Chapter 649 Graz Bells
匹兹堡。
西屋电气二楼实验室。
几口生铁大锅架在炭火上,黑色的液体在锅里翻滚,冒出令人作呕的黄烟。
爱迪生双手戴着石棉手套,握着把长柄铁钳。
他的眼角被烟熏得发红,脸颊上沾着几道黑色的沥青污渍。
乔治·西屋站在配电盘前,手里拿着块秒表。
“托马斯,温度够了。卡内基送来的这批焦油纯度很高。”
西屋大声喊道,声音盖过了炭火的劈啪声。
爱迪生咬紧牙关,双手发力。
他用铁钳夹起一个缠绕着密密麻麻紫铜线的巨大线圈。线圈外层包裹着十几层厚实的工业棉布。
“把它放进去!一定要让沥青完全浸透棉布的纤维缝隙,把铜线死死封在里面!”
爱迪生指挥着两名戴着防毒面罩的工人。
线圈被缓缓沉入沸腾的沥青锅中,气泡疯狂涌出。
十分钟后线圈被拉出来,挂在通风架上冷却。
原本白色的棉布变成了一个坚硬的、散发着刺鼻气味的黑色硬壳。
克莱夫·卡文迪许捂着口鼻推门进来,他用手杖敲了敲门框。
“爱迪生先生。这种粗糙的作坊手段,真的能解决两千伏特高压电的绝缘问题吗?”
卡文迪许看着那个丑陋的黑色线圈。
“威廉姆斯买断了橡胶,我们只能用这个。”
爱迪生拿起一把锉刀,敲了敲冷却后的沥青外壳,发出类似敲击石头的梆梆声。
“沥青的分子结构极度稳定。干透之后,水火不侵。只要它能裹住铜线,电弧就别想跳出来。”
几个小时后,线圈完全冷却。
爱迪生将这个沥青包裹的铜线圈塞进一个由整块生铁铸造的环形铁芯中。
这是他设计的初级变压器模型。
实验室中央清空,只留下这台变压器和一台由蒸汽机驱动的小型交流发电机。
“所有人退后。”
爱迪生握着电压表的测试笔。
西屋站在配电盘前,手放在黄铜闸刀上。
“接通电源,输出五百伏特。”爱迪生下令。
西屋推下闸刀。
发电机发出轰鸣,变压器随之产生一阵低沉的交流电蜂鸣声。电压表指针跳动,稳稳停在五百的刻度上。黑色的沥青绝缘层毫无反应,没有出现击穿的蓝色电弧。
“一千伏特。”
西屋继续推闸,蜂鸣声变大。绝缘层依然坚挺。
卡文迪许的眼中露出一丝喜色。
“直接上两千伏特!”爱迪生大吼。
西屋将闸刀推到底。
电流涌入线圈,变压器的蜂鸣声变成了刺耳的尖啸。
所有人死死盯着那个黑色的装置。
一分钟过去。
两分钟过去。
沥青外壳没有起火,没有短路。
“我们成功了!”西屋挥舞了一下拳头。
但爱迪生的脸色却突然变了。
他没有庆祝,而是扔下测试笔快步冲向变压器。甚至没有脱下石棉手套,直接伸手摸向那个环形生铁铁芯。
“滋——”
一股青烟从他的手套和铁芯接触的地方冒了出来。隔着厚厚的石棉,爱迪生依然感觉到了一股极其恐怖的高温。
“断电!马上断电!”
爱迪生像被蛇咬了一样缩回手,疯狂地大喊。
西屋一愣,立刻拉下总闸。
发电机停转,尖啸声也随之消失。
但变压器上方的空气却因为高温而产生了严重的光线扭曲。
那块巨大的生铁铁芯表面,沥青绝缘层正在高温下迅速软化、融化,黑色的液体滴落在木地板上。
“怎么回事?”
卡文迪许走上前。
爱迪生死死盯着那个散发着惊人热量的铁块。
他虽是个实践派,但知道物理常识。
“绝缘层挡住了电压,但铁芯撑不住磁场。”
爱迪生咬着牙,声音里透着绝望。
“交流电的方向每秒钟改变几十次,交变磁场在这一整块生铁内部产生了巨大的漩涡电流。涡流把铁芯变成了电炉丝!这就是磁滞损耗!”
