第114章 电力的心脏:交流电与变压器(1 / 2)
咸阳工业新区,如今已是寸土寸金。
随着蒸汽机和发电机的普及,这里成了大秦的「心脏」。无数烟囱日夜吞吐着黑烟(虽然有除尘法,但还是黑),巨大的飞轮声震得地面都在抖。
但最近,新区的厂主们很烦恼。
「王祭酒!您得给评评理啊!」
大秦纺织厂的厂长(一位精明的巴蜀商人)正拉着王建国的袖子哭诉:「为了用上那个什麽『电灯』,我可是花了重金从少府拉了电线过来。结果呢?这灯还没萤火虫亮!女工们晚上纺纱,把眼睛都快熬瞎了!」
王建国看着头顶那盏昏黄发红的碳丝灯泡,无奈地叹了口气。
「距离太远了。」王建国解释道,「你的厂子离发电厂足足有五里地。直流电(DC)在路上『漏』光了。」
「漏了?」厂长瞪大了眼睛,四处张望电线,「没看见破口啊!是不是有人偷电?」
「不是被人偷了,是被『电阻』吃了。」王建国耐心地科普(虽然对方听不懂),「现在的直流电,电压只有110伏。就像是用水管送水,水压太低,管子太长,流到你这里就剩下几滴了。要想灯亮,要麽你在厂门口自己建个发电厂,要麽……」
「要麽什麽?」
「要麽用大腿粗的铜线来输电。」
厂长脸都绿了:「大腿粗?那得多少铜?把我卖了也不够啊!」
这就是大秦电力发展遇到的瓶颈——直流电的短腿魔咒。
因为电压无法改变,为了减少损耗,工厂只能死死地围在发电厂旁边。稍微远一点,电压降就大得惊人。这导致咸阳的工业布局极其畸形:发电厂周围拥挤不堪,地价上天;而五里之外,虽然地皮便宜,但没电可用,一片荒芜。
「必须解决这个问题。」
在第二天的大秦皇家科学院例会上,王建国严肃地敲着黑板。
「我们要把电送得更远,送到阿房宫,送到骊山,甚至送到函谷关。我们就需要一种能把电压『顶』上去,到了地方再『压』下来的技术。」
「我们要搞——交流电(AC)。」
然而,改革从来不是一帆风顺的。
在大秦科学院内部,爆发了一场激烈的「路线之争」。
反对派的领头人,是墨家的一位资深长老,名叫墨矩。他是个典型的经验主义者,也是直流电的忠实拥趸。
「荒谬!简直是拿人命开玩笑!」
墨矩指着王建国画出的正弦波图,胡子气得乱颤:「直流电就像是黄河水,奔流到海不复回,平稳,顺滑!你这个什麽『交流电』,一会儿往东流,一会儿往西流,一秒钟变向五十次!这是抽羊角风吗?」
「而且!」墨矩提高了嗓门,「你要把电压升到几千伏?几万伏?你是嫌现在的110伏电不死人吗?那是天雷的威力!一旦漏电,方圆十步之内人畜不留!你是想把大秦变成焦土吗?」
王建国推了推眼镜,淡定地反驳:「墨老,电压高确实危险,但只有高压才能降低电流,减少损耗。这是物理铁律(P=I2R)。至于安全问题,我们可以绝缘,可以架高。」
「我不听这些鬼画符!」墨矩也是个倔老头,「我只信眼见为实。直流电用了两年了,除了赵高被电过几次,还没出过人命。你那个交流电,听着就像是用来行刑的!」
就在双方僵持不下时,大秦的「最高裁判」——嬴政到了。
嬴政穿着便服,手里盘着两颗绝缘橡胶球(赵高特供),饶有兴致地听着两派的争吵。
「都有道理。」嬴政坐定后,淡淡地说道,「墨矩求稳,王建国求远。朕的大秦,既要稳,也要远。」
他看向王建国:「你说那个交流电能送很远,怎麽送?总不能真像你说的那样,造个几万伏的发电机吧?那还不把朕的皇宫给炸了?」
