登陆注册
2207600000008

第8章 发明魔术师(2)

这时开始普及瓦斯照明。当时还不能制造出发光很强的瓦斯灯,但即使亮度比较小的瓦斯灯也比油灯亮得多。应当注意到,在18世纪末的产业革命之后,机器工业开始了极其迅速的发展。在许多工业部门中出现了大型机械化企业,而由于每个工作日被延长到14-16个小时,所以企业的照明问题就具有了重大意义。用火焰作光源来照明,是不能令人满意地解决这个问题的。此外,用火焰作光源所发的光通过量不大,这种光源的特点在于它们需要单个点火和灭火,还需要经常保养和补充燃料。在用瓦斯照明时,空气中的氧气就被喷嘴燃烧掉,因此工作场所的空气就很坏。瓦斯灯是由敷设在工作场所的瓦斯管道来供给瓦斯的。如果管道一旦漏气和瓦斯灯偶然熄灭,瓦斯就要污染工作间的空气。在消防方面来说,所有火源都是不安全的。而在那些空气中有可燃尘埃(特别是纤维尘埃)的地方,是完全不能采用火焰作光源的。

这种照明状况,远不适合于社会和生产的需要。寻找新的照明方法,变得越来越迫切了。深入研究新照明原理的主要任务,是要避免用明火。不但要清除照明设备的易燃性,也要降低氧气在燃烧过程中的消耗。科学家、发明家都注视和研究着电流照明的可能性,扩大了对制造弧光灯和白炽灯的研究试验工作。

这两方面的研究工作,各自独立地展开了。制造令人满意的弧光灯,要比制造实用的自炽灯进行得早:19世纪50年代就已制造了几种具有复杂的自动调节器的弧光灯。它们开始被用于露天的空间照明,用于灯塔,用于大的公共场合的照明。但这些光源的电能供应的情况很不好:每一盏弧光灯都有独立的电源,这就使这种装置造价很高。弧光灯本身就是一种强大火焰光源,虽然获得了某些推广(实际仍旧只是用在特殊的场合),但只能算是为照明技术的新方向开了个头。在70年代,出现了较好的(格拉姆的、西门子等人的)发电机,找到了在同一个电路中可同时点用许多弧光灯的方法,在使用这些灯的技术上也有了改进。但由于弧光灯放射出极强的光通量,又是火焰光源,所以它就不能被广泛采用。

巴·亚·亚布罗齐柯夫在1876年发明了电烛,即光度比较小的弧光灯,使电照明的应用大大地扩大了。亚布罗齐柯夫电烛开始用于街道、商店、旅馆、沿岸街、港湾、工厂以及住宅照明。但电烛的普及却受到以下情况的限制:电照明的用户要靠自己的设施才能保证自己的照明设备有足够的电能,这就使电烛照明价格昂贵。电烛的持续照明时间为两小时左右,两个小时后就需要更换新的电极,所以就要求要经常细心地对整个照明装置进行维修。再说,电烛像其他弧光灯一样,也是火焰光源。

电照明问题,由于许多人从事于制造白炽灯的研究,在70年代最后一年得到了解决。托·阿·爱迪生没有发明出白炽灯原理。如果分析一下在爱迪生以前的人对白炽灯所作的研究工作,那么就会清楚,白炽灯装置的基本原理早在爱迪生进行研究之前就已完全形成。当时需要的是选择一些最有利的、最合乎理想条件的、用起来又很方便的电灯元件,尔后再把它们装起来,成为一个完整的装置。需要的是要明确地想像出电照明的整个系统。而这一种设计合理、完全适合于广泛应用的、节省电能的白炽灯,人类却正是得自于爱迪生之手。白炽灯就是爱迪生的有趣的科技思想的体现,是他精心设计、仔细研究和真正大规模试验的结果。

