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第5章 创造新的科技才能带动生产力发展(第2页)

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磁石,在这个时代相对来说还算比较容易获取,这算是一个小小的幸运之处。

张平清楚,磁石所产生的磁场是整个发电机运转的核心驱动力之一,所以对于磁石的选择和应用,他也是慎之又慎。

他运用自己丰富的物理知识,懂得如何辨别磁石的磁性强弱、磁极方向,还知晓怎样通过合理组合多块磁石,来构建出一个稳定且强度适宜的磁场环境,为发电机的高效运转提供坚实的基础。

然而,接下来要面对的能源和电力传输问题,可就棘手多了。

这个时代,可供选择的导电材料十分有限,无非就是铁线或者铜线。

张平心里明白,用银或者金丝固然导电性极佳,可那实在是太过奢侈,根本不具备大规模应用的可能性。

于是,经过权衡利弊,他决定现阶段先用铜丝来代替。

虽说铜丝的导电性比不上银和金,但在物理特性上,它也有着自己的优势。

张平熟知各种金属的电阻率、熔点、延展性等参数,他清楚铜丝相对容易加工成型,可以方便地绕制成线圈,而且其熔点适中,在发电机正常运转产生的热量下,不会轻易出现熔断的情况。

同时,铜丝的成本相对可控,能够满足一定规模的生产和使用需求。

在考虑电力传输线路时,张平又陷入了深思。

他明白,要想让电能能够稳定、高效地传输到需要的地方,线路的布局、导线的粗细以及绝缘措施等都至关重要。

依据欧姆定律和焦耳定律,他仔细计算着不同长度、不同功率需求下,铜丝应该选取多粗才能保证在传输过程中电能损耗最小,不会因为线路发热而造成大量电能浪费,甚至引发安全隐患。

开关,作为整个电力系统中看似简单却不可或缺的部分,在这个时代也只能是极其简易的装置。

但即便如此,张平还是从物理原理的角度出发,尽量优化其设计。

他利用导体和绝缘体的特性,巧妙地构思出一种通过手动操作来实现电路通断的简易开关结构,虽然简陋,却能满足最基本的控制需求。

可真正的难题在于漏电保护丝,这是保障整个电力系统安全运行的关键所在。

张平知道,要制作出有效的漏电保护丝,必须要找到镁这种元素,然后将其与合适的金属融合在一起。

镁,在这个时代可并不容易寻觅,它独特的化学性质和物理特性,使得它在制造漏电保护丝时有着不可替代的作用。

镁的熔点相对较低,在电流过载导致温度升高时,能够率先熔断,从而切断电路,避免因漏电引发的各种危险。

而且它与某些金属融合后,能够形成具有特定电阻率和热膨胀系数的合金,这些参数对于精准控制保护丝的熔断时间和条件至关重要。

然而,制作工艺相当复杂,对周围环境要求也极其苛刻。

温度、湿度稍有偏差,都可能导致融合过程失败,或者制造出来的保护丝性能不达标。

但张平并没有被这些困难吓倒,他凭借着自己扎实的物理和化学知识基础,开始不断尝试各种可能的制作方法。

他在那狭小的书房里,搭建起简易的实验装置,一次次地调整原料配比,控制加热温度和时间,记录着每一次实验的结果,分析其中的成败原因,试图找到最理想的制作工艺参数。

好在张平心里清楚,之后自己本就计划要去北方各地寻找矿藏,在这个过程中顺道寻找镁也并非完全没有希望。

他一边绘制着详细的寻找路线图,一边在脑海中回忆现在社会中镁矿藏的位置分部,将自己所学的地质学知识也融入到了这个计划之中。

而电力存储方面,电容和电感的设计与制作同样考验着张平的物理功底。

电容能够储存电荷,电感则在电路变化时发挥着重要的电磁感应作用,二者相互配合,对于稳定电力系统、实现电能的有效存储和释放有着关键意义。

张平根据电容的计算公式,精确地确定极板的面积、极板间的距离以及所选用的电介质材料,力求制造出容量合适、性能稳定的电容。

对于电感,他精心设计线圈的匝数、铁芯的材质和形状,以获得所需的电感值,确保在电能存储和传输过程中能够起到良好的缓冲和调节作用。

随着这些关键问题在理论层面上逐步有了应对之策,张平又不得不面对现实中的实际操作难题,那就是采矿环节。

在这个没有现代机器设备的时代,采矿只能依靠人工开掘,这无疑是一项极其耗费人力和时间的工作。

可张平并没有因此而放弃,他深知矿石资源对于整个计划的重要性。

那些蕴藏在地下的矿石,一旦被开采出来,经过加工处理,就能成为实现他宏伟蓝图的坚实基石。

虽然没有现代的挖掘机、钻探机等先进设备,但他凭借着对矿石分布规律的了解,通过观察地形地貌、岩石特征等方式,尝试去寻找那些可能蕴含丰富矿石的矿脉。

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