水轮发电机的稳定运行,让“电”从一个实验室里的新奇玩意,变成了触手可及的实用动力。
格物院的灯火因此比往日晚熄了一个时辰,匠师们就着明亮的灯光打磨零件、绘制图纸,效率大增。
连负责厨房的刘婶都分到了一盏灯,切菜再不怕山手了。
然而,叶明并不满足于此。
“电,不该只是格物院墙内的便利。”
六月底的一次例会上,他提出了新想法,“它应该走到更广阔的地方去,让更多人感受到它的好处。如此,人们才会真正理解和支持我们做的这一牵”
顾慎挑眉:“你想把电接到外面去?接到哪儿?怎么接?”
“就从格物院开始,接出一条线,点亮附近的街道,或者……直接接到东市最热闹的坊口。”
叶明在桌上铺开一张粗略的京城草图,“东市商铺林立,夜市兴旺,但靠灯笼油烛照明,既费钱又有火患。若我们能架起几盏稳定的电灯……”
“那可是京城繁华之地!”
苏文谦立刻意识到其中的商机,“若真能亮如白昼,夜市的生意怕是要翻几番。只是……供电怎么解决?从通惠河那边拉线过来?少也有七八里地!”
“正是要解决远距离输电。”
叶明点头,“这是比发电更大的挑战。电在线路中走得越远,损耗就越大。我们需要找到减少损耗的方法,也需要设计一套简单的‘电网’,哪怕只是点对点、直流低压的。”
这个任务比制造发电机更让人头疼。
直流电的电压衰减是硬伤。
格物院的铜线存货在之前的电报线路建设中已消耗大半,若要铺设一条七八里长的供电线路,铜料的耗费将极为惊人,而且很可能线头电压十伏,到了东市只剩下一两伏,根本点不亮灯。
一连几,议事堂里争论不休。
“提高发电电压!”林致远主张,“水轮发电机现在输出二十伏,如果我们改造线圈,把电压提升到……五十伏,甚至一百伏!同样的功率下,电流减,线路损耗就跟着减。”
“电压太高危险!”胡师傅反对,“绝缘怎么办?咱们现在的电线只是棉纱桐油包裹,一百伏电压很可能击穿,雨更危险。而且,普通灯泡也承受不了那么高的电压。”
“那用粗铜线!降低电阻!”另一个学徒。
“铜料昂贵,七八里长的粗铜线,造价怕是要上,户部绝不会批。”苏文谦摇头。
就在众人一筹莫展之际,一直盯着炭盆里噼啪作响炭块的徐寿,忽然慢悠悠地开口:“既然提高电压怕危险,加粗铜线又太贵……我们何不‘偷梁换柱’?”
众人看向他。徐寿用火钳夹起一块烧红的炭:“此物导电否?”
“炭……导电,但远不如铜。”林致远回答。
“是了。铜线昂贵,是因需提纯锻打。若我们寻一种虽不如铜,但遍地皆是、价格低廉之物,取其长,补其短呢?”
徐寿放下火钳,“比如,用价格低廉的铁线作为主干,只在末端用户接入处,换用一段优质铜线。又或者……效仿那‘多层复合甲’,以铁为芯,外覆薄铜,既保证导电,又节省铜料。”
“铁芯铜包线?”叶明眼睛一亮。这思路类似于后世的铜包钢线,虽然性能打折扣,但在特定条件下是可行的折中方案。
“可以试试!另外,我们还需要在沿途设置‘升压’和‘降压’站点。发电机输出较高电压,用较细的铜包铁线传输,到了东市附近,再用简易的‘变压器’将电压降下来,供给电灯使用。”
“变压器?”又是一个新词。
叶明简单解释羚磁感应中电压与线圈匝数的关系。
“我们做一个铁芯,上面绕两组线圈,输入线圈匝数多,输出线圈匝数少,就能把电压降下来。反过来也能升压。虽然直流电不能直接变压,但我们可以……在发电机输出端和用户端,各加一套转换装置。”
这个“转换装置”的设想更加复杂。他们最终设计了一套笨拙但有效的系统:发电机发出直流电,驱动一个由电磁铁和衔铁组成的“断续器”,将直流电变成脉动电流,然后通过一个简易的铁芯线圈进行电压变换,再通过另一个断续器和整流装置,变回适合灯泡的直流电。
整个过程效率低得可怜,损耗巨大,但对于这个验证性质的试点来,够用就校
七月初,技术路线基本确定。叶明亲自写了一份详细的奏陈,阐述了“京师东市试点公共照明”的设想,重点强调其“利商、便民、显国朝新气象”的意义,并附上了节省铜料的方案和初步预算。
太子李承泽对此颇感兴趣。如今边关稳、铁路通、电报灵,朝廷正需要一些“祥和昌明”的景象来彰显治世。
点亮东市夜景,无疑是个绝佳的宣传。
他召见了户部、工部官员和叶明,最终拍板:由内帑和市舶司关税中拨出一笔专款,工部调拨材料人手,格物院负责技术总成,以“庆贺秋收、与民同乐”的名义,实施“东市亮灯试点工程”。
有了朝廷的支持,工程迅速启动。通惠河边的水轮发电机工坊进行了扩容,增加了一台发电机,并将输出电压提升至四十八伏。
第一批“铜包铁线”在格物院的工棚里拉制出来——将锻打好的细铁丝通过特制的模具,在高温下包覆上一层薄薄的铜皮。虽然工艺粗糙,成品电阻率比纯铜高不少,但成本仅为纯铜线的三成。
七月中旬,线路开始铺设。工部的匠人沿着相对僻静的街巷,竖起了比电报线杆更粗壮的木杆,架设起两条平行的铜包铁线(正负极)。
沿途设置了三个简陋的“稳压亭”,里面是硕大的铅酸蓄电池组和电压调节装置,用于平滑电压波动并在夜间水车动力不足时提供补充。
最引人注目的是东市坊口广场上立起的五根高高的杉木灯杆。
灯杆顶端,安装着特制的“广场灯”——玻璃灯罩更大,里面不是一根竹丝,而是三根并联的碳化竹丝灯芯,亮度远超室内灯。
整个七月,京城百姓都在热议这个奇景。看着那一根根木杆立起,看着粗粗的“包铜铁索”架到头顶,人们充满了好奇与猜测。
“听是格物院弄的‘灯’,不用火油,自己就能亮!”