(注:早期的变压器如果不使用硅钢片叠压铁芯,整块实心铁芯会在交流电下产生极大的涡流发热,直接烧毁设备。)
“不仅如此。”
爱迪生一脚踢翻了旁边的废料桶。
实验室的门被推开,安德鲁·卡内基满身煤灰地走进来。
“我在楼下听到了机器停转的声音。你们造出交流电网了吗?我的轧钢机等着动力!”卡内基急切地问。
爱迪生转过头,看着卡内基。
“现在还造不出来。”爱迪生吐出四个字。
卡内基愣住了。
“什么意思?绝缘不是解决了吗?”
“绝缘解决了,铁芯发热没解决。”西屋在一旁接话。
“整块铁芯在交流电下会融化。我们需要把铁芯切成极薄的铁片,再在每张铁片之间涂上绝缘漆,把它们叠合在一起,才能打断涡流。但这种工艺,我们需要时间去研发切割机。”
“更致命的是另一件事。”
爱迪生指着角落里那台用来测试的小型直流电动机。
“卡内基先生,就算我们明天就把高压电送到你的厂房门口。你拿什么去用?”
卡内基皱起眉头。
“当然是用电动机接在轧钢机上。”
“可我们没有交流电动机。”
爱迪生残忍地戳破了这个幻想。
“通用电气给那些工厂装的,全都是直流电动机。交流电的电流方向不断改变,如果直接接入直流电动机,转子会在原地剧烈震动,根本无法连续旋转。”
“交流电现在只能用来点亮电灯,它可能提供不了机械动力。”爱迪生双手抓着头发。
实验室里陷入了死寂。
卡内基后退了两步,靠在门框上。
“只能点灯?不能驱动机器?”
卡内基喃喃自语,双眼失神。
“那拿它有什么用?我需要的是取代蒸汽机的东西。是降低炼钢成本的动力!”
卡文迪许的脸色阴沉得能滴出水来。
“爱迪生先生。摩根先生投了一百万美元。你告诉我,交流电是一条死路?”
“当然不是死路,只是缺少拼图!”
爱迪生猛地抬起头,眼睛里布满血丝。
“给我足够的时间!我一定会发明出交流电动机。解决铁芯发热只是时间问题!”
“时间?”卡内基发出一声惨笑。
“威廉姆斯的运煤船已经把俄亥俄河堵死了。他的分期付款抢走了我所有的订单。我连下个月的工人工资都发不出来。你让我去哪里给你找时间?”
绝望,在西屋电气的新厂房里蔓延。
没有交流电动机,交流电就永远只是一个残缺的系统,无法在工业领域对威廉姆斯产生任何威胁。
……
与此同时。
奥匈帝国,格拉茨。
清晨的雾气笼罩着穆尔河。
尼古拉·特斯拉推开两层砖房的大门,初秋的冷空气让他打了个寒颤。
克劳斯正站在门外,手里提着一个沉重的柳条筐。
“尼古拉,你列的采购清单。”
克劳斯将柳条筐搬进一楼的实验室。
筐里装满了成卷的紫铜线、几十块打磨光滑的马蹄形磁铁,以及几个手工制作的黄铜转子。
“谢谢,克劳斯先生。”
特斯拉接过筐子后走到实验桌前。
桌面上铺满了他这几天画的草图,全都是关于旋转磁场的数学推演。
在匹兹堡的爱迪生为了交流电动机一筹莫展的时候。这个十四岁的少年,已经在格拉茨的实验室里,触碰到了这个世界最核心的电气秘密。
“多相交流电。”
特斯拉拿起一支炭笔,在纸上画出两条相位差九十度的正弦波曲线。
“如果只用一根火线,电流只能来回振荡。转子找不到旋转的方向。”
特斯拉低声自语。
他拿起两组铜线圈,将它们呈十字形固定在一个木制底座上。
“如果我用两根火线,分别输入相位差九十度的交流电。当第一组线圈的磁场达到最强时,第二组为零。接着第一组减弱,第二组增强。磁场的极性就会在空间中不断地旋转。”
特斯拉将一个没有接任何电线的实心黄铜转子放在十字线圈的中央。
“不需要电刷和换向器。转子内部会产生感应电流,感应电流的磁场会追逐外部的旋转磁场。它会自动转起来。”
特斯拉抬起头,看着窗外格拉茨理工学院的钟楼。
钟声响起。
他知道,自己找到了那把钥匙。