第653章 口胡!电流推动?磁场转动!
第653章 口胡!电流推动?磁场转动!
现场其他工程师,包括爱迪生震惊的原因很简单——至今还没有工程师或者科学家「逆向」出交流电发电机的原理。
目前「索雷尔—特斯拉电气」制造的电机虽然已经在市场上卖了不少,许多工程师也买到手,并拆解了无数遍。
比如爱迪生就这么干了一一但是他们即使能复制出类似的设备,但没人能从物理本质层面发现「旋转磁场」这一原理。
立刻就有人喊了出来:「旋转磁场?磁场方向不是电流决定的吗?」
尼古拉·特斯拉微微一笑:「先生们,我知道你们在想什么。你们在想,旋转磁场?这是什么新把戏?」
他的目光扫过台下:「大家之所以会困惑,是因为这个时代每个电气工程师包括我都是直流电的原住民」。
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这个词让台下响起一阵低笑,但特斯拉没笑,他的表情很认真:「过去我们熟悉的所有电机,都依赖机械换向器和电刷来实现电流方向的切换,所以认为电流方向决定磁场方向」。」
「这种观点中,磁场应该是静止的,或者最多是脉动的。但在我看来,磁场并非静止或者脉动的,它还可以旋转。
它不仅可以旋转,还能带动别的物体旋转,不需要任何机械连接。当然这听起来很抽象,因为无法直接观测到。」
有人忍不住喊了出来:「无法直接观测到?那你是怎么知道磁场可以旋转的?」
尼古拉·特斯拉听到这个问题,双手张开,像要拥抱整个房间:「让我告诉你们,我是如何发现它的。」
会议室完全安静了。所有人的注意力都被特斯拉抓住了,连托马斯·爱迪生也把身体前倾,想听得更清楚一些。
「那时我还在布达佩斯电话局担任总工程师。2月的一天傍晚,我与我的朋友安东尼·西盖蒂正沿著公园的步行道散步。
我们像往常一样讨论著诗歌——那天轮到了歌德。我背诵著《浮士德》中关于太阳西沉的描写,目光追随著夕阳—
太阳西沉,退隐,新的白昼接踵而来/啊,可惜我没有双翼飞上苍穹/永远追逐著它!」
我突然意识到了什么,我看见—我真的看见了一那太阳不是在落下,而是在旋转!在宇宙的舞台上永恒地旋转。
而就在那一刻,我的用思维捕捉到了它一旋转的磁场!」
如果不是台上讲述这一切的人已经造出了占领美国市场的电机实物,仅凭刚刚这些叙述,已经被轰下降台了。
不客气的说,这里坐著的大部分人都已经在电气领域钻研了很多年,不会容忍一个外国人在台上信口雌黄。
但现在每个人都听得聚精会神,并且认为自己在见证一个类似「艾萨克·牛顿爵士与苹果」一样的科学史时刻。
尼古拉·特斯拉则完全沉浸在回忆当中—
「几年来折磨我的那个难题—一如何让电流驱动电机,而不需要那些换向器和电刷—一突然之间变得清晰无比。
我让安东尼找来了一根树枝,在公园道的沙地上画出了第一张草图」
尼古拉·特斯拉一边说著,一边走到黑板前,拿起粉笔,画了两个彼此垂直的线圈,中间还有一个圆圈。
随后他又在两个线圈上标出电流方向,同时在中间的圆圈里画了几条曲线:「让我向各位展示这个原理。」
他先指著第一个线圈:「当第一组线圈中的电流达到峰值,它产生一个向北的拉力。」
然后他又指向第二个线圈:「与此同时,第二组线圈中的电流刚刚从零开始上升。四分之一周期后,第一组电流衰减,第二组达到峰值,拉力转向东方。」
他的粉笔在黑板上移动,画出磁场方向的变化。
「先生们,磁力线不是静止的绳索。它们可以移动。如果我们精确安排这两股电流的时间差——让它们保持四分之一周期的错位—一—合成磁场就不是忽强忽弱,而是连续地旋转。」
台下鸦雀无声,这群美国最顶尖的电气工程师们,仿佛一群小学生在上自己的第一堂科学课。
托马斯·爱迪生的脸色阴沉的可怕,心情也十分复杂——一方面他在懊悔自己错过了尼古拉·特斯拉这个天才。
他无法想像,如果这个瘦弱的东欧年轻人能在自己的实验室里工作,会给自己创造出多少专利、多少奇迹。
如今,尼古拉·特斯拉不仅从自己的眼皮子底下溜走了,而且成为了自己打造「电力帝国」最大的阻碍。
另一方面,他也感到窘迫,因为其他人都听得津津有味,唯独他有些吃力。
