第362章 通訊技術革新
第362章 通訊技術革新
就在曹昂於親衛營校場上揮汗如雨，接受著肉體與意志的極限考驗之時。
張顯也沒閒著。
將軍府的公務交給了賈詡還有荀攸兩人，他自己則帶著諸葛亮在第二匠作營組建起了新的實驗室。
𝒮𝒯𝒪𝟝𝟝.𝒞𝒪𝑀最新最快的小說更新
實驗室位於第二匠作營中心區域，四周是經過特殊加固的厚實圍牆，主室採用全混凝土結構。
空氣中瀰漫著金屬，桐油，橡膠以及一種淡淡的硫磺氣味。
這裡堆滿了各種奇形怪狀的器物，纏繞著密密麻麻銅線的巨大鐵柱，成卷的包裹著黑色橡膠的導線，打磨光滑的銅質構件，大小不一的陶瓷容器，以及許多連諸葛亮都叫不出名字的專用工具。
張顯換上了一身與工匠無異的粗布短打，袖口挽起，手上拿著一沓紙張。
他一張張的翻著，眉頭微蹙，大學的專業課已經很久沒碰了，如果不是收了諸葛亮做學生，想要教導一些不一樣的東西給他，張顯恐怕也要將這些知識給塵封記憶深處了。
好在這些年不斷地回憶與教授，他也逐漸將自己的大學專業課程給逐漸提取複寫了出來。
雖然不完整，但簡單的應用是沒有問題的。
他目光銳利地仔細審視著上面繪製的複雜圖樣，確認無誤後這才點了點頭。
諸葛亮待立在一旁，同樣穿著簡便的表物，眼中充滿了求知若渴的光芒。
他手中拿著炭筆和筆記本，隨時準備記錄張顯的每一句話和每一個實驗步驟。
「亮兒，為師教導的電學粗通可有時常複習？」
諸葛亮點頭，又有些沮喪：「老師所教亮自是不敢懈怠，但不瞞老師，老師教授的那些知識亮至今也未理解，一竅不通。」
「記得就行，那些東西沒見過實物自然就是天書，但今天....
」
他招了招手，諸葛亮緊跟其後。
兩人來到實驗室中央，那裡放置著一個已經初具雛形的，結構複雜的裝置。
「為師教你何為電力！」
「電？」
「是天上的那種電？」
張顯搖頭：「不，是人造的電！」
其實在他心裡，電力體系他是不打算弄出來的，原因很簡單，生產力不夠，電力的使用起不到太大的作用。
之所以如今又開始準備，那是因為他想弄出另一種跟電搭得上的技術。
而且是極為有用的技術，無線電發報體系。
而想要弄出無線電發報機那就不可避免要先弄出電來。
好在簡易的發電機並不算難，這對大學專業就是機電的張顯來說很好解決。
而他現在要做的就是水輪發電機。
并州境內水系發達，水利應用廣泛，技術基礎較好。
「發電機之理，在於「動磁生電」。」
張顯走到一塊黑板前拿起粉筆進行書寫，他看向諸葛亮說道。
「當導線在磁場中切割磁力線運動時，導線中便會產生電流，反之，若磁場變化，穿過閉合導線的磁通量改變，亦會產生電流。」
放下粉筆，張顯拿起一塊形狀不規則卻散發著強烈吸力的強磁鐵，這是他讓人在陰雨天利用雷擊特定纏線鐵柱後，製作出來的，然後又拿起一根纏繞著厚厚絕緣銅線的鐵芯，朝諸葛亮手動粗略演示了一下。
「當外力使這繞有線圈的轉子在定子產生的磁場中旋轉，不斷切割磁力線，便能持續產生電流。」
諸葛亮聚精會神地聽著，努力消化這些聽不懂的理論。
他雖聰慧，但「磁力線」，「電流」這些概念，不是那麼好理解的，他只能先死記。
張顯也不急，耐心講解，並用簡單的實驗如用小磁鐵和線圈產生微弱電流使指南針偏轉進行演示。
接下來的一段日子，師徒二人幾乎泡在了這間實驗室里。
哪怕張顯有完整的理論，但製作發電機的過程，也堪稱一場與材料和工藝的艱苦鬥爭。
首先是磁鐵。
天然磁鐵磁性不足且不穩定，哪怕是雷擊後的強磁鐵同樣如此。
所以張顯嘗試製作電磁鐵，他用那幾塊最強的雷擊磁鐵作為核心，外面用浸過桐油晾乾的絲包線緊密纏繞了上千匝，形成一個巨大的線圈。
