Одни электрические машины дают переменный ток, другие — постоянный. Постоянный ток — электрический ток неизменного направления и силы — ток элементов, аккумуляторов, машин постоянного тока. Различие между машинами, вырабатывающими переменный и постоянный токи, зависит от устройства обмотки и выводов тока из нее.
Желая усилить действие постоянных магнитов, а следовательно, и получение электрической энергии от машины, изобретатели электрической машины сначала прибегали к помощи гальванической батареи. Когда на постоянный магнат наматывалось некоторое число витков проволоки, через которую проходил ток гальванической батареи, действие магнитов значительно усиливалось.
В декабре 1866 года несколько изобретателей в различных странах предложило новое серьезное усовершенствование для получения тока в электрических машинах, применив так называемое самовозбуждение.
Впервые оно было предложено еще в 1854 году датским изобретателем-самоучкой Сореном Хиортом.
Зная, что размагниченная сталь или железо сохраняют так называемый остаточный магнетизм, он пришел к заключению, что можно обойтись без постороннего источника для возбуждения магнетизма электромагнитов. Если покрыть железный стержень обмоткой, приключенной к главным зажимам машины, то, как только машина в силу остаточного магнетизма начнет давать слабый ток, он пройдет по обмотке железного полюса и несколько усилит его магнитное поле; от этого еще более усилится ток машины, и опять еще более усилится магнитное поле. Таким образом получается, что машина как бы сама возбуждает свой магнетизм.
Принцип самовозбуждения был положен в основу конструирования новых, более совершенных электрических машин, которые стали называться динамо-машинами или динамоэлектрическими машинами («динамо» — по-гречески сила).
Ток первых электрических машин, в отличие от тока гальванических элементов, был пульсирующим, или толчкообразным.
Бельгийский рабочий, столяр Зиновий Грамм, первый создал годный для промышленных целей генератор электрической энергии. Изобретение Грамма состояло в применении в качестве якоря кольца из мягкого железа, на которое могло быть навито много обмоток изолированной медной проволоки. Все эти отдельные обмотки кольца, соединенные последовательно, образовывали как бы одну большую катушку.
Когда в мае 1873 года в Вене была открыта Всемирная промышленная выставка, на ней особенно выделялись машины Грамма. Тогда впервые узнали, что электрические машины обладают свойством обратимости, хотя это важное открытие было сделано еще более чем за 30 лет до этого русским физиком Э. X. Ленцем. Об этом было с большой поспешностью и некоторой преувеличенностью рассказано во всех газетах и журналах.
«Электрическую энергию можно передавать на расстояние!»
«Электрические машины могут по желанию быть источниками электроэнергии или работать в качестве двигателей. Это доказано с помощью машин Зиновия Грамма!»
Но машина Грамма в ее первоначальном виде далеко еще не была завершением работ ученых и изобретателей.
Уже в июне 1873 года по идее замечательного русского электротехника П. Н. Яблочкова был разработан якорь, еще более простой и удобный, чем якорь Грамма. Этот якорь был назван барабанным, или цилиндрическим. Он представлял собой железный цилиндр, на котором параллельно его оси (по образующим цилиндра) располагались обмотки. Якорь помещался между двумя магнитами, полюсы которых были обточены так, что между якорем и полюсами оставался только небольшой воздушный промежуток. К тому времени уже было замечено, что действие машины значительно улучшается при уменьшении воздушных промежутков между якорем и полюсами,
На Парижской выставке было представлено пятьдесят типов различных машин. Около пятнадцати типов из них уже применялись в промышленности для вращения станков, для освещения, химического получения и очистки металлов, перемещения тяжестей и других надобностей.