當然真正意義上的電池,是另一個時空中伏特發明的伏打電堆,也就是電池組。
他將銀板和鋅板疊合在一起,中間以含有鹽水的濕布間隔,就這樣三片一組為一個單元,便產生了可以控製和儲存的電流。
雖然單一單元產生的電壓很低,但他通過後續實驗發現,隻要按順序堆疊單元,就可以明顯增強電流。大概六個單元串在一起,就能產生4伏的電壓。這點電壓在後世不算什麽,幾個小電池串起來就能辦到,然而卻已經可以為電學實驗,提供足夠的電能了。
中學物理知識告訴我們,伏特雖然發明了電池,並得到了電壓的命名權。但是他對發電原理的認識是錯誤的,並非兩種金屬接觸就能發電。實際上是金屬與鹽水發生了化學反應,這個過程中釋放了電子。所以直接把鋅棒和銀棒插入電解液中效果會好得多。
趙昊最初是打算讓張鑒他們用這種改進過的罐式伏打電池來供電的。他想當然的認為,電壓低無非多串聯十幾二十個單元就是了,總能達到要求的。
但團隊在實際應用中發現,伏打電池的發電量的遠遠達不到理論值,而且電池電壓會逐漸減小,直到徹底報廢。
經過研究,徐光啟發現,電池運行過程中,會在銀棒上聚集很多氣泡,隨著反應不斷進行,氣泡越來越多,電池則同步失去放電能力。
他便推測是這些氣泡阻礙了液體中的電荷擴散,讓電池失效。他收集這些氣泡研究發現,居然是氫氣。這下就更不敢再用這種電池了。
那麽多電池一起工作,萬一要是通風沒做好,放出的氫氣積少成多,火花發電機打個火花,直接全員火化……
後來他想出的解決方法是,將兩根金屬棒分別插在不同的電解液中,並用另一種電解液來解決鋅反應時產生的氫氣。
經過反覆實驗,徐光啟發明了一種雙液電池。這種電池有圓柱形的陶瓷外殼,內有一個小一號的圓柱狀中空玻璃筒,筒底以豬膀胱膜紮緊。
他在內膽中注入硫酸銅溶液,插入銅棒,在外膽中注入硫酸鋅溶液,插入鋅棒。兩種電解液通過豬膀胱這種天然的半透膜相連接。
這種電池非但解決了伏打電池電壓容易下降的問題,而且還能充電,可以反覆使用,所以它還是一種蓄電池。可謂大大的改進,趙昊欣然將其命名為『光啟電池』!
這次試驗的電力,就是由八罐串聯在一起的光啟電池提供。
……
第三個是升壓線圈,這個簡單,就是纏線圈嘛。趙公子念書的時候就纏過,對這一步還是很有自信的。初級線圈的圈數很少,纏上二十圈膠皮電線就夠了。次級線圈導線要盡量的細,這樣能多纏幾圈。
根據電磁感應的原理,理論上兩者圈數的倍數,就是電壓增幅的倍數。大概纏它個……兩萬圈就夠了。結果他當然半途而廢,後來研究所用了足足三年,才生產出足夠細的膠皮電線。
第四個就是儲存高壓電的電容了。
這一步現成的,因為在科普展覽館中大出風頭的萊頓瓶,就是雖然原始但效果很好的高壓電容。
徐光啟還設計出一種以堆疊油紙和錫箔,再用石蠟密封的油浸紙介電容器,但還在改進中。這次為了萬無一失,所以用的還是萊頓瓶。
第五個是火花隙,這個更簡單——就是兩個相距僅幾厘米的小銅球。徐光啟又給其中一個小球加了滑道,通過轉動一旁的木質螺栓,可以改變銅球間距,從而改變發射功率。
至於第六個天線……比火花隙還簡單,更沒啥好說的了。就越長越好使唄。
第七個地線,弄跟導線綁上塊銅板,往地上一埋,搞掂。
趙昊一直覺著,七個部件自己搞掂了五個,已經可以稱得上無線電之父了。
但他看到除了這七件套之外,桌上還有個裝置——兩道盤成蚊香似的螺旋狀銅條,安裝在個絕緣的木軸上。一盤蚊香上接著天線和底線,另一盤則與電容和火花隙相連。
這由徐光啟加上的第八個部件,是一個可調電感器,可以讓電磁波頻率固定在某一個值,以實現通訊的保密性與選擇性。這是趙昊之前壓根沒想到的。
趙公子憑良心掂量一番,還是將無線電之父的頭銜,讓給了徐光啟。
那自己就是無線電的爺爺了,也不錯嘛……
第十五章 仙石傳音
至於接收無線電就容易多了,一具不需要使用電源的礦石收音機便能搞掂。
它要比波波夫、馬可尼用的礦粉檢波器靈敏得多,但製造工藝更簡單,是直接用天然礦石做成的。其中最優選就是西山島上盛產的黃鐵礦晶體。這種金屬氧化物是天然的半導體。
當然,在道法研究所中,這種漂亮的黃鐵礦晶體,被稱為……傳音仙石。
使用時,通過一根金屬探針接觸礦石。調整探針在礦石上接觸點的位置,就可以找到有半導體效應的接觸點。利用該點的半導體效應,就可以拾取空氣中的無線電波了。
除了礦石檢波器外,製造礦石收音機所需的天線、地線、線圈、電容器,都是研究團隊已經擁有的技術。
唯獨需要解決的,就是如何觀測收到的無線電信號。團隊起先的設計是利用電生磁,磁吸引細小金屬針擺動的原理,由收報員通過觀察錶針的擺動記錄電報。
