创造文明第四步,科技进阶-电气时代《万物发明指南》读书笔记8

创造文明第四步,科技进阶-电气时代《万物发明指南》读书笔记8

首页模拟经营万物创造机械师中文版更新时间:2024-05-07

在上一篇中我们的时间旅行者已经有了机械文明,现在可以再进一步了,电气时代可以开始了。

要进入电气时代就必须要有电时间机器给旅行者准备的手册上准备了两种技能。

1.电池。电池是一种生产并储存电流的方式。在介绍了我们所在时间线上的电池历史后手册直接告知了生产电池需要的前置技术炼金术,就是手册之前提到的金属冶炼技术。有了金属就可以开始制作电池了。

只要有了金属,电池其实是一种很容易想到的发明,其工作原理就是设法令两种不同的金属发生反应。不同金属对电子的吸引力不同,因此,当你把它们放在一起时,就会相互交换电子,发生化学反应。这种能够导电的材料叫作“电解质”,很多东西都可以成为电解质,比如酸、盐水,甚至一块美味的土豆。大多数盐、碱和酸都能胜任电解质的工作。对电子吸引力更强的金属会从另一种金属周围吸收更多电子,于是电子变多了的金属(称为“极柱”)就会带上负电,而另一种金属则会带上正电。聚集在对电子如饥似渴的极柱中的电子,会因为都带有负电而互相排斥。因此,如果你用一根电线把极柱和带正电的金属连起来,电子就会通过电线“脱离”大部队,奔向带有正电的那一头。

可充电式电池,这个是在之前的基础上更进一步,手册上介绍的是铅酸电池。铅酸电池用的是铅基极柱,安置极柱的电解质是3份水和1份硫酸的混合溶液。铅基极柱的一极是纯铅,另一极则是二氧化铅。这些金属会和硫酸发生反应并在两根极柱上产生硫化铅,不过,这个反应的前提是两根极柱要互相交换电子。因此,用电线连接两根极柱时,一旦发生上述化学反应,电线中就会有电流产生。关键是,反向操作这个过程并让电子跑回电池中时,这个化学反应也会反向进行:硫化铅会分解,重新回到电解质溶液中,于是两根极柱又变回了原样:一端是纯铅,另一端则是二氧化铅。这个逆反应意味着你又把能量很好地储存到了电池里,以备未来之需。

2.发电机。相对于把化学转化成电能的电池,对已经无法回到自己的时间线的时间旅行者来说发电机是一个更好的选择,通过发电机时间旅行者可以直接把上一篇中开发的机械力转化为电力。

发电机的工作原理是在磁场中可以利用运动来产生电流。发电机的核心机制其实非常简单:随便让什么东西转起来,在这个转动物体的周围绕上几圈电线,再把磁铁放到电线中间,就可以产生电了。用这种方法产生的电称作“交流电”。

好了现在时间旅行者已经有了生产电的方法了,接下来就是要把电运到需要的地方,利用电线可以把发电站产生的电力传输出去,但这样做会遭遇瓶颈:导体都有一定的电阻,这样会把一部分电力转化成热。这就意味着,电线携带的电力不能太多,如果电力过载,电线就会开始发热,最终熔化。这时候为了更加高效地运送电力,还需要变电器技术。

变电器是一种能安全操控电力,使其在运输途中更加安全的装置。变电器的构造很简单,其中没有任何可以移动的结构。先造一个大大的方形铁环,把与输入交流电相连的绝热导线绕在铁环的一侧,另一侧再绕一圈导线输出电流。这两团导线之间没有电连接,但当输入线圈中有电流通过时,它就会产生一个电磁场。这个电磁场会让输出线圈中的电子也跟着动起来。利用磁场在短距离内完成了电的无线传输。当你改变输出电流回路上绕着的线圈匝数时,真正的魔法出现了。如果输入电流回路和输出电流回路上缠绕的线圈匝数相等,那么两端导线中的电流和电压就相同。如果输出电流端的导线线圈匝数更多,那么两线圈之间的电流就会减弱,而电压则会增强,这就是长距离电力传输的理想状态。如果输出电流端的导线线圈匝数更少,那么电压就会减弱,电流就会增大,这时的电就可以用作本地用途了。电压和线圈匝数成正比,因此,若输入、输出线圈匝数之比为3∶1,那么输出电流的电压就是输入电流电压的1/3。事实证明,我们只需要铁和一些绕着铁的导线,就足以完成变电工作。

好了,生产和运输的技术都有了,现在就差利用电能的方法了,现在最需要的就是电动机了。

电动机利用其实就是一个发电机,不同的是之前往外输出交流电的地方现在输入交流的产生磁场,交流电产生的交变磁场让缠绕在运动物体上的线圈也产生一个交变磁场,为了让2个磁场一致保持同性相斥异性相吸的状态,这个运动物体只好跟着这个交变磁场运动,这样一个把电力转化为机械力的电动机就有了。

有了上述这些设备,时间旅行者离现代文明又进了一步

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