初雪融尽后的江市,天空呈现出一种澄澈的灰蓝。萝拉小税 已发布最歆彰劫高一(七)班的教室里,孟川站在讲台前,面前的投影幕布上,正播放著一个现代化火力发电厂的视频。
巨大的冷却塔冒着白色水汽,汽轮机以每分钟三千转的速度轰鸣旋转,发电机内部,重达百吨的转子在强磁场中切割磁感线,产生著足以点亮一座城市的电流。
“同学们,”视频结束后,孟川关掉投影,“上节课我们看到了手摇发电机如何产生电流。但那种电流太小,只够点亮一个小灯泡。今天,我们要看的是——如何大规模地、高效地产生我们日常生活中使用的交变电流。”
他在黑板上写下标题:
交流发电机的原理与结构
“让我们先从最简单的模型开始。”孟川拿起一个手摇式发电机模型——这是教具厂特制的,外壳是透明的有机玻璃,可以看见内部结构。
他慢慢摇动手柄,内部的线圈在永磁铁的两极间旋转。
“看,线圈在磁场中旋转时,”孟川指著模型,“穿过线圈的磁通量周期性变化:转到这个位置时,磁感线垂直穿过线圈,磁通量最大;转过九十度后,磁感线与线圈平面平行,磁通量为零;再转九十度,磁通量反向最大,”
他在黑板上画出正弦曲线:“所以产生的感应电动势,也是周期性变化的,呈正弦波形。这就是交流电。”
“但手摇发电机有两个问题,”孟川放下模型,“第一,永磁铁的磁场不够强;第二,线圈输出的电压太低。要获得实用的大电流、高电压,我们需要改进。”
他在黑板上画出改进后的交流发电机结构图:
转子——不是永磁铁,而是通电的电磁铁,可以产生强得多的磁场
定子——线圈不再旋转,而是固定在机壳内
滑环和电刷——将旋转的转子与外部电路连接
“在实际的大型发电机中,”孟川讲解道,“我们让转子旋转,定子固定。转子由汽轮机、水轮机等原动机驱动高速旋转,转子上的励磁线圈通入直流电,产生强磁场。这个旋转的磁场切割定子线圈,就在定子中产生感应电动势。”
他画出流程图:
“输出电压可以达到几千伏、几万伏甚至更高。”孟川说,“然后通过变压器升压,通过输电线路输送到远方,再通过变电站降压,最终送到千家万户。”
他展示了一张国家电网的示意图,从发电厂到变电站,再到城市配电网。
“这就是现代电力系统的基本架构。”孟川总结道,“而它的核心,就是交流发电机——将机械能大规模、高效地转化为电能的装置。”
天幕将这一切,清晰地投射到万朝天穹。
秦,咸阳宫。
嬴政猛地从座位上站起。
他看懂了。
不是看懂了所有细节——那些“电磁铁”、“定子转子”、“变压器”的概念依然陌生。但他看懂了最关键的部分:用旋转的磁场,产生强大的电流。
而且,孟川明确给出了实现的路径:需要强大的旋转动力(水轮机、蒸汽机)、需要能产生强磁场的线圈、需要精密的机械结构。
“李斯!”嬴政的声音在密室中回荡,“传朕旨意!”
李斯慌忙躬身:“臣在。”
“即日起,设‘天工府’,秩同九卿。”嬴政语速极快,“命将作少府、治粟内史、少府三府协同,集天下巧匠、精铜、磁石,专司研制此‘发电机’。”
他走到墙边,指著天幕最后定格的发电机结构图:“首要之务,是那‘旋转之机’。孟先生言,需水轮机或蒸汽机,我大秦有水力否?”
蒙恬上前一步:“陛下,关中有泾、渭二水,巴蜀有岷、沱之流,皆可筑坝蓄水,以驱水轮。然水轮机之制,”
“仿!”嬴政斩钉截铁,“孟先生虽未详述水轮机制,然我大秦本有碾磨之水车。令工匠依其理改造,不求一步登天,但求先能转动!”
