特斯拉于1875年秋到達(dá)格拉茨，開始了在約阿內(nèi)理工學(xué)校的學(xué)習(xí)。約阿內(nèi)成立于1811年，當(dāng)時(shí)是作為約翰大公送給施蒂利亞（奧地利的一個(gè)?。┑墓魝兊亩Y物，并于1864年成為一間理工院校。與在維也納、布拉格和布爾諾的院校一道，約阿內(nèi)是奧匈帝國提供工程學(xué)位的四間學(xué)校之一。

盡管學(xué)校提供學(xué)習(xí)土木工程的課程，特斯拉最初還是報(bào)讀了數(shù)學(xué)和物理學(xué)，目的是將來做教授。這樣做，他就能追隨約瑟夫叔叔的腳步，因此特斯拉選擇數(shù)學(xué)和物理學(xué)的原因也許是為了取悅父親。盡管很想支持這個(gè)剩下的兒子，米盧廷可能還是覺得很難想象特斯拉當(dāng)工程師能干些什么，然而做數(shù)學(xué)教授或教師看起來可能更像一個(gè)靠譜的職業(yè)。

電學(xué)入門

在約阿內(nèi)，特斯拉很擅長數(shù)學(xué)，然而他最喜歡的課程是雅各布·波西爾（Jacob P?schl）教授講授的物理學(xué)。特斯拉回憶說：“波西爾教授很特別；說到他，據(jù)說他同樣的外套穿了二十年。然而，他授課時(shí)的完美闡述足以彌補(bǔ)他在個(gè)人魅力方面的欠缺。我從未見過他用錯(cuò)一個(gè)詞或一個(gè)手勢，并且他總能如同鐘表般精密地完成他的論證和實(shí)驗(yàn)。”

在波西爾的課堂上，特斯拉獲得了一套進(jìn)入電學(xué)之門的系統(tǒng)化方法。假設(shè)波西爾也像其他典型的19世紀(jì)電學(xué)講師那樣，那么他就多半會(huì)提供一個(gè)電學(xué)的歷史概覽，從古希臘人講起，并逐步進(jìn)展到直流發(fā)電機(jī)和電氣照明的最新發(fā)展。為了能了解特斯拉后來在電方面的發(fā)明，讓我們按照波西爾在1876年左右為特斯拉所傳授的那樣，回顧一下電學(xué)入門的重要主題。

雖然早在古希臘時(shí)期，人們就知道琥珀摩擦絲綢能產(chǎn)生靜電，然而我們對(duì)電的現(xiàn)代理解始于17世紀(jì)后半葉和18世紀(jì)。一些研究者如亨利·卡文迪什和本杰明·富蘭克林系統(tǒng)化地研究了靜電。這些自然哲學(xué)家的研究集中在怎樣讓不同的物體帶電，以及其所發(fā)出的火花問題。19世紀(jì)初，電氣科學(xué)迅猛發(fā)展，從對(duì)靜電荷的研究擴(kuò)展到對(duì)當(dāng)時(shí)被稱為動(dòng)電（或電荷如何流經(jīng)導(dǎo)體）的研究。在路易吉·加爾瓦尼工作的基礎(chǔ)上，亞歷山德羅·伏打于1800年證明了把兩種金屬隔以在酸中浸泡過的紙交替放置就能產(chǎn)生電荷流動(dòng)。伏打用金屬與浸過酸的紙所做的疊層，被稱為電堆，是世界上第一個(gè)電池。當(dāng)化學(xué)家和哲學(xué)家們還在熱烈爭論是什么導(dǎo)致伏打電堆中產(chǎn)生電的時(shí)候，其他科學(xué)家已經(jīng)在用它進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)了。

在這些科學(xué)家當(dāng)中有漢斯·克里斯蒂安·奧斯特，他在1820年發(fā)現(xiàn)了電與磁之間的關(guān)系。奧斯特把一根導(dǎo)線接到伏打電堆，然后在導(dǎo)線下放了一個(gè)磁羅盤。讓奧斯特驚奇的是，當(dāng)他把導(dǎo)線與電堆連接或斷開的瞬間，羅盤的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。安德烈-馬里·安培重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)，并且確定了是電荷流動(dòng)（即電流）在與指針的磁力相互作用并使之運(yùn)動(dòng)。但電流、磁力與運(yùn)動(dòng)之間的確切關(guān)系是什么呢？

