皇宋锦绣-第536节
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第五百八十五章 实验室和白炽灯
定海军的实验室,在赵信的指导之下,直接走出了白炽灯的这一条路,不能算是错,因为相对于早期的电弧灯来说,白炽灯更加的安全,不光是使用时候的安全,还有对于眼的保护,白炽灯都要高于电弧灯,这也是它在历史上取代电弧灯的原因。全本小说网;HTTPS://щww。taiuu。com;
电弧灯跟白炽灯,这是两个发光的原理,电弧灯主要是让电流通过的发光气体,催动发光,这是比白炽灯早了差不多六七十年的发明。
不过早期电弧灯,它发不出白光,后世常用日光灯,它借助着的电流,通过低压汞气的时候,发出紫外线,这个紫外线再经过了荧光粉的还原,形成了类似日光的等。
在没有这样的荧光剂之前的,电弧发出的,多是一些其他颜色的光,比较好一点的,有蓝光和红光,稍差一点的,就是紫外线,紫外线有强烈的杀菌作用,可是日常使用,对于眼的危害相当的大。
赵信没能力做出来荧光剂,或者是补光剂,无法让那个电弧灯光线变成白光,也就主动放弃了这一点,走白炽灯这一条路。
白炽灯跟电弧灯的发光理念完全不同,他不是电流通过发光气体发光,而是的电流在金属上面通过的时候,因为电阻的关系,电流会不停的加热金属,当金属加热到一定温度的时候,就会发出光芒,当这个温度高到一定程度的时候,发出的光芒炙热的如同太阳光。
实际上,太阳光也同样是燃烧的形成,不同的是,太阳上面,无数的元素,不停的聚变反应,最终发出了光和热。
这是一种热光源,电流再电阻的作用之下,发光发热,这应该是一个强氧化的作用,加热本身就会促进氧化的过程,最早使用各种金属的灯泡,之所以使用寿命较短,也是因为如此。
19世纪的时候,对于自然科学,已经有了一定的认识,比如说一些常见的物质的基本特性,熔点沸点之类。
很多研究灯泡的,不约而同的选择了铂金,原因就是在于,铂金更容易加工并且熔点比普通的钢铁要高。
实验证明,铂金的熔点虽然很高,大概是1760度,对于灯泡来说,还是太低了,在电流加热,发光之后,温度会迅速的上升,铂金哪怕稳定性比较强,到了熔点之后,也会熔断。
在铂金这样的金属都不行了之后,之后,选择的都是熔点高物质。
碳纤维就成为了一种选择,首先碳的熔点很高,高达3500度的熔点,足以承受住电流的高温,唯一需要考虑的就是氧化性,只要真空就可以了的。
实际上,不是什么完全真空,这个时代的工艺,也达不到抽成完全真空,只要抽去绝大部分空气就可以了。
用竹子碳化制作的纤维,这玩意,还容易加工,在中国无数种的植物,总有一款合适的,说不定,日本的那一款竹子,就是在中国引进的。
随便找到竹子,然后通过特别的方法,加工成细小的条形,然后通过实验室的方法的,高温烧成碳,这个控制起来并不容易,好在竹子太多了,也很好找,1000个,1万个之中,只要成功了一个,就可以实验。
实际上,整个寻找的过程之中,制作难度没有那么的困难,成功率大概在7成左右。
用玻璃厂制作出来玻璃瓶子,固定下来电路和灯丝,然后用抽管,抽出绝大部分的空气,就简单的形成了一个的灯泡的实验体,然后通电点亮。
在经过了几次失败之后,电灯终于亮了,实验成功之后,就是一个实用性的实验,这种要在日常生活之中使用的东西,寿命不能太短,真的是几个小时,十几个小时,也不够用啊。
竹纤维在第一波实验之中,就展现了它的作用,第一个灯泡足足坚持了72个小时,这就有了初步使用的可能性。
接下来,一方面,研究灯泡的性能,如何让空气抽的更加的到位,防止氧化损害灯泡,另外一方面,在电路还有纤维形状上面,进行调整。
