促進人類科技進步的初始動力,除卻源於戰爭需求,實則休閒娛樂乃至犯懶也能激發人們的靈感,促使他們想要去製作出些新奇的事物。
劉徹雖是學理工出身的,然論及創新能力,着實缺乏得緊,對此他還是頗有自知之明的,好在腦子裡裝着個大書庫,承載這人類數千年的智慧集合,照搬就是了,談不上甚麼剽竊,更不用顧忌有甚麼“專利權”。
大漢朝局穩定,他這皇帝近來閒得慌,索性就想搗鼓出發電機,按理說,大漢現今連基礎工業化能搞好,着實沒必要好高騖遠的去奢求甚麼電力工業化。
歐洲科學家早在十八世紀就已對直流電進行研究,然因以直流電壓輸出電動勢的手搖發電機輸出功率小,且不穩定,遠距離傳輸損耗太大,實用價值確實不高。
隨着蒸汽輪機的廣泛應用,替代了手搖和腳踏,加上交流電的發現,電力工業才真正步入了發展的快車道。
電力初期應用自然是照明,然現下大漢尚不可能搞出合格的電燈,主要是燈絲的昇華問題解決不了,用鎢絲是肯定能點亮的,但若非在近似真空或充滿惰性氣體的密封燈泡內,鎢絲很快就會熔斷了。
劉徹倒也沒太在意,之所以想提前弄個簡易的直流發電機,無非是讓清河王劉乘及帝國科學院的格物博士們對“甚麼是電”有個基本認識,否則許多理工教材往往教他們看得滿頭霧水。
總不能讓他們學着富蘭克林,雷雨天去放風箏,俄國電學家利赫曼曾想親自驗證富蘭克林的風箏實驗……他被雷電劈死了。
清河王劉乘聞得皇帝兄長要搗鼓發電機,不禁欣喜興奮,他自幼聽皇兄替到那些電燈電報甚麼的,頗是好奇嚮往,奈何皇兄國政繁忙,鮮少有閒暇動手去製作新玩意,而他自身又只能從書籍中讀到些皮毛,頂多知其然不知其所以然。
早期直流發電機的構造並不複雜,甚或說大多數發電機的構造都是頗爲簡單的,甚麼火電站,水電站乃至核電站,不同之處只是驅動能的不同,跟發電機本身的構造沒有太大關係。
稍微粗淺的比較,電動機和發電機的能量轉化相反,兩者“主體”結構頗爲類似,即楞次的電機可逆原理,此處先略過不提,免得解釋不清又要擡槓了。
劉徹好歹有碩士學位,不可能從最早期的“法拉利圓盤”做起,而是直接採用電樞線圈,在“轉子”上纏繞閉合線圈以切割磁感線,結構類似“玩具小馬達”的轉芯直流發電機。
嗯……感覺甚是高大上,實則頗爲簡單,約莫後世高中物理實驗的水準吧。
磁石不難弄,帝國科學院的格物研究所近年爲水師不斷改進羅盤和指南針,便用到大量天然磁石,對其磁性陰極陽極也已形成基本概念,只是限於冶煉工藝限制,具備強磁性的人造磁鐵還有待鑽研。(電流勵磁的永磁發電機就先不討論,跨度太大了。)
線圈繞組也不難,漢代冶金工藝再差,銅線還是拉得出的,雖說比較粗,直徑不均勻,但用絕緣性還不錯的桐油浸過後,繞到轉軸上,還是能用的。
劉徹弄這直流發電機有些消磨時光的意思,故也不沒太過假手他人,就讓少府諸冶監依照圖紙弄出了外殼,定子,轉子等金屬配件,再弄幾卷細銅絲,剩下繞線和傳動機構甚麼的皆是他親自動手製作的。
每日下得早朝,批閱完奏章,他便是回椒房殿開始搗鼓,皇子劉沐還道父皇又要給他弄甚麼新奇玩具,總是咧着嘴蹲在一旁咯咯傻樂。
小劉沐雖已拜過蒙師,然因才虛年四歲,不可能整日都就學,尤是習練射御之術尚嫌太早,也就他的四個伴讀要上武課,他則仍是揮那大寶劍就好了。
漢代官員每五日可休沐一日,宮邸蒙館自也如此,故除卻兩門武課,君子六藝中的禮,樂,書,數,各授半日晨課,下午休息,晚上自行用於溫故知新,也可用來練武。
所以皇子殿下也很閒,已然摒棄了撒尿和泥的壞習慣,也厭倦了在暖玉池裡狗刨,近日正往上樹掏鳥的方向發展。
過往光是小劉沐就鬧得宮裡雞飛狗跳,如今設了宮邸蒙館,四位貴胄子弟入宮伴讀,或者可說是陪玩,那可真真折騰死宮人們了。
四位伴讀習罷晨課,通常會在宮裡用過午膳,小憩過後再陪小劉沐玩耍,待得暮鼓響起方纔出宮回府,近日因劉沐總屁顛屁顛的跟在他那皇帝老爹後頭打轉,故而四位伴讀多在午後練習騎馬。
