第五百八十三章 電的實驗

定海軍關於電力的研究,開始的一點都不晚,電力是蒸汽動力之後的動力,在出現之後,就以方便和轉換較高,取代了蒸汽動力,成爲了整個世界的主流,從19世紀末開始,一直到21世紀,電力也成爲了衡量一個國家實力的重要指標。

電並不是很困難的,電流本身就是自然界之中,可觀存在的,如果說劇烈的電流對撞,那就必須要說雷陣雨之中的閃電,無論是的條形閃電,還是球形閃電,這些到了21世紀,也沒有利用上。

在後世能源匱乏的時代,大量的雷陣雨之中的雷電的力量,白白的浪費掉,讓很多人很是眼熱,幾乎整個地球每秒鐘,都有100次閃電出現,每一次閃電之中蘊含的能量,相當於數百瓦,也就是說,每秒鐘,最少有數萬瓦的電能。

不過,閃電出現的地點不確定,而且每一次閃電時間太短,幾秒鐘的時間,閃電就完成了正負電荷的碰撞,最終把能量釋放出來,這種快速的不可控的能源,很難觀測,就算是到21世紀,整個世界,對於閃電的性質,也是一知半解,更別說北宋了。

趙信當然不會研究閃電的形成機理,可是日常生活之中,電所出現的地方,不知道多少,比如說,一個梳子,跟頭皮摩擦,就可以吸附細小的紙屑,比如說,穿在一些毛皮的衣服,在冬天乾燥的時候,就會產生靜電。

這些都是電在不同的條件下的表現形式,可以作爲,對電力研究的一部分,早在最初,到了大名府安頓下來,有了一些識字的士子之後,趙信就已經開始對他們進行了針對性的研究。

從靜電,到電流,再到產生電,對於整個世界電力發展來說,這會是一個較爲漫長的過程,可是實際上,趙信掌握的諮詢,直接無視各種的壁壘,從最開始,就解決了電產生的問題。

趙信是一個博士,是一個學文科的,研究歷史是他的專長,可是能夠從一個普通的鄉村,考上象徵着中國巔峰北大,中學的知識,相當的紮實,更別說,在上了北大之後,本科的四年,爲了補貼生活,他還做了大概4年的家教。

數理化,本身對於很多弱一點的學生來說,就是一個難點,這些也是趙信作爲家教的重點。

在中學物理之中,經典力學作爲物理的基本,當然是最重要的部分,可是作爲與日常結合的部分,電學也是其中的一個重要的部分。

發電簡單麼,如果單純指從無到有,那真的是簡單,中學起點的物理知識,就說明了電的產生過程,導體切割磁力線,產生電流,而電流之中蘊含的能量,可以通過各種的機器釋放出來,作用到各種的機器上面。

就這麼的簡單,是一箇中學就講到的基本原理,也是任何一個學過中學物理的人,都不會忘記的。

趙信甚至親自做過發電機的實驗,當然了,那是學校準備的小型的,簡陋的發電機,利用導體切割永磁鐵的磁力線,然後發出微弱的電流,在轉動的過程之中,給燈泡供應能量,讓燈泡亮起來。

整個中學實驗之中的,一個重點就是結果,無論是化學實驗,還是物理實驗,都會有一個直觀的結果,化學要求的是變色,產生不溶於溶液的固體,或者有聲光效果等較爲劇烈的反應,物理則表現在肉眼可以看到的結果,那些需要用工具,或者是試劑,來最終判斷的結果,那是更高層次的實驗纔會用到。