當嘗試接通由多個初級化學電池串聯提供的電流時，電磁鐵產生了強大的吸力，甚至能輕易吸起了十斤左右的鐵塊！
這成功讓諸葛亮驚嘆不已。
至於什麼是化學電池，這個張顯也教導給了諸葛亮。
以銅，以及從黃銅合金中分離出來的鋅為正負極材料裁剪成一小塊一小塊的金屬片。
然後再用醋作為電解液，麻布作為電解液浸透物進行排列橫向堆疊。
排列的順序為銅→布→鋅→銅→布→鋅——如此循環。
不能讓銅和鋅直接接觸，必須用浸液的布隔開。
堆疊的層數越多，產生的電壓就越高，一個10層的堆就能產生明顯的效果。
化學電池的優點是製造簡單，缺點則是電小的可憐，想要達到合適的電流，化學電池的空間占用極大。
不過前期湊活著用還行，等弄出了水輪發電機後再製作更穩定的強磁鐵就行了。
解決完磁鐵後就是轉子和定子的製作。
轉子需要輕便而堅固，他選用硬木製作骨架，在上面開出精細的凹槽，然後將用橡膠絕緣的銅線仔細地纏繞上去。
這個過程極其耗費眼力和耐心，稍有疏忽，線圈鬆動或絕緣破損，便前功盡棄。
張顯跟諸葛亮兩人都在小心翼翼地操作。
而定子部分，張顯最初計劃使用永磁體陣列，但磁性強度和穩定性始終不理想。
最終，他還是決定採用電磁鐵作為定子，這意味著需要製造多個電磁鐵，並精確固定其位置，形成穩定的磁場空間。
這無疑大大增加了結構的複雜度和對絕緣的要求。
幸運的是，并州的橡膠產業已初具規模。
經過硫化處理後，製成薄片或管狀，用於包裹導線，隔離部件。
雖然工藝性能不及後世，但還是那句話，能湊活用。
張顯還讓第二匠作營的匠人製作了用浸漬桐油的厚紙以及陶瓷隔片等多種材料作為輔助絕緣。
解決完定子轉子，就輪到了傳動機構。
這個就不需要張顯親自動手了，他直接讓匠作營的大匠們製作。
每一個齒輪大匠們都是手工打磨，嚙合精準，摩擦最小，這技術不比後世的鉗工差多少，他們吃的就是這碗飯。
與此同時，鉛板蓄電池的研製也在同步進行。
張顯憑藉記憶，畫出了鉛酸蓄電池的基本結構圖。
鉛合金製成的格柵狀極板，分別塗覆正極和負極，浸泡在稀硫酸中。
至於說稀硫酸哪來的？
作為工業三母，張顯早就在晉陽進行了製作流程。
製作的流程很複雜，耗費了晉陽匠作營幾年的時間，差不多是在蒸汽機項目成立的時候這個項目就也立項了，前後經歷了數年時間，還搭進去了幾條人命。
簡單的概論就是利用點燃硫磺得到了的氣體與硝石加熱的氣體還有水蒸氣混合在密閉空間內反應凝結出來的產物。
這項技術如今已經算是成熟了，就是產能還無法跟上。
不知經歷了多少個不眠之夜，失敗了多少次，消耗了多少珍貴的材料。
工作檯上更是鋪滿了演算的草稿，地上散落著各種廢棄的零件。
張顯的臉上帶著疲憊，但眼神卻愈發的明亮，隨著不斷的動手實操，他對自己的專業知識也愈發的深刻。
諸葛亮更是以驚人的學習能力吸收著這些知識，從最初的懵懂，到逐漸的理解，如今甚至能獨立完成部分線圈的繞制和電路的連接。
終於，在一個午後，所有的部件準備就緒。
一台凝聚了張顯無數心血的原始水輪發電機被師徒倆安裝在了實驗室一角，通過一根臨時架設的傳動軸，與室外一條引入室內的，可控水流大小的水渠連接。
發電機輸出的兩根粗壯的橡膠絕緣導線，連接到了幾個串聯在一起的，已經灌注了電解液的鉛酸蓄電池上。
實驗室內的氣氛稍稍有些緊張。
張顯，諸葛亮兩人都屏住了呼吸。
「亮兒，鼓勵鼓勵為師。」
「額.......老師出馬，一個頂倆！」
「算了，以後你也學學溜須拍馬吧。」
張顯搖了搖頭，拉響了一根連接了室外鈴鐺的繩索。
隨著叮鈴幾聲響起。
室外，水閘被張顯的親衛阿山緩緩提起。
清澈的水流從水渠流淌而來，衝擊起水輪葉片，水輪開始轉動，越來越快。
