测量并在坐标系中描绘，就是这么简单，但是结果多多少少有些出乎意料。为了讲解上的方便，我们先绘出导体旋转半周时的图像，也就是在图4.23中，导体从“1”那个位置旋转到“5”那个位置时的图像，如图4.24。可以看出，在导体旋转的过程中，电压慢慢升高，然后又慢慢降低。真的是很奇怪，这是怎么回事呢？
表面上看，电磁感应是很简单的——只需要拿一根棒子在磁场中搅和搅和就能产生电（但愿你拿的不是筷子或者木棍）。但是，哎呀，有些事情，特别是科学上的事情，真的不是那么简单。现在，物理学是这样解释这种现象的：
1，如果导体运动方向与磁力线平行，就象你划着一条船，顺流而下，或者逆流而上的时候，将不产生电压。所以在图4.23中，当导体运动到 “1”、“5”这两个位置的时候，产生的电压为0V；
2，如果导体的运动方向与磁力线垂直，看上去是在“横穿”磁力线，就象横穿马路，或者象把船从这边划到河对岸一样，那么这时产生的感应电压最高。这对应于图4.23中“3”、“7”这两个位置；
3，除了上面所说两种情形之外，导体在磁场中都是“斜穿”磁力线，它也能产生感应电压，但是不如“横穿”产生的电压高。“斜穿”的角度不同，产生的电压也不相同。这也解释了为什么交流电的图像不是锯齿一样的三角形，而是一个弓形的原因。哎呀，你要知道，导体是在做圆周运动，它的旋转路线就是圆弧，所以生成的电压图象当然也就是圆弧了。
刚才我们测量和绘制的是导体在磁场中旋转前半周的图像，接下来是要绘制下半周的图像。理论上，下半周和上半周一样，是同一个圆的另一半，所以电压的变化规律应该至少是相似的。但是，令人吃惊的是，当导体从图4.23中的位置“5”开始继续下半周的旋转时，导体两端电压的正负极性居然颠倒了！
对于我们这些为真理而活的人类来说，对此必须有一个解释。但是没有解释，唯一的解释是大自然就是这么安排的，我们所能做的就是发挥自己的想象，作出一些推断和结论。比如我们认为，就象图4.25所展示的那样，尽管导体在旋转的上半周和下半周都是弧形，但上半周是“总体向下”的；而下半周是“总体向上”的，总的方向截然相反，所以这两个半周的电压极性也截然相反。
为了反映交流电的极性变化，在绘制下半周的图像时，需要对坐标系进行扩展，这样，导体旋转一周所产生的电压图像就如图4.26所示。
这只是导体旋转一周时的电压图像。当导体不停地旋转时，它的电压图像也在不断地重复，如图4.27。这也充分说明了交流电的典型特征：方向和大小都不断变化。
这条象蛇一样的曲线是没完没了的，直到导体停止旋转。不过，在大型发电厂里，旋转的通常是磁场，导体是不动的，但效果一样。另外也不用怀疑，你家里和办公室里所使用的电源，它的图像也是这个样子的。由于它很象前面所讲的声波（但比声波简单），某些具有怀疑精神的人可能会想到听一听它在扬声器里的声音。当然，它是可以听到的，这是一种哼哼声，或者一种嗡嗡声——通常，工业上把它称做交流声①。
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注① 千万注意，不要将扬声器直接插到家里的电源插孔里，那可是220伏。否则的话你将听到两种别的声音：“啪”和“嘭嘭嘭嘭”。前一种产生在扬声器烧毁的瞬间；后一种是你的心跳。
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说到这里，哎呀，我们已经离题太远了，原本要说的是爱迪生和特斯拉之间的战争故事。那时爱迪生已经上了年纪，加上他历史形成的权威地位，这个人开始变得越来越固执。当特斯拉劝他搞交流电时，这位大人物显得非常反感。再说他已经在直流电上投入了大量的金钱和精力，作为一只脚已经踏进商业领域的科学家，他的本能是要保护已有的投资。
这可能还不是他们最后分道扬镳的最直接的原因。据说有一次他们俩在一起讨论有关发电机革新的问题，爱迪生对特斯拉说如果他能取得成功，将付给他5万美元作为奖赏。
好的消息是特斯拉取得了成功，坏消息是他到了也没拿到这5万美元。更糟糕的是，他还得到了他不想要的——他认为自己在这件事情上受到了侮辱——爱迪生对他说：“你不知道我们美国人爱开玩笑吗？”
特斯拉知道美国人爱开玩笑，也很幽默，只是不知道爱迪生会来这一手。在这种情况下，他愤而辞职。接着就投靠到另一家公司，并建立了自己的实验室，专心研究交流电传输技术。
自从1831年法拉第发现电磁感应之后，不知怎么地，人们开始热衷于制造一种叫做变压器的东西，而且这种热情空前高涨，从1835年到整个十九世纪末从未间断过。
说起来令人难以置信，其实变压器的原理非常简单。拿一个铁框，然后用绝缘导线在它的两边分别绕上线圈。左边的线圈称为初级线圈，右边的称为次级线圈。如图4.28。
很容易想象，如果把初级线圈接在交流电上，这个东西实际上就成了一个电磁铁，而且非常特殊的是这个电磁铁的南北极和磁场强弱都在不停地变化着。
为什么？哎呀，这很简单，因为给初级线圈加的是交流电，而交流电的方向和大小都在不停地变化着，所以磁场就跟着变化。
次级线圈的作用是获得感应电压。通常，为了获得感应电压，导体或者线圈必须在磁场中不停地运动。但是，运动是相对的，要么磁场运动，要么导体运动，谁运动都一样，都能产生电压和电流。“我正在运动，”如果磁场有思想的话，它会说，“只是你看不见，或者你需要换一个角度来重新理解什么叫磁场运动。”
需要澄清一点，在画这个图的时候，为了能够简单扼要地说明变压器的原理，初级线圈和次级线圈的匝数都画得很少。但是在实际制造的时候也绕这么可怜的几匝，那将是愚蠢而危险的。为了有效地进行能量转换，绕个几百匝是很正常的，否则的话这就相当于短路，为了使你自己不致于受到惊吓，请不要这么做。
这么说来变压器好象没什么大用。事实上它当然有大用，如果初级线圈有1000匝而次级线圈有5000匝，那么在次级就能获得比初级高5倍的电压，这相当于升压。反之，如果初级有5000匝而次级有1000匝，则次级的电压就是初级的五分之一，这相当于降压①。这就是它为什么被称为变压器的原因（最初，人们管它叫“二次发电机”。你得承认，这么叫其实也是很形象的）。
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注① 降压还好说，但不能不提醒你的是，如果是升压，那么将得到较小的电流——换句话说，变压器不创造额外的能量，世界上没有这样的好事儿。
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变压器是如此有意思，以致于在那段时间里人们发明了说不清到底有多少种的变压器，光是那些有名气的，在设计上能叫人瞧得上的就有二十几种，有的连名字都很特别，比如有一种就叫“刺猬式变压器”。看着这些外形各异的变压器，你甚至惊讶于线圈还能绕制成这么多奇形怪状的东西。
为了远距离输送电力给那些需要灯泡照明的地区，特斯拉的新公司首先用变压器把交流电的电压升高，比如升到50千伏，然后通过高压输电线路送出去，这样电力的损耗就会大大降低。
这个电压是非常高的，不用说也很危险。如果直接提供给灯泡，其下场肯定是——用东北话来说——完犊子。不过好在变压器也能把电压降下来，所以在高压输电线路到达城镇和工厂的时候，再用变压器把电压降低，这样就没问题了。
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