他转向李斯:“其二,是那‘电磁铁’。需精铜、需绝缘、需通电,此事,由你亲自督办。凡所需铜料,尽数调拨;凡通冶铸之匠,尽数征召。”
“其三,”嬴政的目光扫过密室中所有重臣,“此乃国之大计,绝密进行。凡泄露者,夷三族;凡阻挠者,斩立决。”
密室内一片肃然。所有人都明白——皇帝动了真格。
这不是三年前那种“试试看”的态度,这是要举国之力,硬生生砸开一扇通往新世界的大门。
唐,长安,大明宫。
李世民听完房玄龄、杜如晦、魏征等人的汇报,沉默良久。
“诸位爱卿,”他终于开口,“你们说,这‘发电机’,我大唐造得出来么?”
房玄龄沉吟道:“陛下,以我大唐工匠之巧、物产之丰,或可一试。然其中艰深之处。”
“再难也要试。”李世民打断他,“孟先生已指明了路——水力驱动、磁场旋转、线圈感应。我大唐有黄河、长江,有天下最精的铜匠,有最巧的机工。”
他站起身,走到殿前悬挂的《大唐疆域图》前。
“传旨:于工部下设‘电力监’,由将作大匠阎立德兼领。”李世民的手指在地图上划过,“先在长安近郊,寻水力充沛之处,建‘第一试验场’。所需钱粮,由内帑支应;所需工匠,从将作监、军器监、少府监尽数抽调。”
他顿了顿:“另,密令各道节度使,暗中寻访民间奇巧之士、精于冶铸之匠,举荐入京。凡有所献,重赏。”
魏征欲言又止。
李世民看向他:“玄成有话但说。”
“陛下,”魏征拱手,“此事务虚耗巨大,且成败未卜。若倾举国之力而不得,恐”
“恐什么?”李世民反问,“恐劳民伤财?恐徒劳无功?”
他走回御案前,拿起一份奏章——那是三年前根据天幕知识改良的曲辕犁推广后的汇报,粮食增产一成半。
“三年前,朕令人研习天理,改良农具、军械,成果如何?”李世民将奏章递给魏征,“如今这‘发电机’,若成,将不只是多收几石粮、多射几支箭——它将点亮长安的不夜城,将驱动不需牛马的机巧,将让我大唐,真正踏入孟先生所言的‘电力时代’。”
他看向天幕曾经出现的方向,眼中燃烧着帝王特有的、混合著野心与远见的光芒。
“这险,值得冒。”
宋,汴京,垂拱殿。
宋神宗赵顼与王安石正在商议变法事宜,天幕的出现打断了他们的会议。
当看到发电机的结构图时,这位年轻的皇帝眼中迸发出异样的神采。
“介甫,”赵顼指著天幕,“此物若成,将解我大宋多少难题!”
王安石也看懂了:“陛下是说漕运?”
“不止漕运!”赵顼激动地在殿内踱步,“汴京百万军民,每年耗灯油蜡炬无数;各处官营作坊,皆需人力畜力;更有那烽燧传讯、城门启闭,若能有电,皆可革新!”
他想得更深:“且这‘发电机’,需水轮机驱动。我大宋水网密布,若能在各处水利枢纽设发电机,则灌溉、碾磨、发电三得,事半功倍!”