一個簡單的發電機,其中的材料,根本不難找到。

導體,幾乎一切的金屬都是導體,不同的是導電性的強弱,比如說鋁,銅,和銀,這些都是導體,也可以使用到發電機之中。

這三種金屬,鋁不用說了,在電解法之前,天然的鋁幾乎是不存在,但是銅和銀,就很多了。

在最初的時候,趙信就選擇了銀,銀的導電性能優良,後世之所以不大規模的運用,就是因爲它太過昂貴,每克都要幾塊錢,用於電線之上,還不是讓價格昂貴到無法承擔。

就算是高精尖的裝備之中,也多是用銀點幾個焊點,而不可能整個部件全部都用銀。

在銀有天然存在,並且可以很輕易的化合出來的前提下,趙信當然是用銀的,甚至奢侈到,不但是導體用銀,連導線都在用。

爲了培養幾個材料人才,定海軍就花掉了2500多萬貫,電力是比材料更加重要的領域,哪怕是起步,一兩百萬貫也沒有問題。

導體用了銀,磁力線就更加容易了,中國地大物博,各種礦物都有很多的產出,可是在鋼鐵這一項上面,整個中國沒有多少富鐵礦,不得已在21世紀,大量進口澳洲的鐵礦石。

可是如果說到磁鐵,中國可不是一般的多,幾乎大部分產鐵的礦山,都會產出磁鐵礦。

中國不但會用磁鐵礦來冶鐵,也會把他應用到中藥上面,他是一種天然礦物重要,會砸碎使用。

在材料學開啓的時候,趙信就通過遍佈在北宋各地的商隊,收集了大量各種礦產,其中就包括了一些天然磁石和磁鐵礦,在經過篩選之後,選擇磁力最強的,作爲製作發電機原料。

天然磁石,當然不如永磁鐵,磁力線的強度是不同數量級的,可是趙信目前,並沒有強行的製作發電機,只是一個驗證的過程。

有了導體,磁石,再加上導線之類的一定的佈置,電就是肯定可以產生的。

只不過,這樣的天然磁石和磁鐵,他們的磁力有限,通過切割磁力線的方法產生的電流,非常的微弱,別說是推動電動機工作,就算是照亮一個小小的燈泡,都有些困難。

可是再怎麼說的,電還是產生了,作爲物理學的一個重要的方面,作爲未來最重要的能源,哪怕是從無到有,趙信都會推動電學的開展,更別說,在中學的理論之中,電,也是一個重點。

無數物理學家,用了幾百年,逐步累積,甚至有人冒險在雷雨天放風箏,以找到電的一些特點,這些都被站在巨人肩膀上的趙信,給拿來了,這就是穿越者的優勢。

趙信除了驗證電流之外,也做了在中學物理實驗的另外一個實驗,那就是電池的實驗。

電的一個很重要的特點,那就是無法儲存,發出來的電,要麼浪費掉,要麼使用掉,沒有別的方法,或許有些電池能夠儲存,可是總量還是較小,21世紀的發展,更多是在電池的能量比上面,必須要有一定能量密度的電池,才由使用性。

趙信現在,當然不可能製作出那麼高性價比的,就算是他知道,電池的發展,從鉛酸電池,鎳鉻電池,鋰電池等,可是那些更高層面的電池,大部分都是化合物,連鋁合金都沒有太多進展的前提下,進入到鎳鉻合金,或者是鋰合金,那不是要命麼?

中學實驗之中的驗證過程,最初的伏特電池,就是一塊銀板和鋅板構成,把他們泡在鹽水之中,就可以了充電了,之後纔是鉛鋅電池,這纔是後世使用的比較多的。

鉛的毒性太大,在系統和防護都不過關的前提下,趙信不會貿然的進入到鉛鋅的領域,最初的伏特電池還是可以的。

北宋的白銀相對比較昂貴,可是實驗室之中,連百貫千貫都不放在眼裡之下,爲了電力研究,花費還是可以接受的。

伏特電池的出現,讓電能可以匯聚的,雖然伏特電池的電能很少,可是大量的製造,總的儲量還是不少的,然後把衆多的電池,並聯到一起,加上一些實驗,就可以進行一些電解的實驗的。

電解同加熱,蒸騰一樣,也是一種後世常用的反應方式,相對於加熱和蒸騰,電解可以作用的東西更多,很多都是之前很難以達到。

一些電解的化學實驗,也可以進行,最主要的就是電解鋁。

鋁合金,是僅次於鐵合金的第二大的合金領域,相對於鐵合金的沉重,鋁合金相對比較的輕,卻也擁有精鋼一般的性能,多用於對重量要求比較高的領域。

有了鋁,再加上一些微量元素,鋁合金誕生了,可惜最多也就是卡牌系統之中記錄。

或許,將來,在不鏽鋼完成從實驗室到工業化生產的轉變之後,用鋁合金代替不鏽鋼,生產定海幣,這會是鋁合金的一個重要的用途,可是在此之前,鋁合金還是放在實驗室之中,繼續的累積數據。

