1800年之龙腾四海 第150章 电学研究大爆发

1818年下半年，中华国的“妈祖水手学校”在电学领域取得了前所未有的重大突破，这些发现不仅深刻影响了当时的航海与工业技术，更为后世电磁学的发展奠定了基础。

1. 电与热的转换——热电效应的早期发现

妈祖水手学校的学者们在研究电弧与金属加热时，意外发现当电流通过特定金属丝时，金属会迅速发热并发光。经过多次实验，他们总结出电流强度与发热量成正比的规律，并观察到不同金属的发热效率存在差异。这一发现比西方焦耳定律更早，虽然尚未形成精确的数学公式，但已初步揭示了电能向热能的转换机制，为后来的电热器、电灯等技术提供了理论雏形。

2. 电与磁的关系——电流磁效应的独立发现

在研究闪电对指南针的影响时，学校的航海仪器专家注意到，雷电过后，附近的磁针会出现短暂偏移。受此启发，学者们设计了一系列实验，最终发现：当电流通过导线时，导线周围的磁针会发生偏转。这一发现比丹麦科学家奥斯特的着名实验更早，证明电与磁之间存在直接联系。学校进一步观察到，改变电流方向会影响磁针偏转方向，暗示了电磁关系的可逆性，为后续电磁学理论的发展提供了关键线索。

3. 电子存储的早期尝试——原始电容器的诞生

妈祖水手学校的工匠们在研究莱顿瓶（西方早期电容器）的基础上，改进了电荷存储技术。他们发现，将金属片浸泡在盐水或油中，并用绝缘材料隔开，可以储存电荷更长时间。这种简易的“电液罐”能储存比普通莱顿瓶更多的电荷，并能在需要时释放，用于点燃火药、驱动小型电磁装置等。虽然当时尚未理解“电子”的概念，但这一技术已具备原始电容器的功能，为后来的电池和储能技术提供了思路。

4. 电磁现象的传播与分享

妈祖水手学校不仅专注于研究，还积极向沿海商船、工匠团体传播电磁知识。他们编写了《电火指南》，详细记录了电与磁的实验方法、安全操作规范，以及如何利用电磁效应改进航海罗盘、避雷针等设备。这些知识很快被应用于航海导航、矿井照明、甚至早期电报实验，使得中华国的电学研究在当时处于世界领先地位。

1818年下半年的中华国“妈祖水手学校”，在电学领域的突破，很多都来自于偶然的发现，可所有人不知道的是这些发现到底背后是关于电学马祖军三个水手学校有一千三百人在研究。

牛野这个怪物，把初中课本里的发电机和电动机的原形画给雨儿看，雨儿他们在十年前就能手工制作出最早的发电机和电动机。

但电流，电压，电阻和电路学的研究花费了整整十年才渐渐完善起来，他们其实已经发现电力最大的好处，那就是电动系统不需要大量轴系，而且通过并联或者串联电路，电可以在工业环境里自由布局。

