皇宋錦繡 第五百八十五章 實驗室和白熾燈

    定海軍的實驗室，在趙信的指導之下，直接走出了白熾燈的這一條路，不能算是錯，因為相對於早期的電弧燈來說，白熾燈更加的安全，不光是使用時候的安全，還有對於眼的保護，白熾燈都要高於電弧燈，這也是它在歷史上取代電弧燈的原因。

    電弧燈跟白熾燈，這是兩個發光的原理，電弧燈主要是讓電流通過的發光氣體，催動發光，這是比白熾燈早了差不多六七十年的發明。

    不過早期電弧燈，它發不出白光，後世常用日光燈，它藉助着的電流，通過低壓汞氣的時候，發出紫外線，這個紫外線再經過了熒光粉的還原，形成了類似日光的等。

    在沒有這樣的熒光劑之前的，電弧發出的，多是一些其他顏色的光，比較好一點的，有藍光和紅光，稍差一點的，就是紫外線，紫外線有強烈的殺菌作用，可是日常使用，對於眼的危害相當的大。

    趙信沒能力做出來熒光劑，或者是補光劑，無法讓那個電弧燈光線變成白光，也就主動放棄了這一點，走白熾燈這一條路。

    白熾燈跟電弧燈的發光理念完全不同，他不是電流通過發光氣體發光，而是的電流在金屬上面通過的時候，因為電阻的關係，電流會不停的加熱金屬，當金屬加熱到一定溫度的時候，就會發出光芒，當這個溫度高到一定程度的時候，發出的光芒炙熱的如同太陽光。

    實際上，太陽光也同樣是燃燒的形成，不同的是，太陽上面，無數的元素，不停的聚變反應，最終發出了光和熱。

    這是一種熱光源，電流再電阻的作用之下，發光發熱，這應該是一個強氧化的作用，加熱本身就會促進氧化的過程，最早使用各種金屬的燈泡，之所以使用壽命較短，也是因為如此。

    19世紀的時候，對於自然科學，已經有了一定的認識，比如說一些常見的物質的基本特性，熔點沸點之類。

    很多研究燈泡的，不約而同的選擇了鉑金，原因就是在於，鉑金更容易加工並且熔點比普通的鋼鐵要高。

    實驗證明，鉑金的熔點雖然很高，大概是1760度，對於燈泡來說，還是太低了，在電流加熱，發光之後，溫度會迅速的上升，鉑金哪怕穩定性比較強，到了熔點之後，也會熔斷。

    在鉑金這樣的金屬都不行了之後，之後，選擇的都是熔點高物質。

    碳纖維就成為了一種選擇，首先碳的熔點很高，高達3500度的熔點，足以承受住電流的高溫，唯一需要考慮的就是氧化性，只要真空就可以了的。

    實際上，不是什麼完全真空，這個時代的工藝，也達不到抽成完全真空，只要抽去絕大部分空氣就可以了。

    用竹子碳化製作的纖維，這玩意，還容易加工，在中國無數種的植物，總有一款合適的，說不定，日本的那一款竹子，就是在中國引進的。

    隨便找到竹子，然後通過特別的方法，加工成細小的條形，然後通過實驗室的方法的，高溫燒成碳，這個控制起來並不容易，好在竹子太多了，也很好找，1000個，1萬個之中，只要成功了一個，就可以實驗。