1831年，邁克爾·法拉第回答了這個(gè)問題。通過采用一個(gè)環(huán)形導(dǎo)線線圈和一個(gè)條形磁鐵，法拉第證明了電磁感應(yīng)定律。法拉第發(fā)現(xiàn)，如果把磁鐵在環(huán)形線圈中移進(jìn)移出，就能在線圈中感應(yīng)或產(chǎn)生電流。反之，如果讓電流通過線圈，磁鐵也會(huì)相應(yīng)地運(yùn)動(dòng)（圖2.1）。然而，不管是為達(dá)到產(chǎn)生電流還是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的效果，都需要把線圈與條形磁鐵配置成互相垂直。事實(shí)上，感應(yīng)出的電流方向是在與線圈和磁鐵都垂直的第三個(gè)方向上。今天的工程師稱之為右手定則（圖2.2）。

圖 2.1　法拉第電磁感應(yīng)原理

^{通過把條形磁鐵在線圈中移進(jìn)移出，法拉第就能感應(yīng)產(chǎn)生使電流計(jì)指針來回?fù)u擺的電流。}

^{圖片來源：Hawkins Electrical Guide (New York：Theo．Audel， 1917)， 1：131， fig.130.}

圖 2.2　右手定則圖解

^{電氣工程師用這個(gè)規(guī)則來記住導(dǎo)體通過磁場時(shí)如何感應(yīng)出電流。如果導(dǎo)體（例如圖示中的桿狀物）沿拇指方向運(yùn)動(dòng)，它就會(huì)切割磁場中食指方向的磁力線，所產(chǎn)生的電流將會(huì)在導(dǎo)體中沿中指方向流動(dòng)。}

^{圖片來源：Cyclopedia of Applied Electricity (1905)， Part II， fig.5， p.9.}

法拉第進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到奧斯特關(guān)于只有當(dāng)打開或關(guān)閉電流的瞬間羅盤針才會(huì)偏轉(zhuǎn)（而當(dāng)電流穩(wěn)定地通過導(dǎo)線時(shí)，羅盤針不會(huì)偏轉(zhuǎn)）這一觀測的意義。法拉第推測磁鐵和電線圈各自都被一個(gè)電磁場（通常被描述為一系列力線）包圍，并且當(dāng)其中一個(gè)場發(fā)生改變時(shí)就能產(chǎn)生電流或運(yùn)動(dòng)。當(dāng)打開或關(guān)閉奧斯特導(dǎo)線中的電流時(shí)，也就為導(dǎo)線周圍的場提供或切斷了能量，并且這個(gè)變化與羅盤針周圍的磁場交互作用，導(dǎo)致指針擺動(dòng)。正如我們將看到的，變化的場能感應(yīng)出電流或產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)這種認(rèn)識(shí)對(duì)特斯拉的電動(dòng)機(jī)工作來說是必不可少的。

19世紀(jì)中葉幾十年的情況表明，很難讓科學(xué)家們完全領(lǐng)會(huì)法拉第理論的精妙之處。然而，通過著眼于法拉第用以證明其想法的小模型，實(shí)驗(yàn)者和儀器制造者們迅速把握了其想法的精髓，并改裝出各種各樣的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。對(duì)于這些動(dòng)手派的研究者來說，法拉第電磁感應(yīng)定律可歸結(jié)為：如果想建造發(fā)電機(jī)，就把導(dǎo)體穿過磁場，那么導(dǎo)體中就會(huì)感應(yīng)出電流；同樣地，如果想做個(gè)電動(dòng)機(jī)，那么就用電流產(chǎn)生出可導(dǎo)致磁鐵或?qū)w運(yùn)動(dòng)的電磁場。

