箱可以在低能耗下保持稳定工作,并自行控制食物所需的理想温度,即使频繁增减冰箱里存放的食物它也可以快速调节。此外为了增加保鲜效果此类冰箱内部还特设了均匀冷量的装置,食物放在里面任何个角落都会保持均匀恒定的温度。

微波炉

当你饥肠辘辘回到家时,只需将食物放在微波炉里,几分钟后,就可以享受热腾腾的美味了。微波炉的出现,给我们的生活带来了极大的方便。

第一台微波炉

1940年,英国的两位发明家在改进雷达系统时设计出了一个叫做“磁控管”的器材部件,它能产生微波能即一种短波辐射。在使用磁控管时他们注意到磁控管产生的辐射反过来又产生了热,可很快融化巧克力,并且还能用来爆玉米花。

于是,他们开始思索如何才能更好地利用这种热能。第一个微波炉就在第二次世界大战期间的雷达研究室内闪亮登场了。因此微波炉最早被称为“雷达炉”,后来才正名为微波炉。

1947年,雷声公司推出了第一台家用微波炉。可是这种微波炉因成本太高寿命太短没有得到成功的商业推广,1965年乔治福斯特对微波炉进行了大胆的改进并与斯本塞起设计了一种耐用而价格低廉的微波炉,微波炉开始走进千家万户的厨房。

如何加热食物

微波炉的外部结构主要由胜体门,控制面板组成,内部结构由电源部磁控管部炉腔部炉门部等四个部分组成。

微波是一种频率非常高的电磁波,其频率通常在300吉赫至300兆赫之间是由微波炉的心脏——磁控管产生的。使用微波炉时微波以每秒24亿5000万次的超高频率快速震荡食物内的蛋白质、脂肪、粮类、水等分子使分子之间相互碰撞挤压摩擦重新排列组合,从而迅速将食物加热。而且微波不会使任何纸瓷和玻璃质食物容器变热。微波加热是一种非常方便的烹调形式,由于烹调时间短,也节省了能源。

光波炉

光波炉是微波炉的升级产品,它实际上是一种光波微波组合炉也就是在微波炉腔内增设了光波发射器和光波反射器以确保光波在最短时间内聚焦热能并使其最大化。光波炉工作时,光源磁控管既可以单独使用,又可以组合使用。光波炉采用光波和微波双重高效加热瞬间即能产生巨大热量。又因为加热是直接针对食物本身不需要通过器皿传热,且内外同时进行所以加热时间极短效率很高仅需两三分钟即可达到加热效果。据测试光波炉加热的能源利用率可高达95%以上。

空调

天寒地冻,它给你送去温暖,天热难耐,它给你送去凉爽。这就是与你冷暖相依的好伙伴——空调。

空调的发明人

1901年美国的开利博士建立了世界上第一所空调实验室。1902年7月17日,开利博士设计了世界上公认的第一套科学空调系统它首次证明了人类对环境温度湿度通风和空气品质的控制能力。1906年开利博士获得了“空气处理装置”的专利权,这是世界上第一台喷水机,它可以加湿或干燥空气,1937年开利博士又发明了空气一水系统的诱导器装置,是现在的风机盘管的前身。在空调科研方面取得卓越成就的开利博士被人们誉为“空调之父”。

为什么会变凉爽

空调通电后制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器带走制冷剂放出的热量使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。

高压液体经过过滤器节流机构后喷入蒸发器并在相应的低压下蒸发吸取周围的热量。同时,贯流风扇使空气不断进入蒸发器进行热交换并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动,从而达到降低温度的目的。

断电的变频空调

变频空调是与传统的定频空调相比较而产生的概念。众所周知我国的电源电压为220伏50赫兹,在这种条件下工作的空调称为“定频空调”。变频空调是在普通空调的基础上选用变频专用压缩机增加变频控制系统改造而威的。它的基本结构和制冷原理与普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的,它可以根据房间温度自动提供所需的冷(热)量。当室内温度达到期望值后,空调主机则能以准确保持这一温度的恒定速度运转实现“不停机运转”,保证环境温度稳定。

小心空调病

在使用空调的过程中,室内空气通过空调系统的风道过滤器时,会使负离子浓度大为降低。吸入过多的这种空气,人体的正常生理平衡就会失调从而出现空调病。空调病主要表现为头昏、头疼、鼻塞、喉干、注意力不集中、心悸、血压升高和易感冒等。

洗衣机

洗衣机是自动洗涤衣物的电动机械装置,是一种常用的家用电器。洗衣机的发明,让人节省了不少时间和体力,现代女性更大大缩短了做家务的时间。洗衣机从单缸到双缸,从渡轮到滚筒,一直到智能型洗衣机,可谓发展迅速。

洗衣机的发明

1800年法国人首先发明了洗衣机,在桶里装有沉重的旋翼用来搅拌衣服。这种洗衣机用手柄驱动,虽然比手洗提高了效率但仍需人们付出很多体力。1901年美国人阿尔瓦费希尔设计制造了世界上第一台电动洗衣机这也是真正意义上的洗衣机。后来,波轮式滚筒式洗衣机相继问世,促进了家用洗衣机的发展和普及。