實驗室內的發電機轉子也開始旋轉起來，發出低沉的嗡鳴聲。
師徒倆的目光都緊緊盯著連接在電路中的一個簡易檢流計上，這是基於電流磁效應使小磁針偏轉的簡易裝置。
起初，磁針紋絲不動。
一秒，兩秒————師徒倆的目光也紋絲不動。
就在倆人心中開始下沉之際，那根細小的磁針，極其輕微地，但確實無疑地————抖動了一下！
然後，開始持續而穩定地偏轉了一個角度！
「成了！」
諸葛亮忍不住的揮舞了一下拳頭，臉上露出了孩童般的興奮。
張顯長長地舒了一口氣，臉上露出了如釋重負而又無比欣慰的笑容。
「還好專業知識沒有全部還給老師。」
這電流雖然還十分微弱，這台發電機效率也低不算大，但還是那句話，湊活能用。
有了一，後面的二三就簡單多了。
一口濁氣吐完，張顯拍了諸葛亮後腦勺一下：「實驗記錄整理好，這都是以後的電學教材。」
「沒問題老師，下一步咱們做什麼？」
「等蓄電池蓄電，我們的實驗只是完成了第一階段而已。」
「那第二階段是？」
張顯拿起粉筆在發電機嗡鳴下於黑板上寫下幾個大字。
發射，接收。
「亮兒，先教你幾個理論。」
張顯開口，諸葛亮立刻進入秘書狀態，拿起一旁桌子上的紙筆開始記錄。
「第一，變化的磁場會產生電場這個是定律。
第二，變化的電場也會產生磁場這個也是定律。
此二者便是無線電的基石了。」
張顯停頓了一下，諸葛亮迅速記好，然後在兩個定律後面寫下自己老師的名字以做定律名稱。
停筆。
張顯點了點頭，繼續說道：「當線圈電感與電容組成電路，便能發出特定頻率的電磁振盪。」
「而當振盪電路的頻率足夠高時，並且通過開放形式呈現時，就能有效地向空間輻射電磁波。」
「這就是無線電的發射。」
張顯說完，諸葛亮那邊的記錄也停筆。
「所以老師，我們現在要做的就是發射機？」
諸葛亮問道。
張顯點頭：「對，現在我們有了發電機提供電力，蓄電池存儲電力，接下來就是解決電磁的發射問題。」
他的思路很簡單就是利用蓄電池提供能量讓感應線圈升壓，然後讓火花隙放電產生振盪最後利用天線進行輻射發射。
不過最近一段時間師徒倆都累的厲害，所以當張顯說完自己的設計思路後便讓諸葛亮收拾東西準備離開了。
「先歇幾天，這段時間陪謙兒樂兒他們都少了，亮兒，你記住啊，事情是做不完的，要合理分配工作與休息才行。」
從諸葛亮手中接過收拾起來的實驗數據與記錄，師徒倆便走出了實驗室。
「主公。」一直守在門外的許褚阿山等親衛拱手行禮。
張顯擺了擺手：「讓人守好這裡，除了我跟亮兒，誰都不能進入，把水閘也關了。」
「諾！」
回到將軍府，府內安寧祥和的氣氛與實驗室的緊張截然不同。
張顯先去跟鄒婉和張寧溫存了一番，略敘了幾句閒話，告知她們近期不會再忙於公務，打算多陪陪孩子們。
兩位夫人自是歡喜。
隨後洗了個澡，換了身衣物便徑直去了後院的演武場。
八歲的張謙還有十三伴讀正在童淵的指導下一絲不苟地練習著基礎招式。
小傢伙們的汗水浸濕了額發，小臉也因用力而漲得通紅，但眼神專注，每一個劈，刺，撩，掃都力求標準，隱隱已有了些架勢。
看到張顯的到來，張謙眼中閃過一絲驚喜，但並未立刻停下，而是堅持將一套動作做完，才收戟行禮：「父親！」
十三伴讀也都是行禮問候：「將軍！」
張顯走上前，拿起旁邊兵器架上的一根白蠟杆，擺手笑道。
「來，讓我看看你們這幾日的長進。」
說罷，便殺入一眾孩童之中頓時驚起一陣呼嘯。
面對張顯的殺入，張謙等人沒有絲毫的陌生，這情況也不是第一次出現了。
當即，張謙便大喝一聲「結陣」，隨後十四人便形成了一個并州軍的標準戰鬥小隊。
童淵撫須樂呵呵的往一旁走，嘴裡不時的嘟囔：「多大人了，還天天欺負孩子玩。」