赵信还画出了后世的灯泡的形象,给与帮助,在调整了诸多的配合之后,灯泡的寿命增加到了90个小时,这已经有了基本上使用的可能。
赵信记得,爱迪生发明的实用性灯泡,他的寿命是170小时,这个大大高于现在的,他更愿意相信是材料上面的原因。
日本的竹子,暂时,还没有办法到日本进行寻找,未来,当大规模的船队建成之后,跟日本交流的时候,可以选择一部分的地方的竹子的种类进行研究。
现在,他找的竹子,只是附近有的,未必是最好,对北宋常用的竹子实验,应该是有收获的。
双管齐下,效果当然很好,在反复试验之后,总算挑选出了河北附近的一款竹子,在实验室之中的验证之中,取得了420个小时时间,哪怕在大规模生产之中打点折扣,也算是相当不错了的。
在没有金属钨的前提下,竹炭纤维,就成为了灯泡天然的材料,420小时,每天6小时的前提下,可以使用70天的,就算是12小时,也可以使用一个月以上的。
这个经过了一系列的研究,特别是赵信还有众多的研究者加入进去,最终定型的灯泡,比起后世的白炽灯来说,大了很多,有些像是浴霸上面,400瓦的灯泡,巨大的玻璃体,加上铁质后壳,跟后世灯泡有些相像,这也是赵信的懒省事,毕竟后世的灯泡,哪怕比较便宜,也是在多年的时间之中,最终验证下来的,那肯定是好的。
现在赵信的能力,还没有办法验证后世的形状上面的理论,可是拿来主义的使用,还是没有问题。
真空的问题,只能够抽气解决,这个时代的密封状况,可能抽取也不是完全的真空,甚至是连半真空都算不上,却也可以接受,目前的状态下,200小时以上都可以了,更别说是400小时。
定型之后的灯泡,开始生产,不过只是小批量生产,最终只是生产了2000个左右,这样的效率,在玻璃厂提供玻璃,钢铁厂提供后壳之后,灯丝,安装和抽气,基本上,都是在实验室之中完成的。
2000个,抽调一部分人员过来,按照每天200个的速度,也最多需要10天,没有必要制造很多。
赵信制作灯泡,只是为了让实验室方便一点,而不是为了普及的照明的。
定海军一共制作了12个发电机,供12个研究所使用,这些发电机,跟后世比起来,非常的简陋,3千瓦的时效,还不是每时每刻都可以的。
为发电机提供动能的,不是蒸汽机,更不是内燃机,而是一些牲口,比起耐力来说,牛马并不是最好,不可能24个小时一直的,轮换的话,效率会降低。
最关键的是,牲口们的速度快慢不一,产生的电流,往往需要通过一定的稳压装置,注入到一些电池之中,才能够均匀放出来,否则的话,一个电压不稳,再怎么好的灯泡,也承受不了,更别说这个时代的简陋灯泡。
好在,白天,除非是一些特别的实验,否则也不需要电灯,主要是晚上,只要提供足够多伏特电池组的,勉强可以支撑研究所的使用。
又不是带动的高耗电的装备,充其量就是几十个不同亮度的灯泡,最普通的伏特电池就可以了,赵信到是没有再开金手指,把铅酸电池弄出来。
这种更加的成熟的电池,在未来时代,运用了好几十年,从最初出现1859年,到21世纪电瓶车普及的时代,还在使用,可以说,整个1920世纪,基本上说起电池,那就是铅酸。
最简单的伏特电池,不需要什么合金,也比较的简单,铅酸,赵信只是知道一些简单的原理,而不知道生产的过程,暂时可以先定下来,未来等电学上面的研究更进一步的,在研究就好了。
伏特电池,对于一些简单灯泡,还是没有问题的,最多就是大量制作就可以了,通过充电放电,形成稳定的电压和电流,保证工作时候使用。
当夜幕再一次的笼罩了定海军的大地的时候,研究所亮起了灯,赵信这么一个穿越者的异类存在,定海军跟世界上主流的研究不一样的,没有走电弧灯,而是直接白炽灯。
电弧灯,多是蓝光,或者其他的光源,这是带电的气体发光,不是日光一样的全光源,对于眼睛上面,就不是那么的友好了,而且亮度不高。