電解這個特定方法,很多沒辦法做的實驗也可以做了,比如說,電解各種的酸鹼水,或者是一些化合物的溶液,以生產出某種特殊的元素。

只不過,手搖發電機,發的電力有限,再加上電壓不高,必須要通過電池的並聯,才能夠進行某一次實驗,總體來說,效率並不是很高。

電力,註定是爲了以後的一種累積,甚至藉助着電力,電解鋁,完成了從鐵合金到鋁合金飛躍,可是在沒有辦法大規模的製造電力的條件下,電解鋁的產量註定不高。

到了21世紀,電解鋁也被稱之爲高耗能的產業,哪怕鋁價格不高,可是任何一個電解鋁廠,都是受到嚴格的控制,更別說現在,依靠簡陋的手搖式發電機的定海軍。

在蒸汽機都沒有弄好的時代,電力註定是淺嘗即止的。

有了電力,加上其他的一些方法,對於石油研究的深入,一部分的有機物,開始在定海軍的實驗室之中出現。

一些有機化合物,這些多是裂解石油之中得到,現在還在摸索的過程之中,很多時候,產生的成品,還是混在一起,如果不是卡牌系統的可怕,還分離不出來,在一般的研究之中,這種混在一起,精度不高的產物,是一種失敗,可是對於卡牌系統來說,這是極端的收穫。

在現在,整個定海軍,都是比較畸形的發展模式,一切的一切,都是依託着趙信和卡牌系統,如果沒有卡牌系統和趙信,不一定是打回原形,卻也會大大削弱。

鋼鐵廠,目前已經建成,也有熟練的工人,可是催化劑,確切的說,所有高效和高等的催化劑,基本上,都是由卡牌系統直接合成,天然效率不是太高,效果也不好。

鋁合金,高分子化合物這兩者,基本上,就是依靠卡牌系統了,這兩者,在後世,也不是什麼隨便的小廠和作坊能夠生產,鋁的生產,需要龐大的電解鋁工廠,在剛剛發現鋁的時候,鋁的價格甚至比黃金,比白金都要高的多。

連威風一時的拿破崙皇帝,在宮廷之中爲了彰顯奢華,還專門弄了一套的鋁製餐具,當時可沒有什麼鋁離子會對身體不好之說,也沒有想到,鋁會在之後氾濫成災,到了一兩百年之後,鋁鍋幾乎是家家都有,還因爲鋁離子的問題,備受鄙夷的,因爲是有害健康的。

高分子材料就更不用說了,這些基本上都是基於石化的項目,哪一個不是大投資,小規模的可以,成本太高,浪費太大,只有上大規模的,不是國家項目,也是省級項目。

趙信能夠用各種的方法,在實驗室之中,完成生產,已經算是不錯了,甚至想要分解出來,都很困難。

不管畸形不畸形的,趙信信奉一點,拿來主義,只要能夠得到,別管原理,你不用讓每一個使用者都通宵某一個機器之中的全部遠離,只要他能夠操作,能夠使用就可以了。

這個卡牌系統,哪怕是玩具,也是幾百年之後的一流玩具,其中蘊含的道理,別說他一個文科生,就算是高等學歷的專家,也未必明白。

把牛頓,愛因斯坦,這些科學巨匠,給他們弄一個蘋果7,他們能玩得轉麼的,這不是智力的問題,是科學發展還有時代演化的關係的。

趙信早已經放棄了去追蹤卡牌系統之中的遠離,他雖然知道,弄清楚其中的遠離,對於他來說,作用更大。

幾百年,技術領域的差距,不是輕易能夠磨平,或許這個東西,在未來,定海軍的科技水平,發展到某種高度的時候,會立項使用,這是久遠的未來,而不是現在。

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