《科技巫師》第020章中世紀的電磁學
要想製造電流,就要明白電磁學。在現代地球歷史上,1831年10月17日,法拉第首次發現電磁應現象,進而得到產生流電的方法,算是電磁學的一項重要果。
所謂的電磁應現象,就是當一塊磁鐵穿過一個閉合線路時,線路就會有電流產生。
利用這一現象,保持閉合線路靜止不,不斷轉磁鐵。讓閉合線路在靜止狀態下切割磁鐵發出的磁線,那麼線路中就會源源不斷的產生電流,機械能轉換爲了電能,從而爲一臺簡易的發電機。這是高中理課本上的知識,不算多麼高深,不過有些麻煩的是基礎材料、基礎零件的實現。
要想讓這臺發機連續不斷的運行下去,憑藉人力是不行的,效率低而且容易出錯,只能藉助自然資源,要麼風力要麼水力。李察選擇了風力,因此設計出了發電風車去給工匠製作。
但工匠製作只能製作一些簡單的部位,像是複雜的轉子、儲能設備、轉軸等都要由自己親自手,很是費事。正因此,沒有到不得已的時候,自己都不想這麼幹。
不過既然決定了,也只有幹下去了。
首先是轉子的製作。
轉子的主要材料是磁鐵,釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵鉻鈷磁鐵都行。但當前這個世界在藍獅王國境,本沒有任何種類的磁鐵,只能自己製作。自己選擇製造的種類,就是最簡單也是最常見的一種——四氧化三鐵(Fe3O4)磁鐵。
要做製作出四氧化三鐵磁鐵,就需要得到四氧化三鐵這種材料。
而要想得到這種材料,方法有很多種,比如α-氧化鐵的氫氣還原法、氫氧化亞鐵的緩慢氧化法、Harber法、加合法、加鹼法等,自己選擇是其中的加合法。這種方法最關鍵的兩種反應底,就是單質鐵(鐵屑,Fe)和氧化鐵(鐵鏽末,Fe2O3)……
……
深吸一口氣,李察清洗過雙手,帶上防止末進口鼻防塵口罩,開始作起來。
首先,李察把鐵屑放硫酸中。眼可見,剛一放,燒杯立刻冒出大量的氣泡,劇烈反應,在這個過程中將會生硫酸亞鐵(FeSO4)。
反應完畢,李察又開始加燒鹼(NaOH)和氧化鐵(Fe2O3)。接著加熱到95~105℃,讓溶中進行加合反應,最終生產四氧化三鐵。
不過此時的四氧化三鐵並不純淨,李察把溶轉移到帶有濾紙的斗中開始過濾。過濾後,把過濾出來的固態質烘乾,然後又進行了一系列作,最終費了一番力氣,終於製出純淨的四氧化三鐵。
接著通過磁化,四氧化三鐵就了真正的磁鐵,黑漆漆一塊。重複這個步驟,製作出足夠多數量的磁鐵,固定在環形的模,就製作好了發電機中最重要的部位——轉子。
做完這些,李察沒有休息,又開始製作儲能設備、畢竟風車能發電,但電還要儲存起來才能使用。這需要用到真正的充電電池,而不是水果電池,更不是萊頓瓶這種的電容。
李察準備製作的是鉛蓄電池,也就是現代地球上,最便宜、最常見的電車電池。
之所以選擇它,一方面是因爲材料容易收集,另一方面則是因爲結構簡單,只有正極板羣、負極板羣、電解和容四部分。
除了作爲電解的硫酸外,實際上所需要的質只有一種,或者說兩種:
第一種,鉛,用來製作負極板羣。
第二種,鉛在空氣中的氧化,氧化鉛,用來製作正極板羣。
在當前這個中世紀世界,也許會缺很多東西,但唯獨不可能缺鉛。因爲按照現代地球發展,在公元兩千多年,人類就開始大量提煉鐵、銅、銀和鉛幾種金屬了。
於是,沒費什麼力氣,李察就讓人弄到了足夠多的鉛和氧化鉛。
深吸一口氣,李察目有些凝重起來。
無論是鉛還是氧化鉛,都是帶有毒的。超量的吸、攝,會造重金屬中毒,輕則不適,重則死亡。
在現代地球古羅馬時代,古羅馬人不知道鉛的危害,長期使用鉛管作爲輸水管道,並且用鉛作爲喝酒的容,導致大量人的慢鉛中毒,爲古羅馬衰亡一個重要原因。
李察知道這一點,不想重蹈覆轍,不想還沒有爲巫師就重病纏了,因此在進行實驗之前做了充足的防護工作。
先戴好防塵口罩,然後在外面再戴上鳥面,換上一的覆蓋住全部皮的黑防護服,最終戴好用牛膀胱製作的手套。
準備完畢,李察深吸一口氣,著空氣通過鳥面中的草藥囊,灌肺裡面,目一定,起手來。
首先是在準備好的容中倒足夠多的硫酸,作爲解析。然後把作爲負極的灰絨狀鉛板容中,固定好。接著再放作爲正極的棕褐氧化鉛板,固定好。
在正極和負極之間,放隔離板,防止電極的接。之後,便是不斷的重複這一步驟,按照一塊鉛板、一塊氧化鉛板的順序不斷容中,最後塞的整個容都是滿滿的。
之所以要這樣做,是爲了多組正極負極板放到一塊起到了串聯的作用,從而增加鉛蓄電池的電。
做完這些,李察微微鬆了一口氣,知道算是完了鉛蓄電池的主要工作,接下來就是設置外接導線等瑣碎的細節問題。
零零散散的,一直到傍晚,李察終於完全部。
“砰砰”兩聲輕響,把製作好的鉛蓄電池、轉子在木架上,李察轉掉手套,摘下鳥面、摘下防塵口罩,下防護服,這才發現全都溼了。
畢竟是炎熱的夏天,即便是在相對涼爽的宮殿中,工作了一整個下午,也是極其罪的。工作的時候還沒有察覺,等到完後,李察才到在皮上,全上下黏稠無比。
皺皺眉頭,李察推門走出了獨立實驗室。
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