《穿越计算机的迷雾》
第21节

作者: sholber
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  这条象蛇一样的曲线是没完没了的,直到导体停止旋转。不过,在大型发电厂里,旋转的通常是磁场,导体是不动的,但效果一样。另外也不用怀疑,你家里和办公室里所使用的电源,它的图像也是这个样子的。由于它很象前面所讲的声波(但比声波简单),某些具有怀疑精神的人可能会想到听一听它在扬声器里的声音。当然,它是可以听到的,这是一种哼哼声,或者一种嗡嗡声——通常,工业上把它称做交流声①。

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  注① 千万注意,不要将扬声器直接插到家里的电源插孔里,那可是220伏。否则的话你将听到两种别的声音:“啪”和“嘭嘭嘭嘭”。前一种产生在扬声器烧毁的瞬间;后一种是你的心跳。
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  说到这里,哎呀,我们已经离题太远了,原本要说的是爱迪生和特斯拉之间的战争故事。那时爱迪生已经上了年纪,加上他历史形成的权威地位,这个人开始变得越来越固执。当特斯拉劝他搞交流电时,这位大人物显得非常反感。再说他已经在直流电上投入了大量的金钱和精力,作为一只脚已经踏进商业领域的科学家,他的本能是要保护已有的投资。

  这可能还不是他们最后分道扬镳的最直接的原因。据说有一次他们俩在一起讨论有关发电机革新的问题,爱迪生对特斯拉说如果他能取得成功,将付给他5万美元作为奖赏。
  好的消息是特斯拉取得了成功,坏消息是他到了也没拿到这5万美元。更糟糕的是,他还得到了他不想要的——他认为自己在这件事情上受到了侮辱——爱迪生对他说:“你不知道我们美国人爱开玩笑吗?”
  特斯拉知道美国人爱开玩笑,也很幽默,只是不知道爱迪生会来这一手。在这种情况下,他愤而辞职。接着就投靠到另一家公司,并建立了自己的实验室,专心研究交流电传输技术。
  自从1831年法拉第发现电磁感应之后,不知怎么地,人们开始热衷于制造一种叫做变压器的东西,而且这种热情空前高涨,从1835年到整个十九世纪末从未间断过。
  说起来令人难以置信,其实变压器的原理非常简单。拿一个铁框,然后用绝缘导线在它的两边分别绕上线圈。左边的线圈称为初级线圈,右边的称为次级线圈。如图4.28。


日期:2009-02-11 23:38:33

  很容易想象,如果把初级线圈接在交流电上,这个东西实际上就成了一个电磁铁,而且非常特殊的是这个电磁铁的南北极和磁场强弱都在不停地变化着。
  为什么?哎呀,这很简单,因为给初级线圈加的是交流电,而交流电的方向和大小都在不停地变化着,所以磁场就跟着变化。
  次级线圈的作用是获得感应电压。通常,为了获得感应电压,导体或者线圈必须在磁场中不停地运动。但是,运动是相对的,要么磁场运动,要么导体运动,谁运动都一样,都能产生电压和电流。“我正在运动,”如果磁场有思想的话,它会说,“只是你看不见,或者你需要换一个角度来重新理解什么叫磁场运动。”
  需要澄清一点,在画这个图的时候,为了能够简单扼要地说明变压器的原理,初级线圈和次级线圈的匝数都画得很少。但是在实际制造的时候也绕这么可怜的几匝,那将是愚蠢而危险的。为了有效地进行能量转换,绕个几百匝是很正常的,否则的话这就相当于短路,为了使你自己不致于受到惊吓,请不要这么做。
  这么说来变压器好象没什么大用。事实上它当然有大用,如果初级线圈有1000匝而次级线圈有5000匝,那么在次级就能获得比初级高5倍的电压,这相当于升压。反之,如果初级有5000匝而次级有1000匝,则次级的电压就是初级的五分之一,这相当于降压①。这就是它为什么被称为变压器的原因(最初,人们管它叫“二次发电机”。你得承认,这么叫其实也是很形象的)。