他將銀板和鋅板疊合在一起,中間以含有鹽水的濕布間隔,就這樣三片一組為一個單元,便產生了可以控製和儲存的電流。
雖然單一單元產生的電壓很低,但他通過後續實驗發現,隻要按順序堆疊單元,就可以明顯增強電流。大概六個單元串在一起,就能產生4伏的電壓。這點電壓在後世不算什麽,幾個小電池串起來就能辦到,然而卻已經可以為電學實驗,提供足夠的電能了。
中學物理知識告訴我們,伏特雖然發明了電池,並得到了電壓的命名權。但是他對發電原理的認識是錯誤的,並非兩種金屬接觸就能發電。實際上是金屬與鹽水發生了化學反應,這個過程中釋放了電子。所以直接把鋅棒和銀棒插入電解液中效果會好得多。
趙昊最初是打算讓張鑒他們用這種改進過的罐式伏打電池來供電的。他想當然的認為,電壓低無非多串聯十幾二十個單元就是了,總能達到要求的。
但團隊在實際應用中發現,伏打電池的發電量的遠遠達不到理論值,而且電池電壓會逐漸減小,直到徹底報廢。
經過研究,徐光啟發現,電池運行過程中,會在銀棒上聚集很多氣泡,隨著反應不斷進行,氣泡越來越多,電池則同步失去放電能力。
他便推測是這些氣泡阻礙了液體中的電荷擴散,讓電池失效。他收集這些氣泡研究發現,居然是氫氣。這下就更不敢再用這種電池了。
那麽多電池一起工作,萬一要是通風沒做好,放出的氫氣積少成多,火花發電機打個火花,直接全員火化……
後來他想出的解決方法是,將兩根金屬棒分別插在不同的電解液中,並用另一種電解液來解決鋅反應時產生的氫氣。
經過反覆實驗,徐光啟發明了一種雙液電池。這種電池有圓柱形的陶瓷外殼,內有一個小一號的圓柱狀中空玻璃筒,筒底以豬膀胱膜紮緊。
他在內膽中注入硫酸銅溶液,插入銅棒,在外膽中注入硫酸鋅溶液,插入鋅棒。兩種電解液通過豬膀胱這種天然的半透膜相連接。
這種電池非但解決了伏打電池電壓容易下降的問題,而且還能充電,可以反覆使用,所以它還是一種蓄電池。可謂大大的改進,趙昊欣然將其命名為『光啟電池』!
這次試驗的電力,就是由八罐串聯在一起的光啟電池提供。
……
第三個是升壓線圈,這個簡單,就是纏線圈嘛。趙公子念書的時候就纏過,對這一步還是很有自信的。初級線圈的圈數很少,纏上二十圈膠皮電線就夠了。次級線圈導線要盡量的細,這樣能多纏幾圈。
根據電磁感應的原理,理論上兩者圈數的倍數,就是電壓增幅的倍數。大概纏它個……兩萬圈就夠了。結果他當然半途而廢,後來研究所用了足足三年,才生產出足夠細的膠皮電線。
第四個就是儲存高壓電的電容了。
這一步現成的,因為在科普展覽館中大出風頭的萊頓瓶,就是雖然原始但效果很好的高壓電容。
徐光啟還設計出一種以堆疊油紙和錫箔,再用石蠟密封的油浸紙介電容器,但還在改進中。這次為了萬無一失,所以用的還是萊頓瓶。
第五個是火花隙,這個更簡單——就是兩個相距僅幾厘米的小銅球。徐光啟又給其中一個小球加了滑道,通過轉動一旁的木質螺栓,可以改變銅球間距,從而改變發射功率。
至於第六個天線……比火花隙還簡單,更沒啥好說的了。就越長越好使唄。
第七個地線,弄跟導線綁上塊銅板,往地上一埋,搞掂。
趙昊一直覺著,七個部件自己搞掂了五個,已經可以稱得上無線電之父了。
但他看到除了這七件套之外,桌上還有個裝置——兩道盤成蚊香似的螺旋狀銅條,安裝在個絕緣的木軸上。一盤蚊香上接著天線和底線,另一盤則與電容和火花隙相連。
這由徐光啟加上的第八個部件,是一個可調電感器,可以讓電磁波頻率固定在某一個值,以實現通訊的保密性與選擇性。這是趙昊之前壓根沒想到的。
趙公子憑良心掂量一番,還是將無線電之父的頭銜,讓給了徐光啟。
那自己就是無線電的爺爺了,也不錯嘛……
第十五章 仙石傳音
至於接收無線電就容易多了,一具不需要使用電源的礦石收音機便能搞掂。
它要比波波夫、馬可尼用的礦粉檢波器靈敏得多,但製造工藝更簡單,是直接用天然礦石做成的。其中最優選就是西山島上盛產的黃鐵礦晶體。這種金屬氧化物是天然的半導體。
當然,在道法研究所中,這種漂亮的黃鐵礦晶體,被稱為……傳音仙石。
使用時,通過一根金屬探針接觸礦石。調整探針在礦石上接觸點的位置,就可以找到有半導體效應的接觸點。利用該點的半導體效應,就可以拾取空氣中的無線電波了。
除了礦石檢波器外,製造礦石收音機所需的天線、地線、線圈、電容器,都是研究團隊已經擁有的技術。
唯獨需要解決的,就是如何觀測收到的無線電信號。團隊起先的設計是利用電生磁,磁吸引細小金屬針擺動的原理,由收報員通過觀察錶針的擺動記錄電報。