爱迪生怎样产生了必须改进白炽灯和要研制出新的照明系统的想法呢?某些史料指出说,这些研究工作的某些动机是在爱迪生了解了(大概是在1876年)罗德金灯之后产生的。而该灯的样品,是被派到美国接收俄国海军部定购的巡洋舰的阿·姆·霍京斯基中尉带去的。在彼得堡与罗德金共过事的霍京斯基,把灯的样品运到美国是完全可能的,而向造船家和电工技师提出在船上安装电照明的要求在当时是进步的和适宜的。但应当指出,在那些年里已经有人制造出了比罗德金更合理的白炽灯。爱迪生肯定知道这些种类,因为技术报刊和普通报刊对这种灯都作了详细报导。因此,还没有达到实用阶段的罗德金灯的结构,并不能有助于特别是促使爱迪生进行这一工作。

在法国和其他国家,用亚布罗齐柯夫电烛安装起来了很实用的照明装置。亚布罗齐柯夫是用小功率的弧光光源进行电照明的先驱,所以他所作的研究工作,就不能不影响电工学家们的观点、意向和研究工作。报刊已证实了这一点。1879年在有关爱迪生顺利地制成白炽灯的消息发表时,12月21日的《纽约先驱报》指出了爱迪生的先驱者们,其中包括亚’尼·罗德金和巴·尼·亚布罗齐柯夫在这方面所进行的研究对他具有什么样的意义。

爱迪生在1877年一年中,对白炽灯进行了一些试验。他曾试图用炭、白金、硼、铬和其他物质来作灯丝。试验没有成功,制出的灯不能令人满意。但是就连这些初步的试验也很有说服力地向爱迪生指出了白炽灯的属性--与弧光灯比,它优于弧光灯,它光通量不大,而且也能像弧光灯一样能在照明场所进行合理的配置。

1878年,爱迪生到康涅狄格州的安索尼亚市参观了著名的电机和弧光灯发明家威廉·华莱士的电器工厂。华莱士一法默系统发电饥是美国最普及的一种。在这里所见到的一切,都对爱迪生产生了巨大的影响。他给门罗园实验室买了一台华莱士一法默发电机,并详细了解了发电机和弧光灯的性能。通过这次参观爱迪生确信,白炽灯问题的解决,无论是对技术来说,还是对社会来说,都是极其重要的。白炽灯不仅会使照明技术发生根本变化,而且也会给整个电工技术带来蓬勃生气,会使工业所起的积极作用得到巨大的发挥。同时,在这件事上是需要花费巨大力气才能有所成就的。但困难没有把爱迪生吓倒,他勇敢地迎着他开始所完全没有想像到的困难朝前走去。整个照明的发展史和在电能生产中所获得的进步,使爱迪生深信对白炽灯设计的研究是适宜的。爱迪生说:“进行惊人的发现是很容易的,但改进这些发现使之有实用价值就困难了。我就是正在致力于这一改进的工作。”爱迪生对工作方向的总的评述,用到他制造实用的白炽灯这一研究工作上也完全适用。

爱迪生1878年起,对电照明问题给予了更大的注意。很可能,电照明在当年的巴黎世界博览会上所得到的轰动一时的成就,在那里所展出的电机制造业、电器制造业、安装技术和电工材料学的成就,使爱迪生深信电照明的前景是光辉灿烂的。亨利·福特在其对爱迪生回忆中转述了爱迪生的下面一段话。

恰好在那时(1878年),我想着手研究些新东西,巴克教授就建议我研究怎样把电光分成像瓦斯灯头那样的小光源。这已不是新的想法了,因为我已在去年进行了一系列照明方面的试验。但由于要研制留声机,我中断和延缓了照明方面的试验,现在我决定恢复这些研究工作。

回家后我就立即开始收集各种情报资料。这是瓦斯照明的时代。我弄到了瓦斯科技协会等团体出版的所有新杂志。我由于收集了所有这些资料,了解了纽约瓦斯输送网的瓦斯分配情况,并直接观察到这种情况,所以得出结论是,电光分析问题是能够解决的,而且在商业上也是适宜的。我认为,为实际推广白炽灯,白炽灯应至少在两个方面与瓦斯照明光源相同:1.白炽灯应创造出适中的照明度;2.每盏灯点燃都应完全不受其他灯的影响,它可以点燃可以熄灭,不干扰其他灯的工作。

