在兩個月前,偶爾讀到伽伐尼教授1791年的文章時,就已經促使伏特將自己的研究方向轉到電流與電磁學。不過,那時伽伐尼教授年事已高切體弱多病,無法為後來者的伏特提供太多的幫助。
此刻在乾裡之外的巴黎,有伏特從事電磁學研究所需的一切,國家決策者的鼎力支持、現成的優秀團隊、一流的大學實驗室,以及充足的科研經費。剛開始的時候,伏特依然還有些猶豫,但在征求妻子的意見後,伏特夫婦最終踏上了前往巴黎的旅程。
在安德魯的關懷下,伏特的研究工作很快有了重大突破,那是他實驗的內容“超出了當時已知的一切電學知識,因而它們看來是驚人的”—《伏特回憶錄》。
至於重大突破的結果,就是伏特教授在安德魯院士那有意無意的“點撥”下,比另一時空提前了五年,成功發明了世界上第一個發電器,也就是電池組,亦稱“伏特電堆”。
“伏特電堆”是由多層銅銀)和鋅疊合而成,其間隔有浸漬水的物質。這是最早的化學電源,為電學研究提供了穩定的容量較大的電源,成為電磁學發展的基礎。
簡單來說,伏特把一個金屬鋅環放在一個銅環上,再用一塊浸透鹽水的紙或呢絨環壓上,再放上鋅環,銅環,如此重複下去,10個、20個、30個疊成了一個柱狀,便產生了明顯的電流。需要說明的,這根柱疊得越高,電流就越強。
很快,伏特電池就被運用到有線電報機上,分布於巴黎市區的各個政府機關,以及軍隊、警察、監獄等等強力部門。直到數月之後,穩定的鉛酸蓄電池橫空出世,“伏特電堆”才被取而代之。
毫無疑問,伏特電池存在有明顯的缺陷,首先就是缺乏安全性。在製造電流的過程中,會出現極度危險的氫氣。所以,伏特電池組累積的越高,且使用時間的越長,其聚集的可燃氣體就越多,在狹小的空間內極易引發爆炸的危險。
在巴黎政府某個部門裡,由於氫氣濃度過大,未能及時通風,最後遇明火而爆炸,傷過不少人。
不僅如此,伏特電堆的使用成本較高,而且電流發生不穩定。不久,得到“懂王”傳授功力的伏特院士,提出繼續要改進“伏特電堆”。數月後,他和他的團隊就發明了一種全新的鉛酸蓄電池。
在另一時空,法國科學家格拉維耶於1859年發明的鉛酸蓄電池。這被認為是第一塊可充電電池,它以鉛板不久之後改進為純鉛與鉛的氧化物二氧化鉛)作為正負級,中間用橡膠隔開,以硫酸為電解液,成功實現了電能與化學能之間的相互轉化。
相對於簡陋的伏特電池而言,鉛酸蓄電池表現的穩定與成熟,與近現代的車載蓄電池已經差彆不大了。更多的,隻是材料提升與工藝細節方麵的持續改進。
依照安德魯與伏特簽署的一攬子保密協議,鉛酸蓄電池屬於法蘭西的國家機密,未來是10年不得向外界公布。而且在這一期間,伏特院士也不得離開法國,寄往國外的書信都要接受特殊審查。
為了補償伏特院士的損失,法蘭西科學院給予了伏特教授升職加薪,為他們夫婦在巴黎市中心提供了一套舒適公寓。不僅如此,靠近楓丹白露宮,伏特院士還擁有一座私人莊園,這是來自督政府和安德魯執政官的饋贈。
當鉛酸蓄電池發明之後,相關的完善工作交給了拉瓦錫院士下屬的一個團隊繼續進行。隨後,安德魯又一次親自下場,“指導”這位意大利教授,以及他培養的法國團隊,將他們引入到一個全新的電磁學領域。
與此同時,在安德魯與拉普拉斯院長的協調下,作為電學奠基人,59歲的庫侖院士,以及同樣年齡的電的定量者,拉格朗日院士,也作為特彆顧問,加入到伏特院士的核心團隊。
在羅浮宮,數學與物理本院的會議室內,安德魯向眾多院士提出了自己在一次偶爾的過程中,得到的一個“重大發現”:當磁場的磁力線發生變化時,在其周圍的導線中就會感應產生電流。
很快的,伏特等人借助安德魯發現的“電磁感應的原理”,製作了一個簡易的發動機。而這個發電機的主要結構,包括定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。
由軸承及端蓋將發電機的定子,轉子連接組裝起來,使轉子能在定子中旋轉,做切割磁力線的運動,從而產生感應電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產生了電流。
在後世,定子是由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成;轉子由轉子鐵芯或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。
當然,伏特團隊的簡易發動機沒有這樣複雜,就像是一個愛好電學的初中生親手製作的,簡易的實驗發電機。
距離大規模的安全實用的發電機,還有相當長的一段距離。彆的不說,單單電學與電磁學的相關計量單位,諸如庫侖、安培、伏特、歐姆與韋伯等等,都尚未出現。
與鉛酸蓄電池的發明一樣,安德魯提出的“電磁感應的原理”,以及伏特團隊發明的簡易發電機,都被列為國家機密。
當然了,安德魯的目的主要是在為防備海峽對岸的英國人。遵從第一執政官的要求,德馬雷領導的警務部寧可得罪勒貝爾的外交部,在巴黎及其周邊地區開展了新一輪的抓捕“英國間諜”的運動。
但凡被證實為英國,或是反法同盟效力的間諜,在經曆警務部的好幾番殘酷審訊之後,一律會被送到中央高原的采石場勞作到死。
即便是被那些證實為遵守法國的法律,得到兩位以上的達官貴人擔保的“英國友人”,也必須每周前往附近的警局,向政治部警察詳細報告其前後兩周的具體行蹤,遇見何人,談論何事,等等。
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