在運(yùn)用法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)者們很快為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)增加了幾個(gè)新特性。首先，為了發(fā)電，他們想利用來自手動(dòng)曲柄或蒸汽機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。反過來，他們也謀求能采用電流來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。其次，研究者們也開始渴望電機(jī)能產(chǎn)生或消耗像來自電池那樣的電流，他們希望能使用擁有穩(wěn)定電壓的電流，也就是所謂直流電流（DC）。19世紀(jì)四五十年代，通過中斷直流電流以發(fā)送信號(hào)的電報(bào)系統(tǒng)的快速發(fā)展可能助長了直流電的風(fēng)靡。

為了同時(shí)確保這兩種特性（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直流電流），電氣實(shí)驗(yàn)者們采用了一個(gè)換向器。在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)中通常都有兩組電磁線圈：固定的一組被稱為勵(lì)磁線圈或定子，而旋轉(zhuǎn)的一組被稱為轉(zhuǎn)子。而換向器是這樣一個(gè)設(shè)備，電流經(jīng)由它進(jìn)出轉(zhuǎn)子。換向器是由伊波利特·皮克西（Hippolyte Pixii）1832年在巴黎推出的，并進(jìn)而成為直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)中必不可少的部件（圖2.3）。

圖 2.3　伊波利特·皮克西的磁力發(fā)電機(jī)，帶有誕生于1832年的首個(gè)換向器

^{左圖顯示了磁力發(fā)電機(jī)，而右圖則詳細(xì)描繪了換向器。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器底部的曲柄就能操作這臺(tái)磁力發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄導(dǎo)致機(jī)器頂部的電磁鐵下方的馬蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)。當(dāng)馬蹄形磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，其磁場在電磁鐵中感應(yīng)出電流。這個(gè)電流流經(jīng)機(jī)器垂直支架上的導(dǎo)線并到達(dá)位于曲柄與馬蹄形磁鐵之間的軸上的換向器。電流經(jīng)由兩根卷曲的導(dǎo)線離開磁力發(fā)電機(jī)。}

^{如右圖所示，換向器位于軸A上；軸A把磁力發(fā)電機(jī)底部的手動(dòng)曲柄和齒輪組跟旋轉(zhuǎn)磁鐵連接起來。換向器由兩個(gè)空心圓柱形金屬件（M₁、M₂）和四個(gè)金屬彈簧或電刷（F₁、F₂、f₁和f₂）組成。觸片M₁和M₂彼此電絕緣，如圖中它們之間的深黑色線所示。S代表磁力發(fā)電機(jī)頂部兩個(gè)電磁鐵中的電流通路，而s代表磁力發(fā)電機(jī)外部的電路。}

^{當(dāng)軸A旋轉(zhuǎn)時(shí)，四個(gè)電刷沿觸片的表面滑動(dòng)。當(dāng)馬蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，在電路S中感應(yīng)出電流并通過F₁和F₂送到換向器。電流通過電刷f₁和f₂離開磁力發(fā)電機(jī)。如果觸片M₁和M₂被正確地定位在軸上，那么電刷f₁與f₂就會(huì)剛好在電路S中的電流方向發(fā)生反轉(zhuǎn)的時(shí)刻通過觸片之間的絕緣層。這樣，換向器就能把馬蹄形磁鐵在電磁鐵中感應(yīng)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。}

^{圖片來源：Alfred Ritter von Urbanitzky， Electricity in the Service of Man (London， 1886)， figures 213 and 214 on pp.228–229.}

要理解換向器是如何工作的，我們要依次看一下發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部運(yùn)作（圖2.4）。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并切割穿越勵(lì)磁線圈所造成的磁場時(shí)，發(fā)電機(jī)中就會(huì)產(chǎn)生電流。如果我們只是追蹤由轉(zhuǎn)子線圈中的一條回路所造成的電流通路，我們可以看到，當(dāng)回路向下擺動(dòng)穿過磁場的時(shí)候，就會(huì)感應(yīng)出向一個(gè)方向流動(dòng)的電流（按照如圖2.2中的右手定則所示）。同樣地，當(dāng)回路繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，然后它會(huì)向上擺動(dòng)穿過磁場并感應(yīng)出向相反方向流動(dòng)的電流。如果希望使用這個(gè)交流電（AC），那么只需在轉(zhuǎn)子回路的兩端各自連接一個(gè)滑環(huán)，這樣就能引導(dǎo)電流離開發(fā)電機(jī)。然而，如果像許多19世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)者們那樣想得到直流電，那么就需要在發(fā)電機(jī)的一端收集所有流向一個(gè)方向的電流，而在另一端收集所有流向相反方向的電流。為了達(dá)到這一要求，需要在轉(zhuǎn)子軸上放置一個(gè)由金屬圓柱體組成的換向器，該金屬圓柱體被分割為幾個(gè)互相絕緣的扇形柱體（圖2.5）。兩個(gè)靜觸頭或電刷靠在圓柱體的兩側(cè)并被恰當(dāng)?shù)匕惭b定位，以確保當(dāng)轉(zhuǎn)子中的電流反轉(zhuǎn)方向時(shí)，觸片與電刷的連接也發(fā)生反轉(zhuǎn)，因此發(fā)電機(jī)送出的電流總保持同一方向。