洗衣机的工作原理

洗衣机清洁衣服污垢的道理与手工洗涤是一样的。波轮式洗衣机的桶底装有个圆盘渡轮,上面有凸出的筋。在波轮的带动下,桶内水流形成了时而右旋,时而左旋的涡流,带动衣物跟着旋转、翻滚,这样就能将衣服上的脏东西清除掉。滚筒式洗衣机有一个盛水的外筒和旋转的内筒。内筒转动时带着贴近的衣物先上升,另一部分的衣物动作稍迟,这就像搓衣一样;内筒将衣物举出液面后,衣物重新跌落于液面撞击,犹如在捶打。这样反复作用就能使衣服洗干净。

洗衣机的种类

依据洗涤方式的不同,洗衣机大体可以分为波轮式搅拌式和滚筒式三种类型。波轮式洗衣机的最大特点就是洗得干净,省时省电,缺点是磨损大,易缠绕。滚筒式洗衣机的特点是洗涤衣物不缠绕,磨损小但是清洗时间长体积笨重,为了提高洗净度,滚筒机需要加热耗电量较大。搅拌式洗衣机具有不缠绕不磨损、省电,洗得干净等诸多优点,兼具波轮式与滚筒式的优点而又克服了两者的不足可以说是理想的洗衣机类型。

贝尔与电话的发明

1847年3月3日,贝尔出生在英国苏格兰爱丁堡。他的祖父和父亲都是优秀的语言学家。贝尔在父辈们潜移默化的影响下,从小就对研究人类语言的交流和传递充满兴趣。

在一次描绘声波曲线的实验中,贝尔意外地发现每当实验中电源的开关关上或打开时,一个实验线圈就会在导通和截断电流的刹那发出声音。这个细节吸引了贝尔的注意他又特地重复了几次结果都一样每次都会出现这个声音。贝尔肯定这是一个客观规律。他不禁设想如果对这一规律加以利用。

使电流的变化与声波的变化样那么只要能传送出这种变化的电流,就能随之送出声音。

贝尔立即开始做实验。他在薄金属片上装上电磁开关,然后对着薄金属片讲话。他认为,薄金属片会在人讲话的时候随着声音而颤动,装在金属片上的电磁开关就会由于这种颤动而连续地开和关,这样一来,有规律的脉冲信号就形成了。事实上声音的频率很高这种方法根本不管用。于是贝尔又请教电学界的专家,谁料他们竞嘲笑他的想法是天方夜谭,根本无法实现。

贝尔并没有泄气,一边向电学家请教一边努力学习电学知识。就在贝尔准备开始电话研究时偶然遇见了一位叫沃特森的电气技师。沃特森非常认同贝尔关于电话的想法,并决定与贝尔合作。

1875年6月2日是具有特殊意义的一天。这天早晨,二人来到各自的房间沃特森开始通过电话向贝尔发信号。贝尔则不停地调整听筒的振动膜,忽然听到话筒发出了一些异样的声音。他仔细加以分辨,最后确认这是沃特森发出的讯号。他疾步冲向沃特森房间,让他把刚才的一切加以多次重复结果证明这种讯号的传播是稳定的。两人最终确认人的声音首先振动了话筒的膜片从而使底部的U型磁铁形成的磁场发生有规则的变动,促使缠在磁铁上的线圈产生的感应电流也发生相应的波动。这种波动随电流沿着导线传到另一端的电话。电流传递声音终于成为现实。

1876年2月4日,贝尔为这种可以传送声音的机器申请了专利并称其为“音频电报”。

1877年贝尔电话公司正式成立并开始投入生产电话机。到1877年9月美国已投入使用了1900台电话机。

手机

一种移动电话。现今手机除了具有典型的电话功能外,还包含了PDA,游戏机、MP3、照相、录音、摄像、GPS等更多的功能。

1973年4月的天一名男子站在纽约街头,掏出一个约有两块砖头大的无线电话打了一通,引得过路人纷纷驻足侧目。这个人就是手机的发明者马丁·库帕,当时,他是美国着名的摩托罗拉公司的工程技术人员。

手机

手机是一种移动电话,旧称“大哥大”是便于携带的、可以在较大范围内移动的电话终端。目前在全球范围内使用最广的手机是GSM手机和CDMA手机,它们都是数字制式的,除了可以进行语音通信以外还可以收发短信(短消息、SMS)、Mms(彩信多媒体短信)、无线应用协议(WAP)等。部分手机除了典型的电话功能外,还包含了PDA、游戏机、MP3、照相、录音、摄像、定位等更多的功能有向掌上电脑发展的趋势。

蜂窝网络

蜂窝网络就是把移动电话的服务区分为一个个正六边形的子区每个子区设一个基站形状酷似“蜂窝”。目前主流通信服务提供商绝大部分采用蜂窝网络。常见的蜂窝网络类型有GSM网络、CDMA网络、3G网络、TDMA网络等。