各種粗細的銅絲在庫房裡越積越多,這些銅絲用生漆在表麵覆蓋了一層絕緣膜。
陳睿帶著幾大卷和一些其他材料,回到了相對清靜的陳府。
在庫房找到數十塊形狀合適、磁性最強的磁石。又將銅絲仔細清理,確保表麵無過多油汙雜質。
接下來陳睿幾乎足不出戶,沉浸在一種久違的、純粹動手創造的專注之中。
他根據記憶中的基本原理,設計了一個最簡易的單相發電機。
核心結構並不複雜:他用硬木製作了一個可以靈活轉動的矩形框架作為“轉子”,轉子中間固定一根鐵芯,然後在鐵芯上緊密地、一層層纏繞上絕緣漆處理過的細銅絲,這就是“轉子線圈”。
轉子的兩端通過精心打磨的軸頸,架設在帶有凹槽的承座上,儘量減少摩擦。
“定子”部分,他則利用那幾塊強磁石。
他設計了一個穩固的木架,將磁石以特定的極性相對排列,固定在轉子兩側,確保當轉子線圈在磁石兩極之間旋轉時,能夠最大限度地切割磁石產生的磁力線。
線圈的纏繞、絕緣的處理、換向片的精確安裝、電刷壓力的調整。
每一個細節都需要極大的耐心和反覆調試。
蓉娘和汝南等人有時好奇地過來張望,隻見滿桌的木屑、銅絲、磁石和叫不出名字的小零件。
陳睿或凝神用自製的簡易繞線架纏著線圈,或用小銼刀仔細打磨換向片,神情專注得彷彿周遭一切都不存在。
隻有等陳睿站起來伸懶腰,大家才圍著陳睿讓他解釋。
不過這些東西對於大家來說還是太高深了。
不過陳睿還是讓他們跟著一起繞了不少線圈,李泰、劉磊還有新來的秦懷道這三個小子繞得最好的,基本上可以達到陳睿的要求。
幾經失敗和調整,斷斷續續搞了一個多月。
終於在一個午後,陳睿再次讓劉磊轉動手柄,兩段靠近的鐵絲中間泛起了一小點暗紅色!
簡易的電流表上,也指示已經有電流的存在。
“有了!”陳睿心中低喝一聲,強壓下激動。
讓劉磊維持著勻速轉動,那暗紅色的光點逐漸變得明亮、穩定,雖然微弱,但在略顯昏暗的書房裡清晰可見!
冇有火焰,冇有炭火,金屬絲自身發出了光和熱!機械能通過磁與電的奧秘,轉化成了熱能與光能!
停止轉動,光點熄滅。
再次轉動,光點複明。他嘗試加快轉速,光點變得更亮;減慢轉速,光點變暗直至消失。
幾個少年被眼前的景象呆住了。
汝南也仔細打量著:“睿哥哥,這是如何做到的?”
陳睿看著他們疑惑又感興趣的目光,“來,都坐下。我正好跟你們說說,我在嘗試捕捉和駕馭一種…看不見、摸不著,卻又確實存在,並且可能蘊含巨大力量的東西。”
他拿起一塊磁石和一根鐵釘,讓鐵釘被吸起。“這是磁力現象,大家都玩過。”
又拿起一塊絲綢和一根玻璃棒,摩擦後吸引碎紙屑,“這是靜電,是一種電的現象。”
隨後又摩擦了一下,把玻璃棒放在劉淼的頭髮上方,劉淼的頭髮被玻璃上的靜電吸附。
“電?跟閃電那個電一樣嗎?”李泰問了一句,也拿起玻璃棒擦拭後在汝南頭髮上試了試,也能吸起來。
“對,和閃電那個一樣,這個你們可以把這個電也想成有陰陽兩極,當天地間的陰陽電荷大量累積之後,就會產生放電現象。”
他指著那個手搖發電機,“我是想用機械的力量,持續地大量地製造出這種電來。”
他儘量用直觀的比喻來解釋:“想象一下,我們繞的銅絲線圈就像一條路,磁石產生的看不見‘磁力就像垂直於這條路的風。
當線圈這條線路在磁石兩極間移動、切割這些風時,銅絲裡就會被迫產生一種推動力,這就能驅動一種非常細微的力量,我稱之為電流。”
“用這電流能做什麼呢?”劉磊撓撓頭,他暫時想象不出這看不見的“電流”有何用處。
“最初級的,就是讓它通過細鐵絲。”陳睿拿起一小段他準備好的鐵絲,“電流強行通過時,會遇到很大阻礙,這份阻礙就會轉化為熱,熱到一定程度就會發光。就像我們快速摩擦雙手會發熱一樣。”
他看著眾人將信將疑的神情,笑道:“現在它還隻是個雛形,等我把它和水車連起來,有了穩定持續的動力,再試給你們看。”
“如果成功了,這發出的光可能比油燈更穩定,而且無需點燃。將來或許我們還能用這種電流產生的力量,去驅動更精密的機器,或者用它來傳遞訊息,瞬息千裡也未必不可能。”
眾人眼神還是迷茫,陳睿也冇辦法多解釋。
這些孩子對於物理學瞭解得還太少,不過隻要他們能感興趣,就是好事。
“接下來,就是給它找個可靠的力氣了。”
用手去搖,速度不穩,力道也有限,難以得到有效的驗證。
“伯爺是要用蒸汽機還是水車?”
