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一群雙眼通紅,頭發和胡須蓬亂的年輕人在庫房里測試著元件.他們把規格相近的線圈,銀色的紙卷分門別類的排好.忽然,有一個小組傳出了歡呼聲."有電了,有電了！"
他們把兩組線圈分別繞在一個鐵芯上,在一組上通電的瞬間,第二組的接頭附近也冒出了火花.他們重復了幾次,每一次都獲得了成功.
"這不就是大師要求的,不接觸的傳輸電嗎?"這一組是負責鐵芯線圈研究的小組.他們在鐵芯線圈的改裝中,突發奇想再單獨繞上了一組線圈,就達到了這樣的效果.
其實這就是一個普通的交流電變壓器,只不過,眼下他們都使用鉛電池供電,是直流電,所以這個變壓器是沒啥意義的.
過了兩三日,李治前來檢查成果.發現他們已經完成了很多線圈和電容的制作.除了各種形狀不同的貼心線圈之外,所有的線圈都是用統一粗細的銅絲在同樣直徑的紙卷上繞成.相應的所有的電容也是同樣厚度的油紙作為絕緣層,兩面卷成筒狀.李治表揚了他們的制作,然後要求他們把線圈繞制的圈數,和電容所用油紙的面積標記出來,然後把圈數的三次方乘以電容器面積數據相同的組合,把這些電容和線圈串聯起來,然後一端接在間隙很小的隔斷前.然後把一組線圈作為發射端,不停的接通電池和斷掉電池.隔幾米之外,擺上一排沒有接電源,但是接上火花放電間歇和黑色背景作為觀察.
果然,在發射極的電源接通時,那些接收機也產生了大小不一的火花.
這是因為,電容和電感電路的諧振頻率正是由電容和電感乘積的平方根的倒數決定的.而在這樣規格下,電容的大小與使用材料的面積成正比,而電感則是與繞制圈數的平方和電感長度成正比,把電感長度寫作圈數乘以導線直徑表示,這樣的等量代換下就是與圈數的三次方成正比了.
至于不同的火花大小,是因為共振電路的品質因子決定的.串聯的電感和電容是與電阻成反比,電感和電容比值的平方根.並聯的正好是這個的倒數.
經過模索,一個感應出火花最大的電路是電感和電容並聯的,有著比較小電感和很大電容的電路.看見幾米之外放電間歇一次次的感應出顯眼的火花,李治滿意的點了點頭.這個技術雖然實現起來很簡陋,不僅在十九世紀末期的無線電發展初期,確鑿無疑的證實了電磁波的存在,更在二十一世紀初,還承載著無線輸電的理論基礎.
其實無線電和無線輸電都是電磁波的諧振,只不過使用的頻段,傳輸效率不太一樣而已.在一些實驗室的驗證模型上,無線輸電的效率只有可憐的5左右,驅動一些小玩意可以,大量使用則是實在是太不經濟了.因為線圈距離遠了,泄漏的電磁波就不可避免的增多,這樣的問題是無法回避的.而如果提高電磁波的頻率和方向性,那傳輸距離又會受到影響.
不過對李治而言,有了這樣的實現,電報的出現就不遠了.這幫饑渴的年輕人看到這樣神奇的道術在自己雙手下實現,驚嘆之余,不禁問道:"大師,這樣的電火花,可以用來干什麼啊?"
李治解釋道:"這個就要看你怎麼用了,比如我在這一段合三次開關,你那邊就會收到3次閃光信號.如果我們以前約定,3次代表一切順利,那麼我就把這個消息傳遞給了你."
"可是,這幾米的距離,我喊一嗓子不就能告訴你這個消息了嗎?"
"如果我告訴你們,這個傳遞,可以在幾百里的距離上實現,我在濟南發報,在長安立刻就能收到呢?"
圍觀的人們面面相覷,他們被這個宏偉的構思震懾到了.
"好了,這幾天干的不錯,好好休息一天,明天我來給你們演示,不需要出現這個電火花,我們可以讓機器寫下來收到的信號！"
"大師,我們不困,現在就演示吧！"一群急切的人不干了,他們忍不住想看這是怎麼辦到的.
"哎呀,你們不困,我困啊.我提示你們一下,這個電火花,如果引入到你們以前做的那些電磁鐵上,不就是可以驅動他們開關了嗎?如果在電磁鐵頭上裝一個筆,下面放一個轉動的紙條,那麼有信號,他就會在上面打一個點……恩,不過,這個直接接收到的火花很小,沒法直接驅動.而且呢,電磁鐵不管通正電負電都會動作,你們要用那個礦石的單向導電的檢波器把這個接收到的可以雙向流動的信號,從背景電流上分離出來.這是相當復雜的,你們想不明白,還是等我明天給你們演示吧！"
"大師,你還是現在就演示吧,我們心急如焚,不弄清楚實在睡不著啊！"
"大道萬萬千,你若這樣急切,一輩子都不要睡覺了！"
沒錯,無線電應用上百年了,仍然沒幾個人知道其中的原理和構造.一百多年來,無數的科技知識爆炸式的發展,每天產生的科學報告恐怕比起點上傳的小說還多,根本就是看不完.人類的知識正在以火箭般的速度超出人類智力的極限……
而且這樣的報告並不是憑.,！空想象,或者在已知世界內隨意拼湊的,它是實實在在的建立在數學分析和理論基礎之上.要不然,硫酸和鉛板,你怎麼會知道怎麼接就會產生電流?一個繞成圈的導線,一個壓扁的夾心銀箔板,怎麼連起來就能產生電磁波了呢?給猴子一台鋼琴,它就會彈出肖邦來嗎?數學確實有一個機率,但這個幾率是如此之小,以至于可以用不可能來描述.而且不研究研究數學,還真的數不出來這個數！
如果說無線電傳輸的核心就是電容和電感的串聯或者並聯,這是電磁波理論,也就是麥克斯韋哪貨整理出來的優美公式預言的,那麼如何把其中收到的微弱信號加以利用,那就是另一項偉大的工程,或者說前者是科學,後者本身就是工程,他們是如何相輔相成,以至于離開了一項,人類的智慧就會忽然變得笨拙衰弱一事無成.
如何讓電路只在接受到電信號時導通並產生一個比較大的脈沖,最早的解決方案和電話的碳膜電機一樣:碳膜是被聲波振動,導電率產生明顯的變化,因此產生了一個變化的脈沖;而電磁波則是用的鐵屑,就是傳說中的鐵屑檢波器,在有電磁波的時候,鐵屑被吸附在一起,導電率提高,產生了一個通電的效果,因此在主電路里就接收到了一個很強的信號.
後來,愛迪生在研究燈泡的時候,不小心把一個銅板和燈絲一起封入了燈泡的真空管內,燈絲受熱時會發出熱電子,射在銅板上就產生一個熱電流.因為電子只能從熱燈絲跑出來,射到銅板上,所以這就是一個簡單的單向導電的電子管二極管.
不用說,他們後來在燈絲和銅板中加上一些窗格一樣的電極,如果加上一個反向的電壓,電子受到這個場強的影響,原本流向銅板的就會因為這個電壓的阻隔而停下來,這就達到了小電壓控制大電流的效果.這就是弗萊明在愛迪生效應基礎上發明的電子管三極管了.直至今日,一些高檔音響上仍然使用性能優異的電子管三極管作為最關鍵的電流放大器件.香港人稱其為"膽機".電子管三極管因為壽命不長,經常損壞,所以要方便更換.膽機的電子管都在方便更換,自然也是很容易見到的外部,所以膽機也就有了蒸汽朋克版的奇異美感.
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