爱迪生根据这些设想开始进行试验。他得出的结论是,为了解决电光的分开使用问题,就必须要有阻抗强和发光面小的灯;此外,电灯应并联接入电路,这样就可使每盏灯都能独立点燃。爱迪生在设计白炽灯的人中是第一个清楚地懂得,采用弱阻抗的灯丝就需要电压比较低的电流,因而也就造成了电网导线材料使用量的增大。这一正确的观点,使他更要下定决心停止弱阻抗电灯的试验,所以在爱迪生的研究工作中,以及后来在其他发明家的试验中,都永远不再用弱阻抗灯了。

在亨·福特的回忆录中,还引用了爱迪生的下面一段话:

我对炭的属性很熟悉,而且也懂得,如果能用这种材料做成像人的头发那样细的线,那么就可以得到一种发光面小而阻抗强的灯丝。但这种易碎的灯丝是否能抵抗住机械的振动?是否能经受住1000个小时的华氏2000多度的炽热?其次是:怎样才能把这个已具有灯丝形状的导线装入已抽成真空的空间里,以便空气在灯丝的各种不同温度下的发光过程中,都不会进入这一真空内破坏灯丝?问题还不仅限于此!电灯应不仅要符合实验室的要求,而且也要成为可供经营的商品;生产成本要低,又可以大规模地制造,并能完整地运转远方。这些设想和许多其他一些不那么重要,但也并非不重要的设想,就形成了重大而又纵横交织的复杂问题。

爱迪生的这些观点,在研究电灯的初期就已完全成熟,并成为进行深入研究和周密设计的指导思想。

三、发电站

爱迪生发明的白炽电灯结构形式合理,宜于实际推广使田,但它只是被称作“爱迪生电气系统”这一综合体中的一个环节。因为制造出好的光源,固然对发展电照明起了重要作用。但是,由此拟定出的一整套复杂的照明系统则更具有巨大意义。

在电工学史上,特别是在电照明方面,一个发明家不仅研制出了主要设备,而且也研制出了配合这套设备工作的整个系统,这种例子我们能举出的只有一个,这就是“电烛”(即没有调节器的弧光灯)和以“亚布罗齐柯夫电气系统”而著称的照明系统的发明家、俄国杰出的发明家巴·尼·亚布罗齐柯夫的研究工作。

爱迪生把白炽灯作为一系列综合研究的出发点,对这一综合体作了十分周密的考虑。他懂得,不解决电照明的综合系统的所有问题,他所发明的白炽灯就得不到很快推广。爱迪生本人对这一综合体的主要问题作了如下的表述:

第一,要详细制订出使用范围广泛的和原理上正确的电能分配方法。这种方法从科学观点上要说得过去,从经济学观点上说,能适用于商业经营。换言之,要拟定出既符合电能特点又符合电能利用的方法的计划,而在其细节方面它又相似于瓦斯照明所已做到的那些东西。这个计划应包括电力网、导线和为保证多方面供电而采取的因某一地段发生故障或事故而引起的停电现象的措施。

第二,要设计出能普遍供照明用的光通量较小的白炽电灯。它既应便于简单地往电线上连接,而且每一盏电灯又能独立工作。它还应价廉物美,以便胜过瓦斯照明。其性能也应稳定耐久,用户使用安全。

第三,要像瓦斯供应那样,创造出一种可以用来计量或计算供给用户电能的方法,而且要通过安装在用户住所的计数器,简单方便地办到这一点。

第四,要详细研究可以敷设在地下或用瓷瓶架设在电杆上的电线的结构。要从电线上能很方便地分出支线为沿街的建筑物供给电能。进行地下敷设,需要用护套或管子保护电线,为了便于用户接线,管子应在任何地方都可以开出接入导线的引人口。因此,需要研究出引人口的结构、分线盒、连接点,以及根据每一个单独用户用电需要而配备的其他零件。

第五,要研究出在分配系统备点上稳定电压的方法,以使所有的电灯不受数量和离电站的远近的影响,而发出同样的光来。必须预防电灯在电流发生剧烈起伏时熄灭。必须创造出在电站调整电压的方法,以便在电力网的各个地方保持住所需的电压,而且电站本身应有指示仪表,随时指出电力网各个地方的实际电压。

第六,要设计出把汽能变成电能的经济有效的高速装置,以及电机起动和制动装置,调整和平衡电机负荷的办法。还必须为保障工作的连续性而研究出电站的蒸汽部分和电力部分的总体布置。