畢竟他們中最小的劉典和蘇武都已虛年六歲,該練習騎術了,哪怕只是坐上小馬駒讓馬伕拉着走幾圈也好,張篤早已學了年餘,李陵更是已能縱馬彎弓了。
他們的課業自是比小劉沐要重得多,文課和武課的蒙師皆要求嚴格,確實是用心教導的。
內宰們見得皇子殿下傻呵呵的蹲着看陛下做事,終是得以輕省數日,感動得幾欲涕淚橫流啊。
然而好景不長,皇帝陛下手腳利落,且繞線和安裝進展的破事順利,蓋因少府匠師們早已熟識設計圖紙的形制,對公差之類的數據皆是明瞭,打造出的配件多是嚴絲合縫的,沒出甚麼紕漏。
不算前期設計和諸冶監打造金屬配件花去的時間,劉徹親手安裝製造的直流發電機只用了七八日的光景,且還不是手搖發電機,而是腳踏發電機。
以類似踩腳踏車的方式,用腳踏輪帶動轉軸,轉動速度自比手搖更快,功率更大更穩定。
劉徹製作成功後,自要試試效果,現今大漢可沒電壓計甚麼的,最直觀的就是親身“觸電”。通過人體的最低安全電流約爲十毫安,然只需有一毫安的電流通過人體,就會有感覺的。
劉徹雖沒辦法測量這直流發電機的功率,但照他的推估,就算讓個壯漢玩命蹬那轉輪,撐死五十瓦,也就夠點個燈泡。
不過若是觸電,也是夠嗆的,劉徹只是急着試試是否真能發電,沒想自找罪受,故也沒敢讓皇后阿嬌那不靠譜的悍婦來蹬。
好在這臺直流發電機頗爲小巧,劉徹索性弄個小杌凳,將自家傻兒子抱上去坐着,讓他拽緊把手,蹬那踏板試試。
嘎~~
小劉沐起初有些愣怔,待得劉徹將他的雙腿放到踏板上,稍稍用力引着他蹬了數圈,他就曉得這“玩具”該如何玩了。
他已虛年四歲,論週歲也有三歲半了,身長已逼近五尺,估摸着有後世的一米左右,且長得頗爲壯實,總之太皇太后是實在抱不動他了。
依着他的體格,蹬這稍顯小巧的腳踏輪剛剛好,且不至太快,劉徹也更放心去“觸電”。
劉徹倒非因仁厚而不讓旁人代勞,只是他覺着親自感受更有利於估算電流強度,反正電流也強不到哪去。
劉徹見自家傻兒子蹬得稍微順溜了,便是兩手抓起那兩根用來輸出電流的銅線,沒覺着有甚麼感覺,微是皺眉道:“再快些!”
小劉沐已能聽懂他的意思,腳下加快了幾分,然因速度較快,本是打着圈轉的,不時成了往前踹,反倒轉轉停停。
劉徹不禁哭笑不得,想想就算了,放下銅線,舉步近前要將這莽頭莽腦的傻兒子抱下來。
小劉沐見狀卻是急眼了,他尚未玩過癮,只道皇帝老爹不讓他再玩,硬是拽着前頭的把手不放。
皇子殿下就是這般霸道,年歲愈大,佔有慾便愈強,甚麼好玩意都得自個霸着,雖是不時讓四位伴讀陪他玩,但真正的“好寶貝”還是自個收得嚴嚴實實的,譬如他那柄大寶劍以及從皇帝老爹寢殿搜刮去的十餘艘“船模”。
“行,你蹬,玩命的蹬!”
劉徹也拿他沒辦法,只得無奈的搖着頭,又抓起那兩根銅線,抱着僥倖心理試試。
小劉沐雖傳承了阿嬌的莽性,但腦子卻不笨,已然瞧出皇帝老爹是因他踩得慢了,纔想“搶”他的寶貝,故而更是賣力的蹬得飛起,使得木質的腳踏輪發出嘎吱嘎吱的響聲,貌似離散架也不遠了。
劉徹倒是沒多注意,蓋因他已感到微微的刺麻感,雖是時有時無,但卻真真切切的感受到了細微電流。
要驗證是否錯覺很簡單,將兩根銅線輕觸即可。
噼啪~~
火星雖是轉瞬即逝,卻被劉徹瞧在眼裡。
星星之火,可以燎原,如此微弱的電流雖幾不可察,卻是大漢科技進步的重要里程碑啊。
雖說大漢現今連基礎工業化尚遠未完成,還要腳踏實地的循序漸進,但並不妨礙帝國科學院的格物博士們提早研究電學,預先進行電力工業化的技術儲備,後世歐洲科學家也是經過百餘年的漫長積澱,方得以厚積薄發。
一代實際應用,二代研發儲備,三代遠景規劃,唯有維持此等架構,科技才能不斷進步,避免出現長時間的技術斷層。
若待用到時,方是急吼吼的去研究,必定是要空耗歲月的。