「陛下圣明。」王建国拿出一张新图纸,眼中闪烁着光芒,「我们不需要造高压发电机。我们只需要一个中间件,一个能把电压像面团一样随意揉捏的神器。」
「它叫——变压器。」
变压器的原理并不复杂(电磁感应),但制造起来却是个精细活。
最核心的部件,是铁芯。
为了防止涡流损耗(铁芯自己发热),不能用整块铁疙瘩,必须用绝缘的薄铁片叠起来。
于是,倒霉的赵高又接到了新任务。
少府的作坊里。
赵高看着面前堆积如山的矽钢片(其实是含矽的熟铁片,王建国特意让炼钢厂调的配方),感觉自己的手已经在抽筋了。
「涂!给杂家涂匀了!」
赵高拿着一把刷子,蘸着一种散发着怪味的清漆(天然树脂加酒精调配),一片一片地给铁片刷绝缘层。
「令君,这得刷多少片啊?」小太监哭丧着脸问。
「王祭酒说了,要叠成『千层饼』。」赵高咬牙切齿,「少一片都不行!说是会有什麽『涡流』,会把机器烧红了!」
刷完漆,还得绕线圈。
初级线圈(输入端)匝数少,用粗铜线;次级线圈(输出端)匝数多,用细铜线。
「这道理杂家懂。」赵高一边绕线一边自我安慰,「就像是陛下说话,金口玉言,字数少,但分量重(高压);传到下面,县令就要废话连篇地解释(低压,大电流)。这叫……皇权下乡?」
经过半个月的奋战,大秦第一台油浸式变压器终于诞生了。
它长得像个黑乎乎的大铁箱子,里面灌满了绝缘油(经过脱水处理的菜籽油,虽然王建国想用矿物油,但暂时还没提炼好)。
通电测试的那一刻。
「嗡——————」
铁箱子发出了一种低沉丶持续丶令人心慌的震动声。
「炸了!要炸了!」墨矩吓得跳了起来,护着徒弟往后退。
赵高更是直接钻到了桌子底下,只露个屁股在外面:「护驾!护驾!这怪物在低吼!」
王建国却一脸陶醉地把耳朵贴在铁箱子上(当然是绝缘外壳),仿佛在听情人的心跳。
「听啊。」王建国赞叹道,「这是50赫兹的交流声。这是电力的心跳。只要它在响,能量就在流动。」
他转头看向从桌底探出头的赵高:「老赵,出来吧。它不会炸,它只是在干活。」
为了彻底说服反对派,嬴政下令在渭水南岸举行一次公开的「输电对决」。
规则很简单:
在渭水北岸的发电厂,同时引出两条线路。一条是直流电(墨矩组),一条是交流电(王建国组)。
输电距离:十里(约5公里)。
终点:渭水南岸的皇家猎场。那里竖着两盏巨大的探照灯。
谁能把灯点得更亮,谁就赢。
比赛当天,猎场人山人海。文武百官丶外国使节丶甚至咸阳城的百姓都跑来看热闹。
墨矩信心满满。他为了这次比赛,特意加粗了导线,用上了手臂粗的铜棒。
「虽然费铜,但稳!」墨矩抚摸着他的直流线路,「我的电,实实在在!」
而王建国这边,电线细得像筷子。但在电线的两端,各蹲着一个黑乎乎的「嗡嗡怪」(变压器)。
「升压变压器,将110伏升至3300伏。」王建国指挥若定,「输电电流减小30倍,损耗减小900倍。到了终点,再用降压变压器变回110伏。」
「开始!」嬴政一声令下。
北岸的总闸合上。
「嗡————」
王建国这边的变压器开始欢快地歌唱。
而在十里之外的南岸猎场。
众人屏住呼吸,盯着那两盏探照灯。
几秒钟后。
左边(直流电)的灯丝慢慢红了。它努力地亮着,但光芒暗淡如豆,像个垂死的老人,勉强能照亮灯下的一小块草地。
右边(交流电)的灯,突然爆闪!
「滋——啪!」
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