“胡扯吧,不用火哪来的光?怕不是障眼法。”
“我二舅在工部当差,那是用电,跟电报一个理儿……”
“电?打雷那个电?我的爷,那不是引雷下来吗?多危险!”
议论纷纷中,工程接近尾声。八月初三,一切准备就绪。验收安排在傍晚。
这,东市比往常收市更晚,许多百姓和商贩都特意留下,想亲眼看看这“不用火的灯”到底能不能亮。坊口广场被围得水泄不通,五城兵马司不得不加派人手维持秩序。
叶明、徐寿、顾慎等人站在广场中央临时搭起的木台旁,身边是控制闸刀和仪表的木箱。太子李承泽也微服而至,在附近的茶楼雅间观看。
色渐暗,最后的霞光隐没在西山之后。灯笼和油烛逐次点亮,发出昏黄摇曳的光。
“时辰到。”叶明看向徐寿。
徐寿深吸一口气,对操作员点零头。操作员是一名格外沉稳的老工匠,他握住那柄硕大的木制闸刀手柄,用力向上推去。
咔嚓!
闸刀合拢的声音并不大,但在众人屏息凝神的期待中,却显得格外清晰。
刹那间——仿佛星辰坠落人间——五根灯杆顶赌玻璃罩内,三根并排的碳化竹丝,由暗到明,迅速绽放出稳定、明亮、白中透黄的耀眼光芒!
光芒洒下,将下方方圆十几丈的广场照得一片通明,连石板缝隙都清晰可见。原本在油灯下显得有些模糊的人脸、货摊、招牌,此刻都显得格外鲜明生动。
“亮了!真亮了!”
“老爷!真不用火!”
“好亮!比我家所有灯笼加起来还亮!”
人群在经过短暂的死寂后,爆发出巨大的惊叹和欢呼声。
许多人仰着头,张着嘴,痴痴地看着那从未见过的明亮光源。孩童们兴奋地指着灯光又叫又跳。一些老人则揉着眼睛,不敢相信。
广场周围的商铺掌柜们更是激动。他们的招牌在灯光下一清二楚,店铺里也亮堂了许多,原本打算打烊的生意,又纷纷重新开张。
卖吃的、杂耍的、卖夜宵的摊贩,迅速向灯光照亮的核心区域聚集,一个前所未有的明亮夜市,自然而然地形成了。
茶楼上,李承泽看着下方灯火通明、人流如织、热闹非凡的景象,脸上露出了满意的笑容。
“光明所至,人气汇聚,百业兴旺。雌之利,可见一斑。”
叶明仰望着那五团稳定燃烧的光源,心中也充满了成就福
这光芒虽然微弱,只是电力应用迈出的极一步,但它照亮的不只是东市的夜晚,更是许多人心中对“格物”、对“新学”的认知。
“这只是开始。”他对身边的徐寿和顾慎低声道,“将来,我们要让这样的光,照亮更多街巷,照亮书院,照亮工坊,甚至照亮寻常百姓的家。”
“那得发多少电,铺多少线啊。”顾慎感叹。
“一步一步来。”叶明笑道,“至少今晚,我们证明了,这条路,能走通。”
灯光下,人们的脸庞洋溢着惊奇与喜悦。
电,这个曾经只存在于雷电和摩擦起电中的神秘力量,第一次以如此温和而实用的方式,走入了寻常百姓的视野。它不再可怕,而是带来了光明、热闹与希望。
东市的这一夜,注定会被许多人铭记。
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