    實際上，整個尋找的過程之中，製作難度沒有那麼的困難，成功率大概在7成左右。

    用玻璃廠製作出來玻璃瓶子，固定下來電路和燈絲，然後用抽管，抽出絕大部分的空氣，就簡單的形成了一個的燈泡的實驗體，然後通電點亮。

    在經過了幾次失敗之後，電燈終於亮了，實驗成功之後，就是一個實用性的實驗，這種要在日常生活之中使用的東西，壽命不能太短，真的是幾個小時，十幾個小時，也不夠用啊。

    竹纖維在第一波實驗之中，就展現了它的作用，第一個燈泡足足堅持了72個小時，這就有了初步使用的可能性。

    接下來，一方面，研究燈泡的性能，如何讓空氣抽的更加的到位，防止氧化損害燈泡，另外一方面，在電路還有纖維形狀上面，進行調整。

    趙信還畫出了後世的燈泡的形象，給與幫助，在調整了諸多的配合之後，燈泡的壽命增加到了90個小時，這已經有了基本上使用的可能。

    趙信記得，愛迪生發明的實用性燈泡，他的壽命是170小時，這個大大高於現在的，他更願意相信是材料上面的原因。

    日本的竹子，暫時，還沒有辦法到日本進行尋找，未來，當大規模的船隊建成之後，跟日本交流的時候，可以選擇一部分的地方的竹子的種類進行研究。

    現在，他找的竹子，只是附近有的，未必是最好，對北宋常用的竹子實驗，應該是有收穫的。

    雙管齊下，效果當然很好，在反覆試驗之後，總算挑選出了河北附近的一款竹子，在實驗室之中的驗證之中，取得了420個小時時間，哪怕在大規模生產之中打點折扣，也算是相當不錯了的。

    在沒有金屬鎢的前提下，竹炭纖維，就成為了燈泡天然的材料，420小時，每天6小時的前提下，可以使用70天的，就算是12小時，也可以使用一個月以上的。

    這個經過了一系列的研究，特別是趙信還有眾多的研究者加入進去，最終定型的燈泡，比起後世的白熾燈來說，大了很多，有些像是浴霸上面，400瓦的燈泡，巨大的玻璃體，加上鐵質後殼，跟後世燈泡有些相像，這也是趙信的懶省事，畢竟後世的燈泡，哪怕比較便宜，也是在多年的時間之中，最終驗證下來的，那肯定是好的。

    現在趙信的能力，還沒有辦法驗證後世的形狀上面的理論，可是拿來主義的使用，還是沒有問題。

    真空的問題，只能夠抽氣解決，這個時代的密封狀況，可能抽取也不是完全的真空，甚至是連半真空都算不上，卻也可以接受，目前的狀態下，200小時以上都可以了，更別說是400小時。

    定型之後的燈泡，開始生產，不過只是小批量生產，最終只是生產了2000個左右，這樣的效率，在玻璃廠提供玻璃，鋼鐵廠提供後殼之後，燈絲，安裝和抽氣，基本上，都是在實驗室之中完成的。

    2000個，抽調一部分人員過來，按照每天200個的速度，也最多需要10天，沒有必要製造很多。

    趙信製作燈泡，只是為了讓實驗室方便一點，而不是為了普及的照明的。

    定海軍一共製作了12個發電機，供12個研究所使用，這些發電機，跟後世比起來，非常的簡陋，3千瓦的時效，還不是每時每刻都可以的。

    為發電機提供動能的，不是蒸汽機，更不是內燃機，而是一些牲口，比起耐力來說，牛馬並不是最好，不可能24個小時一直的，輪換的話，效率會降低。

    最關鍵的是，牲口們的速度快慢不一，產生的電流，往往需要通過一定的穩壓裝置，注入到一些電池之中，才能夠均勻放出來，否則的話，一個電壓不穩，再怎麼好的燈泡，也承受不了，更別說這個時代的簡陋燈泡。

    好在，白天，除非是一些特別的實驗，否則也不需要電燈，主要是晚上，只要提供足夠多伏特電池組的，勉強可以支撐研究所的使用。

    又不是帶動的高耗電的裝備，充其量就是幾十個不同亮度的燈泡，最普通的伏特電池就可以了，趙信到是沒有再開金手指，把鉛酸電池弄出來。

    這種更加的成熟的電池，在未來時代，運用了好幾十年，從最初出現1859年，到21世紀電瓶車普及的時代，還在使用，可以說，整個1920世紀，基本上說起電池，那就是鉛酸。

    最簡單的伏特電池，不需要什麼合金，也比較的簡單，鉛酸，趙信只是知道一些簡單的原理，而不知道生產的過程，暫時可以先定下來，未來等電學上面的研究更進一步的，在研究就好了。