圖 2.4　發(fā)電機(jī)的示意圖

^{N和S是定子的磁極。轉(zhuǎn)子顯示為附在軸和曲柄上的方形導(dǎo)線回路。換向器是兩個(gè)位于回路與曲柄之間的半圓柱體。如果轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄，轉(zhuǎn)子就會(huì)旋轉(zhuǎn)穿過定子的磁場并且轉(zhuǎn)子中會(huì)感應(yīng)出交流電。這個(gè)電流將會(huì)流向換向器并在那里被轉(zhuǎn)換成直流電。}

^{圖片來源：S．P．Thompson， Dynamo-Electric Machinery， 3rd ed．(1888)， fig.10 on p.36.}

圖 2.5　換向器在發(fā)電機(jī)中的示意圖

^{換向器由四個(gè)半圓形觸片和兩個(gè)水平電刷組成。通常，觸片之間包含絕緣體，不過沒有在這個(gè)圖中畫出來。在這個(gè)示意圖中，觸片連接到纏繞在鼓形轉(zhuǎn)子上的線圈。隨著轉(zhuǎn)子在磁場（未畫出）中旋轉(zhuǎn)，線圈中就會(huì)感應(yīng)出電流并流向觸片。電刷通過接觸觸片收集電流并攜帶到發(fā)電機(jī)外部。}

^{圖片來源：S．P．Thompson， Dynamo -Electric Machinery， 3rd ed．(1888)， fig.25 on p.42.}

在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器幾乎以同樣的方式工作，不過其作用是把電流發(fā)送到轉(zhuǎn)子。通過換向器，我們可以使電流流經(jīng)轉(zhuǎn)子線圈中的回路，并在回路周圍產(chǎn)生一個(gè)電磁場。同時(shí)，我們也可以使電流通過電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈或定子線圈從而設(shè)置另外一個(gè)電磁場?，F(xiàn)在，如果可以使圍繞轉(zhuǎn)子回路的電磁場與定子線圈產(chǎn)生的場保持同向，那么這兩個(gè)場就會(huì)互斥從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。（回想一下在磁鐵中異極相吸，同極相斥。）然而，當(dāng)回路擺到另外一邊時(shí)，就需要一個(gè)向相反方向流動(dòng)的電流以產(chǎn)生一個(gè)被定子場排斥的場。因此，為使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，就需要定期反轉(zhuǎn)電流以確保轉(zhuǎn)子線圈的不同部分始終具備適當(dāng)?shù)膱鰪亩欢ㄗ泳€圈所產(chǎn)生的場排斥。這個(gè)電流反轉(zhuǎn)是由換向器提供的，在這里換向器的功能是充當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)，把電流以適當(dāng)?shù)姆较虬l(fā)送到轉(zhuǎn)子線圈的各個(gè)部分。

我們在這里稍為深入討論了換向器如何在直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)中工作的一些細(xì)節(jié)，這是因?yàn)閾Q向器是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的關(guān)鍵部件。然而，換向器也曾是（并且現(xiàn)在仍是）直流機(jī)的阿喀琉斯之踵：它們制造復(fù)雜并往往會(huì)迅速磨損。如果觸片之間電絕緣不夠充分或電刷因調(diào)整不當(dāng)而同時(shí)觸及太多觸片，換向器常常會(huì)發(fā)出火花。我們馬上將會(huì)看到，特斯拉一開始就斷定換向器是電機(jī)中的核心問題并著手消除之。