中华国在1818年八月底，雨儿管理的中华最高科学院确定了一个工业能源发展方向，那就是蒸汽动力加电力发展十年计划。

这个计划的核心只有两个：第一是不断推动高效的蒸汽机的研发；第二，就是推动电力设备的制造和研发。

其中，有三个核心产业将优先导入电力设备，分别是炼钢，造船和拖拉机的大型制造业工厂的全电力改造。

这种改造并不是像现在的大型电网，而是在一个大型车间，原本需要七八台各种型号的蒸汽机，改造成为由两台大型蒸汽发电，七八个设备全部改为电动马达带动的动力系统。

它其实并不复杂，你可以理解为，这是一个离散型的电力系统，它最主要的优点就是能够减少人力和各种轴系。

比如，原本一个工厂有八道工序都需要蒸汽机，那么以前需要十六个工人铲煤，加水和管理蒸汽压力，现在只需要四人就能完成原来十六个人的工作。

而且，大型蒸汽涡轮发电机始终处于最高效转速区间，提供同样动力却减少了煤炭的消耗。

电动机有一个特点，它的力量来的特别快，而且速度转换极其快捷，维护也简单，极大节约后继的维护成本。

这个时代，电学其实都刚刚起步，可牛野这个家伙向雨儿描述过工业的未来，雨儿能看到最佳路径，并且规划以最短路径前进。

所以，马祖水手学校在电学的人力投入上，甚至高过蒸汽机，因为发电系统，存储系统，传送系统和电动系统都需要从头来研发。

但投入一千三百人研发电力系统，这是目前人类社会最大的科研人力投入，没有之一。

铁矿港是电动力的实验之城，因为这个城市有一个非常特别的产业，那就是燃煤制盐业。

是的，铁矿港缺少大的河流，土地缺水，他们一直以来用东望城的煤炭燃烧蒸发海水来获得大量淡水和海盐。

现在这个系统在进行全面改造，海水燃烧的水蒸气先是驱动蒸汽涡轮机发电，再进入冷凝系统回收。

而发出的电力，一部分用于铁矿港的工业电力，一部分用于电动抽水机将冷凝的淡水送上高塔。大海边有上百座钢筋混凝土制造的超大型水塔。

这上百座基座高达二十米的巨型水塔，既用来存储淡水供城市使用，也是储能设备，它们也可以放水发电。

这个工程其实非常庞大，有十座实验性发电机组还在用电解水制造氧气和氢气，用送风管道直送氧气到炼钢厂。

另外，碳化竹丝的电灯也已经出现，正在进行实验。

他们用天然橡胶做电线皮，十年前陈阿生就因为工业需要，开始在加里曼丹岛大规模培养橡胶树，每年种植量都超过一万棵，两年前爪哇岛也大规模培养人工橡胶林，去年在菲律宾群岛也安排人员在山地种下橡胶树林。

