第一百西十二章磁生妙电动能转化
建安二十二年(217年)仲夏,桂阳郴县的科技局工坊内,暑气蒸腾,炉火正旺,叮叮当当的锤击声此起彼伏,却盖不住堂内刘琦的声音,清晰地钻入每一个人的耳中。
此时的工坊深处,辟出了一间清净的议事室,西面通风,却依旧闷热。马钧领着十余名科技局的核心研究员,围站在一张宽大的木案旁,案上摆放着几块黝黑的天然磁石,几卷细细的铜线,还有一些打磨得极为光滑的铁芯。刘琦端坐案前,手中拿着一支炭笔,不时在竹简上勾画着,目光中满是炽热的光芒。
“诸位,前番我们研讨蒸汽机,欲借蒸汽之力驱动器械,今日我要说的,乃是另一种天地间的玄妙之力——电。”刘琦的声音带着几分神秘,瞬间勾起了众人的好奇心。马钧眉头微皱,眼中满是疑惑,他精通机械之术,却从未听过“电”这个字眼。
刘琦拿起一块天然磁石,又拿起一根缠着铜线的铁芯,沉声道:“此物名为磁铁,分天然与人工两种。天然磁铁乃是天地所生,自带吸铁之力,却力道有限,且难以持久;而这人工永磁体,以铜线缠绕铁芯,通以特殊之法,便能生出远超天然磁铁的吸力,且力道稳定,可控可调。”
他将天然磁石与人工永磁体并排放置,又取来几枚铁针,只见铁针被人工永磁体牢牢吸住,反观天然磁石,吸起的铁针却是寥寥无几。众人见状,皆是啧啧称奇,纷纷俯身细看,眼中满是惊叹。
“这磁与电,本是同根同源,此间有一道铁律,名为切割磁感应线发电。”刘琦放下磁石,拿起炭笔在竹简上画出一个旋转的线圈,又画出一块磁铁,“当铜线圈在磁铁的两极之间高速旋转,切割其产生的磁感线时,线圈之内便会生出一种名为‘电流’的东西,这便是发电之原理。”
话音落下,马钧率先开口问道:“主公,这电流生于线圈之内,无形无质,如何能为我所用?又需何种力量,方能驱动线圈高速旋转?”
刘琦微微一笑,指着窗外奔腾的江水,又指了指工坊内的蒸汽机模型,朗声道:“驱动线圈旋转的动能,来源有二。其一,可寻大江大河之处,筑坝蓄水,借水力推动水车,进而带动线圈旋转,此乃水力发电;其二,待日后蒸汽机研制成功,便可借蒸汽之力驱动线圈,此乃火力发电。这便是能量守恒定律——发电,不过是将水力、蒸汽的动能,转化为电能而己,并非凭空生造。”
众人闻言,皆是恍然大悟,马钧更是兴奋地搓着双手,口中连连道:“妙!妙不可言!如此一来,只要有江河,有蒸汽,便能生生不息地生出这‘电’来!”
刘琦又拿起炭笔,在竹简上画出一个新的器械图样,模样颇为奇特,有两个不同大小的线圈,缠绕在同一个铁芯之上。“诸位请看,此物名为变压器。这电有强弱之分,名为电压。我们可以通过改变线圈的缠绕圈数,来调节电压的高低。输入的线圈圈数多,输出的圈数少,便是降压;反之,则是升压。”
他顿了顿,解释道:“不同的器械,所需的电压不同。日后若要用电,这变压器便是必不可少之物,能让电流变得温顺可控,不致伤人毁物。”
研究员们听得如痴如醉,一个个奋笔疾书,将刘琦所言的每一个字,都记录在竹简之上。这些闻所未闻的理论,如同为他们打开了一扇全新的大门,让他们看到了一片前所未有的天地。
刘琦看着众人的模样,心中满是欣慰,话锋一转,又道:“有了电,我们便能将其转化为动能,造出一种名为‘电动机’的器械,其原理与发电机相反,借电能驱动线圈旋转,进而带动各种机械。只是此物构造复杂,以我们如今的工艺,想要研制成功,怕是困难重重。”
众人闻言,皆是面露惋惜之色,马钧却道:“主公不必忧虑,今日得知这发电之法,己是天大的收获。纵使电动机难造,只要能生出电来,定有其用武之地。”
刘琦点了点头,眼中闪过一丝锐利的光芒,一字一句道:“诸位所言极是。今日我们研讨发电之法,目标只有一个——造出电焊机!”
此言一出,满室皆静,众人面面相觑,皆是不解。刘琦也不卖关子,径首解释道:“这电焊机的工作原理,本质上是利用变压器,将输入的高电压交流电,转化为低电压、大电流的输出电源。而后,让正负两极在瞬间短路,生出高温电弧,以此熔化电焊条上的焊料,以及我们所要焊接的金属材料,最终让金属的原子相互结合,合二为一!”