    伏特電池，對於一些簡單燈泡，還是沒有問題的，最多就是大量製作就可以了，通過充電放電，形成穩定的電壓和電流，保證工作時候使用。

    當夜幕再一次的籠罩了定海軍的大地的時候，研究所亮起了燈，趙信這麼一個穿越者的異類存在，定海軍跟世界上主流的研究不一樣的，沒有走電弧燈，而是直接白熾燈。

    電弧燈，多是藍光，或者其他的光源，這是帶電的氣體發光，不是日光一樣的全光源，對於眼睛上面，就不是那麼的友好了，而且亮度不高。

    在黑夜之中，沒有光的時候，選擇弧光燈也是沒有辦法的選擇，可是現在，有了更高的燈出現，當然放棄了這些。

    研究人員驚喜的發現，黑夜再也不是阻礙，他們往往在黑夜之中，只能夠做簡單的實驗，依靠蠟燭，大部分步驟也需要進行嚴格的控制，這對於實驗室來說，很不友好，煤油燈雖然亮度更高，可是限制性就更大了的。

    實驗室之中，不都是安全東西，只要實驗，肯定會伴隨着一些氣體和其他東西的排放，化學的東西，很多都是易燃易爆。

    在蠟燭和煤油燈這裏，他們是明火燃燒，把可燃物燃燒進行光的釋放，必須要通氣，也會燃燒氧氣，一旦混入易爆氣體，就會發生危險。

    在實驗室建立的初期，曾經有研究員，在做研究的時候，疏忽安全規則的，最終造成了嚴重的後果，發生了爆炸，不但實驗室之中的所有人員都身死，實驗器材也破壞了很多。

    後來，趙信總結了事故原因，最終確定了實驗規則，在做未知實驗的時候，不允許在黑夜之中，同時，有明確的可燃，可爆氣體的釋放，或者是跟氧氣燃燒混合出有毒氣體的時候，不允許在晚上。

    這樣的限制就非常大，定海軍實驗室之中，這樣的實驗不少，大部分也是向新實驗摸索的，這樣一禁止下來，整個實驗室，可能一天只有能見度最高的幾個小時，可以進行這樣的實驗。

    現在，燈泡的出現，只要一個，就可以把實驗室照亮，一些對於光線要求比較高的實驗，還可以用枱燈這樣，可以把燈光聚集再一起的工具。

    白熾燈雖然是熱光源，在燈泡內部溫度也很高，可是他的其中被抽成半真空，也密封了之後，不與外界的氣體交流，這就非常安全。

    就算可靠性不強，會燒壞，讓燈泡不亮，也只是不亮而已，在燈泡的設計之中，參考了後世的設計，燈絲之間相當的細，也用一定的方法，形成了一個閉合的電路，只要燈泡壞了，就是燈絲燒斷，閉合電路斷絕，那就不會有電流流過，也就不會加熱，最起碼對於周圍，是安全。

    白熾燈的出現，在一定程度上面，推動了積極性和效率的提升，在電燈出現的一兩個月時間之中，研究所的各方面的效率提升了很多，電燈帶來四分之一研究時間的延長，是一個方面，研究員自發的積極性，則代表着另外一個方面。

    趙信關注的並不是這個，見識到了後世，更加節電，更加明亮的led光源，白熾燈，還是最初級的白熾燈，根本入不了它的眼，他更加關注的是整體的效率問題。

    經過測算，一般一個小一點竹炭纖維白熾燈，它的瓦數在70左右，亮度上面，大概是相當於後世40瓦左右的普通白熾燈的燈泡，100瓦的相當於60瓦，140瓦大概相當於80瓦。

    這樣對於電力的浪費較大，好在，整個定海軍，大部分的實驗室，都是比較簡陋的，一般100瓦的燈泡就夠了，也就是牛大力這樣的大型冶金實驗室，才會用到超過尋常實驗室10倍的房間。

    白熾燈的出現，讓定海軍最起碼在實驗室之中，解決了照明的關係，大大的延長了研究的時間，讓實驗的效率大大的增加，科學上面的東西，來不得半點虛假，沒有足夠的累計，也就沒有突破和成果，之前積壓下來的積極性，迅速的展現，定海軍獲得了一大批的成果，這或許是燈泡發明的意外之喜。

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