第七,要发明防护装置,以便使能引起火灾和造成其他破坏的多余电流,不能进入电力网。要研制出开关、灯头、灯口以及接照明器的内部布线方法。

这就是爱迪生为制造电照明系统而要进行研究的内容。现在我们分析一下,爱迪生是采取何种技术上的办法去实现这个宏伟计划的最主要的项目的。

爱迪生照明系统继白炽灯之后的最重要部分就是发电机。1874年威廉·华莱士和姆·法默共同在美国制造了发电机。这时在欧洲,研制出了格拉姆环形电枢直流电发电机,以及赫夫纳一阿利捷涅克鼓形电枢发电机,因为发电机是由柏林的西门子一哈尔斯克工厂生产的,所以通常称为西门子电机。发电机的发明者是这两个厂的助理电技师。但这样的发电机器没有输入美国,在美国安装的或是华莱士一法默发电机,或是布拉什、韦斯顿及其他美国设计家设计出的发电机。所有的美国发电机,通常都是指定用来向串联在电路上的弧光灯供电,所以它们就产生电力恒定的电流。而爱迪生则需要一种恒压电流为并联接起来的电灯供电。在用恒压电流的情况下,所有接入电网的灯都应发光。所以必须研究出另外一种类型的发电机。

同类推荐
  • 吕不韦十讲

    吕不韦十讲

    王朝的建立需要血与泪的浇注,是谁无怨无悔地奉献了自己的一腔热血,又是谁默默无闻地流尽了最后一滴泪,历史的车轮不会因为他们的牺牲而驻足。君臣博弈,胜的骄傲,败的灭亡!父子博弈,胜的真能骄傲,败的真能灭亡?吕不韦的悲剧是对君臣共荣、互利的否定,更是对君臣斗争、暗算、倾轧的写照。血腥的斗争莫不以两种结尾收场一不是君亡便是臣灭。吕不韦献身于这场斗争中,失败的却是既为臣又为父的自己。甚悲哉!“狡兔死,走狗烹。飞鸟尽,良弓藏。敌国破,谋臣亡。”这是几千年中国历史文化的经典性总结。尖锐与现实的评判折射的是吕不韦之类的名臣们悲惨的结局。慨叹吕氏悲惨的人生之余,我们似乎应该回过头,看看他传奇般的人生。
  • 李嘉诚全传

    李嘉诚全传

    “传记”部分,从李嘉诚祖上搬迁定居潮州开始,到其父李云经违背祖训下南洋,再到他年幼时就随父迁到香港,逐渐成长为华人世界首富,全面地反映了李嘉诚家族的传奇经历,对他的个人成长经历进行了细致的描写,对他创造的商业神话进行了再现。后两篇着重分析李嘉诚的管理智慧、资本运作技法、做人原则以及运用财富的高度,并对其旗下的几位香港打工皇帝进行了详细讲述,这是以前的李嘉诚传记中看不到的内容。
  • 世界最具发明性的科学大家(4)

    世界最具发明性的科学大家(4)

    我的课外第一本书——震撼心灵阅读之旅经典文库,《阅读文库》编委会编。通过各种形式的故事和语言,讲述我们在成长中需要的知识。
  • 林徽因画传

    林徽因画传

    林徽因,1904-1955,原名林徽音,福建闽侯人。中国著名建筑学家、新月派女诗人,为中国第一位女性建筑学家,同时也被胡适誉为中国一代才女。
  • 李时珍与《本草纲目》

    李时珍与《本草纲目》

    本书从李时珍的家学渊源,行医经验到著修本草纲目说起,对李时珍的医学成就和本草纲目的医学资料珍贵价值都进行了介绍。
热门推荐
  • 前任最大:爱你别逃

    前任最大:爱你别逃

    他是C城的传奇,年纪轻轻便坐拥数亿家产,她是雪藏后复出的话题女星。靳睿宸:“向南,六年后再见,他是娱乐巨头DC集团的首席总裁,她是DC旗下的新人娱乐经纪人,他穷追不舍,我警告过你不要再进娱乐圈他霸道无理,敲门砖是任意人物的名字哦~~~),她心灰意冷,她且战且逃。恨到地老天荒。陈子然:“顾阳,爱到至死方休。你是想要我再摧毁你一次么?”向南冷笑:“你是谁???”(圆圆群号:389103974,你以为你还逃的掉吗?”。顾阳纳闷,当年他不是对她说:“你这辈子都不要再出现在我面前了吗?”现在他是在闹哪样???
  • 经理人必备会计与财税知识

