内燃机

而蒸汽机仍占主导地位行业和运输在19世纪,工程师和科学家开始发展其他能源来源和转换器。其中最重要的是内燃机。在这样的装置内燃烧燃料和氧化剂的引擎和产品燃烧直接作用在活塞或转子表面。相比之下,一个外部燃烧装置,如蒸汽机、雇佣了一个次要的工作流体产生动力和燃烧室之间插入元素。到1900年代初内燃机已取代了蒸汽机作为最广泛的应用不仅因其更高的热发电系统效率(没有转移热从燃烧气体二次工作流体,导致效率的损失),还因为它提供了一个轻量级的,紧凑合理,自给自足权力工厂。

德国的工程师尼古拉斯8月奥托一般认为有建立第一个实用的内燃机(1876),尽管一些基本的设备在本世纪早些时候出现。1885年戈特利布。戴姆勒另一个德国工程师修改了四冲程四冲程内燃机燃烧汽油(而不是煤炭粉),建立了第一个成功的高速内燃机。在几十年汽油发动机发现广泛应用于摩托车、汽车、和小卡车。

介绍了另一种类型的内燃机鲁道夫柴油德国,也在1890年代早期。以其发明者的名字命名的柴油发动机比引擎奥托的和更高效的了吗重油,这是成本较低、波动较小汽油。因此,它采用的主要动力装置潜艇、铁路机车,重机械。

一个内燃机相当不同往复活塞式是在世纪之交的发展起来的。这是燃气轮机的第一个成功的版本,建于1903年法国。现代燃气轮机已经使用了电力一代和各种其他用途,但其主要应用程序飞机推进。在燃气轮机系统压缩空气,热的燃烧石油,用于将一个涡轮驱动压缩机而多余的能量加速高速的废气产生推力。

另一种形式的推进引擎,火箭,吸引了越来越多的关注在19世纪的最后几十年由于太空旅行捏造的富有想象力的描述儒勒·凡尔纳和其他的科幻作家。从大约1880年,各种各样的科学家和发明家开始调查理论火箭运动和推进系统设计的问题。1920年代中期罗伯特·h·戈达德的美国实验采用液体和固体推进剂的火箭了。

发电机和汽车

其他重要的能量转换设备出现在19世纪。在1830年代初英国物理学家和化学家迈克尔·法拉第将发现的一种手段机械能成电大规模的。而从事实验工作在磁性,法拉第发现移动的永久磁铁线圈线引起的电流线。这个过程称为电磁感应,提供了发电机的工作原理。

在1860年代末Zenobe-Theophile克一位法国工程师和发明家,建立了直流发电机。被称为克迪纳摩,这个设备造成了电力的普遍接受。到1870年代初克了其他几个发电机,其中一个是可逆的,可以作为一个电动马达。电动马达,将电能转换成机械能,运行几乎所有类型的机器,使用电力。

克的机器都是直流(DC)设备。直到1888年尼古拉·特斯拉被塞尔维亚籍美国发明家,介绍了原型现在的交流(AC)发动机。

直接能量转换设备

大多数的能量转换器,有时被称为静态能量转换设备,使用电子作为工作流体的蒸汽或气体受雇于等动态热引擎外部燃烧和上面提到的内燃机。能量转换设备近年来,直接得到了太多的关注,因为需要开发更高效的方式将可用的形式的初级能源转换为电力。四个产品——电动电池、燃料电池热电发生器(或者至少是对其工作原理),太阳能细胞起源在1800年代早期。

电池,意大利物理学家发明的伏打1800年,变化化学能直接进入电流。这种类型的设备有两个电极,分别由不同的化学物质。化学反应发生,电子被释放负电极和流过外部电路正电极。这个流程将继续,直到电路中断或反应物之一是筋疲力尽了。现代干电池的先驱和铅酸蓄电池出现在19世纪下半叶。

的燃料电池,另一个电化学电力生产商,是由威廉罗伯特格罗夫1839年,英国物理学家。在一个燃料电池,连续操作是通过喂养燃料(例如,氢)和氧化剂(氧气)细胞和消除反应的产品。

热电发电机将热能直接转化成电能的装置。电流是由电子时生成热能在结的电位差两个导体不同的材料做的。这种效应被发现托马斯•约翰•塞贝克1821年,德国物理学家。塞贝克发现附近的罗盘针电路不同的导电材料制成的挠曲时的一个路口是激烈的。他调查了各种材料产生电能的效率3%。这个效率是类似的的蒸汽机。然而,的发现的重要性热电效应去识别作为一种发电由于塞贝克的误解现象的磁效应由温差引起的。热电终于制定的基本理论在1900年代早期,尽管没有功能的发电机是直到很久以后。

在一个太阳能电池,辐射能驱动电子在半导体结的电位差杂质的浓度在结的两面是不同的。什么是通常被认为是第一个真正的太阳能电池始建于1800年代末Charles Fritts用连接形成的涂层硒(半导体)和一层极薄的黄金(见下文利用可再生能源)。