王安石沉吟道:“陛下远见。然此物制造,需大量精铜、精铁,还需通晓‘电磁之理’的工匠,眼下正值变法用钱之际,恐难全力投入。”
“钱要花在刀刃上。”赵顼决然道,“传旨:于三司下增设‘电力案’,由沈括领衔。”
“沈括?”王安石一愣,“他虽博学,然现为司天监”
“正因他在司天监,常年观测天象、钻研数理,对孟先生所授天理理解最深。”赵顼道,“且他曾著《梦溪笔谈》,收录诸多格物之见,正是合适人选。”
他想了想:“另,从内帑拨专款五万贯,先建‘试验工坊’。所需铜料,从饶、信等铜矿直调;所需工匠,从文思院、绥锦院、铸钱监抽调精干。”
“陛下,”王安石提醒,“此事若声张过大,恐旧党借此攻讦,言‘奇技淫巧’、‘劳民伤财’等。”
赵顼冷笑:“他们攻讦新法还少么?让他们说去。待电灯亮起、机械自转时,看他们还有何话说。”
这位以“熙宁变法”闻名历史的皇帝,此刻在“电力”这个全新的领域,再次展现了他的果决与远见。
明,南京,奉天殿。
朱元璋的旨意下得最快,也最狠。
“即日起,于工部设‘天工局’,秩正三品,直属朕管辖。”洪武帝的声音在金銮殿上回荡,“由宋应星任局丞,全权督办‘发电机’研制事宜。”
他看向满朝文武:“凡天工局所需,六部、五军都督府、各布政使司,须全力配合,不得推诿。违者,斩。”
群臣凛然。
“所需铜铁,”朱元璋继续道,“命云南布政使司,增开铜矿;命江西、湖广,精选铁矿。所需工匠,从全国匠户中遴选巧手,举家迁至南京,编入‘天工匠籍’,世代专司此业。”
他顿了顿,补充了一条最关键的:“研制成功之前,所有参与人等,不得离京,不得与外通传。研制文书,一律密级,泄露者凌迟,株连九族。”
这是典型的朱元璋风格——集权、高效、冷酷。
下朝后,朱元璋单独召见了宋应星。
“宋卿,”皇帝看着这位他亲自提拔的学者,“朕知此事极难。孟先生所授,如天书一般。但你曾著《天工开物》,对百工之术了如指掌;这三年来,又潜心研习天理,是满朝中最懂之人。”
宋应星躬身:“臣定竭尽全力,然”
“没有‘然’。”朱元璋打断他,“朕不要听难处,朕要结果。三年,朕给你三年时间。三年后,朕要在奉天殿前,看到电灯亮起。”
他走近一步,压低声音:“宋应星,你可知此事若成,将意味着什么?”
宋应星抬头。
“意味着,”朱元璋眼中闪烁著近乎狂热的光芒,“我大明将拥有永不熄灭的光,拥有不需牛马的动力,拥有传递千里无需驿卒的讯息。这意味着——我大明,将超越汉唐,成为真正的‘天朝’!”
这位出身草莽的皇帝,对“力量”有着最本能的渴望。他看懂了电力的本质——那不是奇巧,是力量;不是玩具,是权柄。
“去吧。”朱元璋挥手,“要钱给钱,要人给人,要命朕也可以给。但朕要的发电机,必须造出来。”
万朝天穹下,一场跨越时空的竞赛,悄然拉开了序幕。
秦国的工匠在泾水边筑起水坝,尝试将古老的水车改造成水轮机。
大唐的将作监在终南山下设立秘密工坊,阎立德亲自绘制发电机的结构草图。
大宋的沈括在汴京郊外圈地建厂,从南方调来的铜匠已经开始熔炼精铜。
大明的天工局在南京城外划出千亩禁地,全国精选的三千工匠陆续抵达,开始了日夜不休的试验。
他们都没有完整的图纸,没有成熟的工艺,没有现代化的材料。
但他们都有帝王的全力支持,都有举国调集的资源,都有不甘人后的决心。
更重要的是——他们都从孟川那里,看到了那个清晰的目标:旋转的磁场,产生电流。
虽然前路漫漫,虽然困难重重,虽然绝大多数人连“电磁感应”的原理都还没完全弄懂,
但他们开始动手了。
用最原始的材料,最简陋的工具,最朴素的智慧,去冲击那道通往电力时代的大门。
冬日的寒风中,四个伟大帝国的土地上,同时响起了锻锤的敲击声、铜水的沸腾声、工匠的讨论声。
这是文明在懵懂中摸索前行的声音。
这是人类在看见未来后,迫不及待想要抓住它的声音。