中学物理知识告诉我们,伏特虽然发明了电池,并得到了电压的命名权。但是他对发电原理的认识是错误的,并非两种金属接触就能发电。实际上金属与盐水发生了化学反应。所以直接把锌棒和银棒插入电解液中效果会好得多。
赵昊最初是打算让张鉴他们用这种改进过的罐式伏打电池来供电的。他想当然的认为,电压低无非多串联十几二十个单元就是了,总能达到要求的。
但团队在实际应用中发现,伏打电池的发电量的远远达不到理论值,而且电池电压会逐渐减小,直到彻底报废。
经过研究,徐光启发现,电池运行过程中,会在银棒上聚集很多气泡,随着反应不断进行,气泡越来越多,电池则同步失去放电能力。
他便推测是这些气泡阻碍了液体中的电荷扩散,让电池失效。他收集这些气泡研究发现,居然是氢气。这下就更不敢再用这种电池了。
那么多电池一起工作,万一要是通风没做好,放出的氢气积少成多,火花发电机打个火花,直接全员火化……
他想出的解决方法是,将两根金属棒分别插在不同的电解液中,并用另一种电解液来消耗锌反应时产生的氢气。
经过反复实验,徐光启发明了一种双液电池。这种电池有圆柱形的陶瓷外壳,内有一个小一号的圆柱状中空玻璃筒,筒底以猪膀胱膜扎紧。
他在内胆中注入硫酸铜溶液,插入铜棒,在外胆中注入硫酸锌溶液,插入锌棒。两种电解液通过猪膀胱这种天然的半透膜相连接。
这种电池非但解决了伏打电池电压容易下降的问题,而且还能充电,可以反复使用,所以它还是一种蓄电池。可谓大大的改进,赵昊欣然将其命名为‘光启电池’!
这次试验的电力,就是由八罐串联在一起的光启电池提供。
~~
第三个是升压线圈,这个简单,就是缠线圈嘛。赵公子念书的时候就缠过,对这一步还是很有自信的。初级线圈的圈数很少,缠上二十圈胶皮电线就够了。次级线圈导线要尽量的细,这样能多缠几圈。
根据电磁感应的原理,理论上两者圈数的倍数,就是电压增幅的倍数。大概缠它个……两万圈就够了。结果他当然半途而废,后来研究所用了足足三年,才生产出足够细的胶皮电线。
第四个就是储存高压电的电容了。
这一步现成的,因为在科普展览馆中大出风头的莱顿瓶,就是虽然原始但效果很好的高压电容。
徐光启还设计出一种以堆叠油纸和锡箔,再用石蜡密封的油浸纸介电容器,但还在改进中。这次为了万无一失,所以用的还是莱顿瓶。
第五个是火花隙,这个更简单——就是两个相距仅几厘米的小铜球。徐光启又给其中一个小球加了滑道,通过转动一旁的木质螺栓,可以改变铜球间距,从而改变发射功率。
至于第六个天线……比火花隙还简单,更没啥好说的了。就越长越好使呗。
第七个底线,弄跟导线绑上块铜板,往地上一埋,搞掂。
赵昊一直觉着,七个部件自己搞掂了五个,已经称得上无线电之父了。
但他看到除了这七件套之外,桌上还有个装置——两道盘成蚊香似的螺旋状铜条,安装在个绝缘的木轴上。一盘蚊香上接着天线和底线,另一盘则与电容和火花隙相连。
这由徐光启加上的第八个部件,是一个可调电感器,可以让电磁波频率固定在某一个值,以实现通讯的保密性与选择性。这是赵昊之前压根没想到的。
赵公子凭良心掂量一番,还是将无线电之父的头衔,让给了徐光启。
那自己就是无线电的爷爷了,也不错嘛……