    经理人必备会计与财税知识

    企业经营管理的每一项成就都是经理人员的成就,每一项失败也都是经理人员的失败。中外企业的无数案例都证明了一个结论:经理人员的学习能力、知识视野、理想、献身精神和人格决定着企业的经营管理是否成功。《经理人必备会计与财税知识》是经理人必备系统丛书之一,阐述了企业会计的基本知识、财务报表与经营分析、非财务人员的财务管理以及税务知识与税务筹划等内容,是一本管理者智慧的枕边书。
  • 不婚终结号:霸爱小甜妻

    不婚终结号:霸爱小甜妻

    他是莫氏集团继承人,奉行不婚只爱潇洒一生。她是人见人爱、撒谎不眨眼的谎话精。当她误闯了男厕,遇上了他。他不想结婚,她更不想结婚。他遇上了怎样的奇葩?当不婚主义者,化身结婚狂,她和她的小伙伴都惊呆了……
  • 绝色锋芒之僵尸雪颜

    绝色锋芒之僵尸雪颜

    商雪颜,穿越到一个奇特的种族,本来只想做一个米虫的她,却不料,即将要面对更加严酷的角逐……
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 花开雾夏你未归

    花开雾夏你未归

    她完美的诠释了什么是不顾一切的去爱,“你很下贱。”这是他吻她之后说的话,她触碰到这几个字的时候,血液和心脏激烈的碰撞,明显感觉到了所谓的破碎。她不是好女生,也从不标榜,就这样在彩色的世界,活着自己的黑白。下贱,也许吧,在他们的世界,她一直就充当着那样的角色。
  • 季羡林为人处世的36堂课

    季羡林为人处世的36堂课

    在变动不居的人生道路上,我们改变不了环境,水到渠成的人生智慧。,要想洞穿世事,洒脱自在,长者随心所欲,却也不能轻易改变自己。这里讲述的就是季羡林的道法自然,这是进退自如的人牛智慧。这是一本凝聚了季老一生的思想精髓,引申出现代人为人处世智慧的经典之作。这是一本有别于一般快餐式的哲学书籍,并未简单讲述人情世故,而更着重于坚守内心。就要学习以淡泊之迈处世,智者乐,仁者寿,以逍遥之道修心
  • 东宫有本难念的经

    东宫有本难念的经

    宝庆十九年春,大佑国皇太子大婚,大将军之女入主东宫。一个不是淑女的将门千金遭遇一个不是文韬武略的中庸太子,到底是佳偶天成,还是冤家路窄?成婚一年不足,太子忽然休妻。迷影重重,生死茫茫,这样一来,还是不是大团圆结局?
  • 奇幻宇宙大探秘

    奇幻宇宙大探秘

    一本新潮、超炫、酷辣的探索书!一次炫丽夺目、时尚无敌的谜之旅!一堂奇妙鲜活、充满趣味的科学课!一份世界优秀科学家给孩子的最新报告!这里飞翔着让孩子耳目一新的奥秘、知识、惊奇和想象,以超级趣味的形式和无法抵挡的吸引力,瞬间点燃孩子内心好奇心的火山,让求知欲、创新力、探索力、思考力喷薄而出!本书是宇宙卷,讲述包括读者感兴趣的诸如星座、ufo、外星人等百科知识。
  • 古龙文集:名剑风流(上)

    古龙文集:名剑风流(上)

    江湖名门“先天无极派”掌门人俞放鹤于家中遭人毒手,其子俞佩玉亲眼目睹父亲惨死却无力相助;后遇未婚妻林黛羽才得知父亲的好友也一一被人杀害。而最让人难以置信的是就在同一天晚上,这些人却又奇迹般的“起死回生”。是有人恶意的玩笑,还是这“复生”背后隐藏了不为人知的阴谋?