装置做成的时候,已经是深夜了。窗外的月光洒进来,小院里静悄悄的。任弋搓了搓冻僵的手,哈了口气,深吸一口气,握紧手柄,慢慢摇了起来。
线圈飞速转动,发出轻微的嗡嗡声。他屏住呼吸,把引线的两端轻轻放在舌尖——
毫无感觉。
任弋皱起眉头,松开手柄,仔细检查起装置来。磁石的磁性不够强,线圈的匝数太少,铜丝的纯度太低、电阻太大。
电流微弱到几乎可以忽略不计,自然没什么感觉。
他不死心。失败一次算什么,在现代做实验的时候,哪次不是失败好多次才成功的。
接下来的十天,他重新进山,挑了好多块磁性更强的磁石,把它们拼接在一起,用来增强磁场;又找到铁匠,让他改进拉丝工艺,一遍遍尝试,终于拉出了更细、更均匀的铜丝;他还把线圈的匝数从几十匝增加到几百匝,一圈圈绕得整整齐齐;最后,用砂纸反复打磨铜丝表面,把上面的氧化层都去掉,减少电阻。
第十三日晚,夜色深沉,只有小院里的油灯亮着。任弋再次握紧手柄,深吸一口气,快速摇了起来。
当引线触及舌尖的刹那,一股微弱的麻意传来,顺着舌尖慢慢蔓延至全身,酥酥麻麻的,很轻微,却异常清晰。
“成了!”任弋差点跳起来,声音里满是兴奋,连手都有些发抖,“有电流了!真的有电流了!”
他反复摇动手柄,一次次感受那缕微弱的麻意,眼底满是光亮,连疲惫都忘了。这是他在这个时代,第一次真正造出电——虽微弱如丝,却足以证明,这条路是走得通的。
但他也清楚,这只是一个开始。这么微弱的感应电流,什么都带不动,连一盏小灯都亮不了,还得解决储存和放大的问题。
任弋再次打开“人类图书馆”,手指在屏幕上滑动,仔细查找电容器和变压器的资料,一点点记在心里,又画在纸上。
又过了七天,他开始研究电容器。最简单的电容器,就是由两个导体和中间的电介质组成的,原理不算复杂,可在这个时代,找合适的材料却不容易。
他找来铜片,用剪刀小心翼翼地裁剪成相同大小的两块,又翻出家里干燥的丝绸,夹在两块铜片中间,用绳子紧紧固定好,再把铜片与线圈的引线连接起来。一个简易的电容器,就这么做好了。
他再次摇动手柄,看着电容器慢慢储存电荷,心里既紧张又期待。随后,他把一根细铜丝接在电容器两端,只见铜丝末端泛起一丝微弱的电火花,虽只持续了一瞬,却像一束光,照亮了他的希望。
接下来的半个月,任弋一边改进电容器——把铜片的面积增大,换用绝缘更好的干燥陶瓷做电介质,让它能储存更多的电荷;一边研究变压器,几乎把所有的时间都投入了进去。
变压器的核心是铁芯和线圈,铁芯需要用薄铁片叠加而成,线圈则需要两组不同匝数的铜线——一组初级接电源,一组次级输出放大后的电流。
难题接踵而至。薄铁片需要反复锤炼、打磨,才能做得足够薄、足够平整;两组线圈的匝数比例很难把控,多一匝少一匝,效果都会天差地别;线圈的绝缘处理更是关键,稍有不慎,就会短路,之前所有的努力都白费。
任弋一次次摸索、调整,白天泡在铁匠铺,和铁匠一起锤炼铁片、制作线圈;晚上回到小院,在油灯下反复试验,手上磨出了水泡,破了又长,长了又破,他也毫不在意,只是随手缠上布条,继续忙活。
一个月后,简易变压器终于完成了。任弋小心翼翼地将手摇发电机、电容器和变压器连接好,深吸一口气,摇动手柄。
这一次,次级线圈输出的电流明显增强了,细铜丝末端不仅泛起了电火花,还持续了好几秒,亮度也比之前亮了不少。
可他很快又冷静了下来。手摇发电的效率太低了,只能产生微弱的电流,远远不能满足实际使用,别说点灯了,就连带动一个小小的风扇都做不到。
这时,他想起了最初的设想——水力发电。村边有条小河,水流平缓,水位差也适中,正好适合建一个简易的水力发电机,用水流来带动装置转动,替代手摇,既能节省力气,又能提高发电效率。
接下来的一个月,任弋全身心投入到水力发电机的设计中。他结合之前改进水力织机的原理,一点点画图纸,设计了一个简易的水轮,用水流冲击轮叶,带动水轮转动,再通过齿轮传动,带动发电机的线圈转动。
他还亲自去河边勘察地形,踩着泥泞,在河边转来转去,确定水轮的安装位置,测算水流的速度,生怕出一点差错。之后,他找来木工和铁匠,一起制作水轮、齿轮和发电机支架,分工合作,忙得热火朝天。
水轮的制作并不顺利。起初,叶片的角度不对,水流根本带不动水轮,就算水流再大,水轮也只是微微晃动;后来,换了材质,可又不够坚固,转动的时候容易松动,甚至差点散架。
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