在黑夜之中,没有光的时候,选择弧光灯也是没有办法的选择,可是现在,有了更高的灯出现,当然放弃了这些。
研究人员惊喜的发现,黑夜再也不是阻碍,他们往往在黑夜之中,只能够做简单的实验,依靠蜡烛,大部分步骤也需要进行严格的控制,这对于实验室来说,很不友好,煤油灯虽然亮度更高,可是限制性就更大了的。
实验室之中,不都是安全东西,只要实验,肯定会伴随着一些气体和其他东西的排放,化学的东西,很多都是易燃易爆。
在蜡烛和煤油灯这里,他们是明火燃烧,把可燃物燃烧进行光的释放,必须要通气,也会燃烧氧气,一旦混入易爆气体,就会发生危险。
在实验室建立的初期,曾经有研究员,在做研究的时候,疏忽安全规则的,最终造成了严重的后果,发生了爆炸,不但实验室之中的所有人员都身死,实验器材也破坏了很多。
后来,赵信总结了事故原因,最终确定了实验规则,在做未知实验的时候,不允许在黑夜之中,同时,有明确的可燃,可爆气体的释放,或者是跟氧气燃烧混合出有毒气体的时候,不允许在晚上。
这样的限制就非常大,定海军实验室之中,这样的实验不少,大部分也是向新实验摸索的,这样一禁止下来,整个实验室,可能一天只有能见度最高的几个小时,可以进行这样的实验。
现在,灯泡的出现,只要一个,就可以把实验室照亮,一些对于光线要求比较高的实验,还可以用台灯这样,可以把灯光聚集再一起的工具。
白炽灯虽然是热光源,在灯泡内部温度也很高,可是他的其中被抽成半真空,也密封了之后,不与外界的气体交流,这就非常安全。
就算可靠性不强,会烧坏,让灯泡不亮,也只是不亮而已,在灯泡的设计之中,参考了后世的设计,灯丝之间相当的细,也用一定的方法,形成了一个闭合的电路,只要灯泡坏了,就是灯丝烧断,闭合电路断绝,那就不会有电流流过,也就不会加热,最起码对于周围,是安全。
白炽灯的出现,在一定程度上面,推动了积极性和效率的提升,在电灯出现的一两个月时间之中,研究所的各方面的效率提升了很多,电灯带来四分之一研究时间的延长,是一个方面,研究员自发的积极性,则代表着另外一个方面。
赵信关注的并不是这个,见识到了后世,更加节电,更加明亮的led光源,白炽灯,还是最初级的白炽灯,根本入不了它的眼,他更加关注的是整体的效率问题。
经过测算,一般一个小一点竹炭纤维白炽灯,它的瓦数在70左右,亮度上面,大概是相当于后世40瓦左右的普通白炽灯的灯泡,100瓦的相当于60瓦,140瓦大概相当于80瓦。
这样对于电力的浪费较大,好在,整个定海军,大部分的实验室,都是比较简陋的,一般100瓦的灯泡就够了,也就是牛大力这样的大型冶金实验室,才会用到超过寻常实验室10倍的房间。
白炽灯的出现,让定海军最起码在实验室之中,解决了照明的关系,大大的延长了研究的时间,让实验的效率大大的增加,科学上面的东西,来不得半点虚假,没有足够的累计,也就没有突破和成果,之前积压下来的积极性,迅速的展现,定海军获得了一大批的成果,这或许是灯泡发明的意外之喜。
第五百八十六章 效率和扫盲
夜晚的定海军,平淡之中,多了不少的声音,不夜城的称号也随之而走,这不是北宋东京,那种伪的不夜城,那里的不夜城,只是在某些区域,这是真正的不夜城。(全本小说网,https://www。taiuu。com)
电灯已经出现,不过,对于定海军而言,成本还相当的高,目前来说,只能够让定海军实验室内部使用,因为必须要拖着一个巨大的发电机,光是几十头牲口,都有些难以安放,放在实验室里面,专门开辟出场所,放在外面就不行了。
可是,煤油灯的出现,解决了这个问题,有了透明的玻璃,只要保持透气,不用必要的开口,开在底部也可以,这样的灯具,不惧怕风吹,加上煤油灯只要灯芯调整到一定的亮度,明亮