爱迪生在物理学原理和数学方面的基础十分薄弱,他只注重这些学科当中与实用最密切相关的那些部分。
特斯拉目前在台上讲的一切,都接近于纯理论,还是无法直观看到的纯理论,这让他觉得有些难堪。
而在讲台上,尼古拉·特斯拉已经在黑板上又画了一个圆筒状的笼子,用几条竖线表示铜条,上下两个圆环。
台下立刻就有人惊呼出声:「这是法拉第先生的笼子!」
特斯拉点点头:「是的,这是法拉第先生的笼子。现在,把笼子放在刚才那个旋转磁场的中心。
我们不需要把任何电线连接到这个笼子上,也不需要电刷,更不需要换向器。」
他的粉笔在笼子周围画上箭头,表示旋转的磁场。
「当磁场旋转时,会切割」铜条,同时感应电流会在铜条中流动,产生自己的磁场,试图抗拒磁场的变化。
结果就是,铜笼子」会开始跟随那个看不见的磁场旋转,它就是电机当中的那个转子」。」
说完,他转过身:「刚到巴黎的时候,我就尝试制造了第一台这样的电机。
合上开关的那一刻,转子就开始转动。
它十分平稳、安静,没有火花,没有摩擦,只传递纯粹的电磁力—爱迪生先生,我其实给弗格森先生演示过。
但弗格森先生说了,让我专注在直流电机的改进以及家用电灯线路的设计与安装上,我就中断了研究。」
托马斯·爱迪生当然知道他说的是谁,查尔斯·弗格森,「巴黎爱迪生电灯公司」的总经理。
几乎所有人都朝爱迪生看去,眼神里都是嘲弄的神色。爱迪生的脸色黑的像炭,但又不能直接起身就走。
尼古拉·特斯拉并没有「乘胜追击」,他刚刚甚至都不是在嘲讽这位老东家,只是略带遗憾地陈述了一个事实。
但这让爱迪生更痛苦了。他太了解特斯拉这种纯粹的技术天才了,哪怕喂的是草,也能给你挤出黄金一样的奶来。
他决定会议结束以后,立刻就把查尔斯·弗格森给开除,反正巴黎公司的业绩一塌糊涂,有的是理由。
这时候,尼古拉·特斯拉又在黑板的空白处画了三组线圈,他挥舞粉笔的手就像一个指挥家:「如果说单个交变电流是单调的脉冲,那么两相电流就是二重奏。而三相电流,则是宏大的交响乐。」
他在每组线圈上标出相位:「请想像三组线圈,彼此相隔120度,通以三相电流。合成磁场不再只是旋转——
它保持恒定的强度,像一颗完美的北极星,在空间中匀速转动,这是自然的韵律,是星辰运行的方式!
也应该是我们应该传输电力的方式!」
最后,尼古拉·特斯拉画了一个简单的示意图—发电机,传输线,变压器,用户。
「先生们,用三根导线传输三相电流,就可以在发电机端提升电压以减少损耗,在用户端降低电压以保证安全。
这一切,全部都通过静止的变压器完成,只要做好入户电线的绝缘与变压的防护工作,它不比直流电危险很多。」
他的粉笔,最后在发电机和用户之间花了一条线「直流系统像一根绷紧的绳索,只能在短距离内传递力量。多相交流系统像一张网,可以覆盖整个大陆!」
说完这一切,特斯拉放下粉笔,重新走回到讲台:「各位先生们,请跟随我的想像,看一看这样的未来—
电流通过铜线奔涌数百英里,点亮城市的灯火,驱动工厂的机器————这全部依靠的都是刚刚说的磁场转动之力!
我们正站在一个时代的门槛上。电力不会只是照明的工具,它将成为工业的血液,社会的神经!
「旋转的磁场,就是自然法则的体现,理解它,我们就能驾驭无穷的能量!」
会议室里一片安静。没有人说话,没有人咳嗽,连椅子吱呀的声音都没有。
过了几秒,有人开始鼓掌。掌声稀稀落落,然后越来越多,最后连成一片。
爱迪生没有鼓掌。他坐在那里,手搭在椅子扶手上,脸上什么表情都没有。
掌声停下来后,立刻有人举手。
「特斯拉先生,您刚才说的三相系统,传输损耗具体是多少?有实测数据吗?」
「铜转子需不需要永磁体?」
「启动的扭矩呢?能带负载启动吗?」
「频率用多少?」
问题越来越多。有的人问技术细节,有的人问成本,有的人问专利状况————
特斯拉一一从容回答,有时候走到黑板前画几笔,有时候只是口头解释。
提问持续了半个多小时。会议已经远远超出了原定的时间,但没有人离开,也没有人催促。
终于,一直沉默的托马斯·爱迪生举手了。
会议室再次安静下来,所有人都转头看向他。
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