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  注① 降压还好说,但不能不提醒你的是,如果是升压,那么将得到较小的电流——换句话说,变压器不创造额外的能量,世界上没有这样的好事儿。
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  变压器是如此有意思,以致于在那段时间里人们发明了说不清到底有多少种的变压器,光是那些有名气的,在设计上能叫人瞧得上的就有二十几种,有的连名字都很特别,比如有一种就叫“刺猬式变压器”。看着这些外形各异的变压器,你甚至惊讶于线圈还能绕制成这么多奇形怪状的东西。
  为了远距离输送电力给那些需要灯泡照明的地区,特斯拉的新公司首先用变压器把交流电的电压升高,比如升到50千伏,然后通过高压输电线路送出去,这样电力的损耗就会大大降低。
  这个电压是非常高的,不用说也很危险。如果直接提供给灯泡,其下场肯定是——用东北话来说——完犊子。不过好在变压器也能把电压降下来,所以在高压输电线路到达城镇和工厂的时候,再用变压器把电压降低,这样就没问题了。

  从理性上来讲,作为一名科学家,爱迪生当然明白这一切,但他还是要反对它,他要打败交流电,让那些对手们搞不成。他利用自己的威望和影响力向公众宣称交流电非常危险,为此,他发表文章,印刷一些攻击交流电的小册子。为了增强宣传效果,增加人们对交流电的恐惧心理,他还找了一些无主的猫和狗,当场用交流电将它们电死。在这方面,甚至还有人传说他电死了一头大象。但是究竟有没有这一回事,现在考证起来还真是挺困难的。不过通过这件事你就知道发生在2006年的虐猫事件不是没有源头的,事情的经过是那一年有人在互联网上发布了一段录像,内容是有个女人用高跟鞋将一只猫活活踩死了。这段录像一经公布立即在互联网上引起了轩然大波,这下可了不得,激怒了大量纯真善良的网民。大量愤慨的网民立即展开网络调查,又是声讨,又是追杀,甚至还惊动了国内一家著名的电视台,严肃认真地制作了一期节目,非要把这件事儿的内幕揭个底儿朝天。看到这一切,我老家那位在肉联厂当杀猪匠的朋友可能会哭着闹着要改行。

  除此之外,双方还对当局进行政治游说,以取得政府对各自技术标准的支持。爱迪生的公司曾经希望政府将供电的电压限制在几百伏之内,如果是这样的话,交流电传输系统连同那些神奇的变压器都得完蛋。为了进一步说明交流电是“危险的”和“恐怖的”,他和他的朋友向监狱方面推销电椅,并用交流发电机通电来给犯人们执行死刑。这一招果然凑效,一名新闻记者事后说电刑“如此恐怖,难以用文字形容”,一句话:心有余悸。

  不过,这也没有用。今天,即使是从全世界范围内来看,为家庭生活、市政照明、工业生产而建设的电网里,流动的绝大多数还是交流电。因此,我们可以说,交流电最终获得了胜利。
  1931年10月18日清晨3点24分,这位84岁高龄的伟大人物与世长辞。对于他的一生,就象有有人所评价的那样:他不发明历史,却为历史锦上添花。

日期:2009-02-12 20:49:26

  4.6无线电通讯
  1850年,有一群渔民正在英吉利海峡捕鱼时,突然从海里捞上来一根又粗又长的东西。这东西黑黑的,有人认为可能是某种海底动物的内脏(差不多就是肠子),这种想法让大家觉得很惊讶——因为从它的长度来看,毫无疑问是个大家伙。
  这件事到后来才算搞清楚,它不是动物的内脏,而是电报公司在海底敷设的电缆①,因为在有人把它割开之后,发现里面是闪闪发光的金属。但是为了给大家长知识所付出的代价是这条电报线路最终被毁坏了。
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  注①电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)象绳索那样绞合而成,每组导线之间相互绝缘,整个外面包有高度绝缘的覆盖层。
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  最开始,电报和电话都采用电线或者电缆来进行远距离通信,但这是一个非常不容易的事业:需要花费大量金钱,而且很难增加通信距离——我们知道,导线越长,它所具有的电阻就越大,这对发送和接收设备都是个考验。尽管如此,当时的人们似乎并不急着来寻找其它更有效的方式来改进这一切。
  历史是什么?历史就是该来的迟早会来,你没有想到是你自己的事情。注意,通信的历史说到这里的时候,无线电波的时代到来了!
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