陳睿揉了揉發酸的手腕和眼睛。
“蒸汽機倒是力氣大,但用在實驗初期驅動這個小模型,未免大材小用,且搬運不便。”
他自然而然地想到了草堂村那條小河上的水車。
那裡水流穩定,動力持續,正是理想的天然動力源。
當即吩咐陳東設計了一套傳動調速裝置。
十多了天後,陳睿帶著他的發電機和其他零件,來到了草堂村水磨坊。
這座磨坊水車原本主要用於帶動一台搗碾穀物的磨,動力尚有富餘。
他找來負責維護水車的工匠,指著水車的主軸說道:“在這裡,加裝一個木製的大皮帶輪。然後,在旁邊立一個穩固的支架,安裝我這個發電機,發電機的小轉軸上裝一個小的皮帶輪。用熟牛皮製成的皮帶,把大小兩個皮帶輪連接起來。”
結構並不複雜,材料也都是現成的。
工匠當即領命,帶著人叮叮噹噹地乾了起來。
陳睿則在一旁指導,確保支架牢固、軸承對正、皮帶鬆緊適度。
兩天時間,一套簡陋但結實可靠的水力驅動裝置便安裝完畢。
清澈的河水推動著巨大的水磨緩緩而有力地轉動,通過新裝的皮帶輪和皮帶,將動力傳遞到旁邊支架上那個怪模怪樣的盒子裡,驅動其內部的轉子線圈開始勻速旋轉。
陳睿深吸一口氣,小心翼翼地連接在發電機的兩個輸出端上。
然後,他示意操作水車閘門的工匠,緩緩增加水流。
水車轉速加快,皮帶傳動發出輕微的吱呀聲,發電機轉子的旋轉也越來越快。
所有人的目光都緊緊盯在那根連接著的細鐵絲上。
起初,什麼動靜也冇有。
陳睿微微蹙眉,檢查了一下連接處,確認無誤。他示意再加大一點水流。
轉子飛轉,發出嗡嗡聲。
略顯昏暗的磨坊內,那根細鐵絲的中間某一點,極其微弱地、閃爍了一下幾乎難以察覺的暗紅色光暈!
緊接著,那光暈迅速變得明亮、穩定起來,呈現出一小段灼熱的、令人不敢直視的亮紅色!
“亮了!”旁邊的工匠失聲叫道,眼睛瞪得滾圓,彷彿看見了最不可思議的戲法。
那冇有火焰,冇有炭火,憑空而生的高熱與光亮,完全超出了他的理解範疇。
陳睿緊緊盯著那一段發出熾熱紅光的鐵絲,心臟在胸腔裡有力地跳動著。
成了!儘管電壓可能隻有十幾伏,電流也很微弱,但這確確實實是電能轉化為熱能和光能的直接證明!
他成功地從水力中,誘導出了電這種力量!
他小心地調節水車流速,那鐵絲的紅亮程度也隨之變化。當轉速降低時,紅光減弱直至消失;當轉速提高時,紅光再度亮起,甚至顯得更耀眼一些。
這清晰地表明瞭“發電”與“轉速”的直接關係。
“關小水流,慢慢停下。”
陳睿聲音平穩地吩咐,但眼中閃爍的光芒卻暴露了他內心的激動。
工匠依言操作,紅光漸熄,發電機轉子也緩緩停轉,隻有空氣中殘留著一絲極細微的、類似灼燒過的金屬氣息。
陳睿小心地斷開連接,摸了摸那餘溫尚存的鐵絲段,嘴角終於抑製不住地向上揚起。
在一旁看著的蓉娘等人又一次見證了這時刻。
李泰和劉磊的眼睛裡,被那光點亮了。
“先生!我要學會怎麼造電!”兩人異口同聲。