一棵树龄6年的橡胶树，每天至少可割下半斤（约250克）胶，8年以上树龄的橡胶树每天可达一斤（约500克）以上。

按每年采胶约360天计算，6年树龄的橡胶树每年可产胶约90公斤，8年以上树龄的橡胶树每年可产胶约180公斤。成年树的年产量一般在2.3公斤左右。

橡胶树的经济寿命为30-40年，按此计算，单株橡胶树在整个经济寿命期内可产胶数百公斤至上吨不等。

现在野生橡胶树和人工培育成熟的的橡胶树，根据统计已经有五万棵，每年采集的天然橡胶达到四万三千吨。

电动机漆包线也是一个大问题。

在没有现代化工的古代，人们用天然材料与简单工艺做出耐高温绝缘线，可概括为“制线、上漆、固化”三步。

先将铜块反复加热拉丝，得到粗细均匀的铜线；随后把铜线盘绕在木制线轴上，留待涂漆。

漆液由三类原料调和而成：

1. 漆膜基体——生漆或桐油，取其成膜快、附着力强；

2. 耐热填料——云母粉、石棉短纤，研磨过筛后掺入，提升耐热与绝缘；

3. 溶剂——松节油或樟脑油，用来稀释，便于涂覆。

涂漆用毛毡或棉纱制成的涂漆器，将漆液均匀地涂在铜线上；每涂完一层，便把线送入烘房低温烘干，再涂下一层，如此反复三到五遍，形成足够厚度的漆膜。

最后一道漆膜完成后，将线材置于密闭烘房，用炭火或蒸汽加热到80-100c，持续烘烤数小时，使漆膜充分交联固化。随后自然冷却，收线成卷。

成品检验

取样做简单测试：

- 耐热——放入热油中浸泡，漆膜不起泡、不脱落；

- 绝缘——绕成线圈通电，无击穿、无漏电；

- 柔韧——反复弯折，漆膜不开裂。

通过以上步骤，便制成了可在较高温度下工作的绝缘漆包线。

但现在的电机要用一部分电力用来鼓风散热，用快速气流来给发电机和电动机的线圈散热。

这需要大量的油漆，这并不是问题，因为船只也需要大量油漆。

而南洋贸易公司更是在澳洲和大清种植了超过十万棵大木漆树，还在不断种植。今年已经有五万棵进入收获期，现在大约能提供380吨左右。

中国人对于麻料的种植是有执念的，澳洲政府安排了亚麻种子，所有村落都会用贫瘠的土地大规模种植亚麻，麻料可以做衣服。

澳洲现在大规模采集亚麻仁油熟油（高温熬炼过的干性油）成为主流，配合天然树脂（如松香、琥珀）熬炼成清漆。

他们把熟油和树脂一起加热熬炼，制成“油基漆”，施工时再稀释。这是最早的规模化油漆生产方式。

干燥比纯天然快，但仍是天然物质的物理混合，可这已经属于半工业化油漆产品。

这个产量非常大，澳洲的亚麻仁加上美洲原始森林无尽的松香，现在这种油漆的每年产能达到万吨，已经是一些城市出口的重要商品。

其中，西海城那个以农业为梦想的城市，一年就能出产超过三千吨清漆。

这个城市依靠拖拉机和种植业搞了一个上万亩的亚麻种植园，亚麻布和油漆的大型产业链在西海城已经成型。

但300吨蒸汽电锤的研发并不顺利，电机发热从而时不时会出现故障，导致抬举系统非常不稳定，人们只能再次回到老路，用蒸汽机机组和齿轮组来驱动三百吨蒸汽锤。

这导致研发进度要再推迟半年以上，最快也要到1819年的6月才能进行第一次实验。

铁矿港和坤甸港的钢铁工业，现在每年能够生产钢铁三十三万吨，已经是全球最大的钢铁联合体。

蒸汽汽车工厂在1818年7月产能第一次超过一百台，这里汽车轮胎是采用天然橡胶制作出来的实心轮胎，就算加了弹簧和钢板减震，但那震动的亚麻布按摩座椅，感受不要太酸爽！

拖拉机工厂的规模扩张的非常快，雨儿进行了产业链拆分，爱德华拖拉机厂已经是一个集团企业，下属二十二个分工厂，现在每个月产能已经来到三百台，估计到年底能够达到五百台每个月的产能。

造船厂也在这一年拆分成三十二个大大小小的工厂，分布在广州，加尔各答，坤甸和铁矿港。

九月果阿造船厂开始向开普敦搬迁，牛野他们不愿意将最重要的造船企业的税收交给葡萄牙殖民地，这一次搬迁的工人就达到一千人，等于果阿造船厂一半的产能。

果阿造船厂剩余的所有工人和设备将在今年年底完成船只建造任务后，将再次进行大搬迁。

乌拉圭的铜矿和冶炼厂已经开始开工，每个月一百吨纯铜送往铁矿港，融入中华国的工业血脉。

牛野曾经系统的给雨儿写过一些东西，但他偶尔也有一些新的想法和记忆在断断续续涌现，他每天都会想一想，如果想到了什么就会用笔写下来，然后定期跟随军事机密邮件一起，送给李海潮让他进行分门别类整理。

这些东西被放在一个叫做“思考阁”的地方，除了李海潮，陈阿生和雨儿，还有大约七十名水手学校最早的研究生可以翻阅。

这七十个研究生现在负责各自的研究方向，都有各自的研究小组，每年都会来到铁矿港一次，查询一下“思考阁”中最新的奇思妙想。

他们并不知道思考阁里这些奇怪的想法到底来自谁，可他们却已经发现用这些想法，却能比较有效的更接近未来。

比如，这里有关于设备制冷的水冷和油冷设备构思图；

比如，这里有电暖风机构思图；

这里，关于电的一切讨论，似乎无穷无尽，电话，电报，无线电，电冰箱，电视机，电动自行车，电动洗衣机，电动洗碗机，电动咖啡机，电动热水器，电风扇。。。

所有人在这里看到了电的未来，看到了一种他们从未见过的生活方式，而偏偏他们似乎能看到这种方式正在走来。

比如，电风扇和洗衣机，他们觉得自己肯定能制造！而且立马就能制造出来。

牛野不知道，他随手写写画画的凌乱想法，会成为这几十个少年一生努力的方向，有些人用其一生也没能实现牛野随手写下的东西。