換向器火花之挑戰(zhàn)

那是在1876—1877年波西爾的一次授課中，開發(fā)交流電動(dòng)機(jī)的挑戰(zhàn)首次呈現(xiàn)在特斯拉面前。學(xué)校最近從巴黎購得了一臺(tái)格拉姆直流發(fā)電機(jī)（圖2.6）。這臺(tái)機(jī)器由比利時(shí)儀器制造者澤諾布·T．格拉姆（Zenobe T．Gramme）開發(fā)，電氣實(shí)驗(yàn)者們興奮于它能產(chǎn)生更強(qiáng)大更穩(wěn)定的直流電。到19世紀(jì)70年代末，有好幾個(gè)歐洲發(fā)明者利用格拉姆直流發(fā)電機(jī)為最早的一批商用弧光燈照明系統(tǒng)供電。

圖 2.6　課堂演示用的格拉姆直流發(fā)電機(jī)

^{圖片來源：Alfred Ritter von Urbanitzky， Electricity in the Service of Man (London：Cassell， 1886)， Fig.232 on p.251.}

波西爾教授使用這臺(tái)新的格拉姆直流發(fā)電機(jī)向?qū)W生講解電流。直流發(fā)電機(jī)的一個(gè)普遍用法是用來演示電如何把能量傳輸一段距離。這個(gè)特性是由格拉姆公司的伊波利特·方丹（Hippolyte Fontaine）1873年在維也納的萬國博覽會(huì)上首次揭示的。方丹用一臺(tái)格拉姆直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一個(gè)電流，然后通過導(dǎo)線送到另一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，這第二臺(tái)發(fā)電機(jī)充當(dāng)電動(dòng)機(jī)。電氣技師們振奮于這個(gè)演示，因?yàn)樗沂玖嗽诠S和交通運(yùn)輸中使用電動(dòng)機(jī)的潛在可能。在此之前，人們認(rèn)為電動(dòng)機(jī)只能由昂貴的電池提供能量，因此只有有限的應(yīng)用，而現(xiàn)在方丹展示了電動(dòng)機(jī)可由直流發(fā)電機(jī)帶動(dòng)。此外，方丹首次演示了在機(jī)器上即使沒有通過低效的軸、傳送帶或傳動(dòng)繩連接的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，也能把能量從一處傳到另一處?，F(xiàn)在可以有這樣一個(gè)電力傳輸系統(tǒng)，使得人們能在方便的時(shí)候發(fā)電然后在需要的時(shí)候用電。

為了演示以電的形式傳輸能量，波西爾在他的格拉姆直流發(fā)電機(jī)上接了一個(gè)電池，以便把發(fā)電機(jī)當(dāng)電動(dòng)機(jī)來用。盡管可以把直流發(fā)電機(jī)當(dāng)電動(dòng)機(jī)用，然而需要仔細(xì)調(diào)節(jié)換向器電刷以防止出現(xiàn)火花。波西爾難以調(diào)節(jié)格拉姆直流發(fā)電機(jī)的電刷，特斯拉回憶道：“當(dāng)波西爾教授演示把這臺(tái)機(jī)器當(dāng)電動(dòng)機(jī)來用的時(shí)候，電刷出了麻煩，產(chǎn)生了嚴(yán)重的火花。我提出不用這些配件也可能可以操作電動(dòng)機(jī)。但他宣稱不可能做到，并讓我有幸就這一主題做了一個(gè)演講。而他對(duì)這一演講的評(píng)論是：‘特斯拉先生可能會(huì)大有可為，但這件事他肯定做不到。這件事當(dāng)中的情形就好比是把一個(gè)像重力那樣的穩(wěn)定的拉力轉(zhuǎn)換成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的力。而特斯拉的想法可是一個(gè)永動(dòng)機(jī)方案，是不可能實(shí)現(xiàn)的?！?sup>

盡管這位好教授波西爾的意圖可能是為了防止特斯拉的意見干擾其他學(xué)生理解電動(dòng)機(jī)如何工作，但他就著特斯拉的插話提出了一個(gè)更一般的觀點(diǎn)。19世紀(jì)的科學(xué)家和工程師們清楚地知道工業(yè)革命中用以驅(qū)動(dòng)機(jī)器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不是天然現(xiàn)成的。許多力（例如重力、磁力或電流）通常表現(xiàn)為線性力，這意味著它們是單一方向的推力或拉力。為確保從這些線性力中獲得想要的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，需要某種轉(zhuǎn)換設(shè)備。如果想了解這些轉(zhuǎn)換設(shè)備的例子，只需看一下水車如何轉(zhuǎn)化河流的線性流動(dòng)，或蒸汽機(jī)的曲柄和飛輪如何把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)波西爾來說，換向器是個(gè)轉(zhuǎn)換裝置，它把線性電流轉(zhuǎn)換成導(dǎo)致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的一系列交替脈沖。由于這些轉(zhuǎn)換設(shè)備總是在從線性運(yùn)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換中吸收了一些能量，因此特斯拉的想法（無換向器的電動(dòng)機(jī)）在波西爾看來違背自然規(guī)律，所以嘲弄地稱之為永動(dòng)機(jī)方案。

波西爾本想他的評(píng)論能抑止特斯拉的奇思怪想，沒想到卻激起了特斯拉的胸中猛虎。面對(duì)冒火花的電刷和波西爾的責(zé)難，特斯拉明顯感受到了挑戰(zhàn)。特斯拉后來回憶道：“本能在某種意義上超越了知識(shí)。毫無疑問，當(dāng)邏輯演繹或大腦的任何其他有意的努力徒勞無功的時(shí)候，我們擁有能使我們感知真理的某些更細(xì)的神經(jīng)纖維。有一段時(shí)間懾于教授的權(quán)威我動(dòng)搖過，不過我很快相信我是對(duì)的，并懷著初生牛犢的滿腔熱血與無限信心承擔(dān)了這個(gè)任務(wù)。”

在頭腦中設(shè)計(jì)交流電動(dòng)機(jī)

為了能承擔(dān)起建造無火花電動(dòng)機(jī)的挑戰(zhàn)，特斯拉放棄了成為教師的計(jì)劃，并于在約阿內(nèi)的第二年改學(xué)工程課程。就像19世紀(jì)70年代后期歐洲和美國工程學(xué)校的典型情況那樣，這個(gè)課程體系專注于土木工程而不是電氣工程。所以當(dāng)特斯拉在19世紀(jì)80年代后期首次向記者描述他的教育背景時(shí)，他聲稱自己在約阿內(nèi)是被培養(yǎng)為土木工程師。

盡管特斯拉的工程學(xué)習(xí)可能會(huì)促使他建造電動(dòng)機(jī)測試模型并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是他仍舊選擇在想象中研究這個(gè)問題：“我開始先在頭腦中想象一個(gè)直流機(jī)，開動(dòng)它并跟隨轉(zhuǎn)子中電流的流動(dòng)變化。然后我就想象一個(gè)交流發(fā)電機(jī)并以類似的方式研究其所發(fā)生的過程。接下來我就形象化地設(shè)想多個(gè)包含電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)并以各種方式操作它們。我看到的圖像對(duì)我來說是完全真實(shí)和切實(shí)存在的?！?sup>

我們在這里看到，特斯拉分兩步概念化了他的電動(dòng)機(jī)。首先，盡管他是從思考類似于格拉姆發(fā)電機(jī)的直流機(jī)入手的，然而他已決定其解決方案將涉及交流電。鑒于19世紀(jì)70年代后期多數(shù)用電所做的工作都使用直流電，我們可能會(huì)好奇，他為什么能做出從直流電到交流電的轉(zhuǎn)變。那時(shí)在巴黎，有兩個(gè)電氣技師，保羅·亞布洛奇科夫（Paul Jablochkoff）和迪厄多內(nèi)·弗朗索瓦·蘭?。―ieudonné Fran?ois Lontin），正在用交流電為同一個(gè)電路上的幾個(gè)弧光燈供電。不過，不太可能特斯拉作為格拉茨的一個(gè)學(xué)生曾聽說過他們的工作。