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玩明-第194部分
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第379章 经世济用（上）
筹备立国之时万磊忙，等国家建立，他宣誓就职大总统，反倒是清闲了，因为一般的政务都有行政院打理，寻常的军务有军委打理，万磊所要做的，就是将日常的政务过目归档，而他又请了一个秘书团打理那些琐事，所以清闲得很。
万磊一闲下来，每天都花大量的时间来陪家人和学生，他现在有五个学生，并准备着再多收几个。而自从北平大学开学之后，万磊时常也到各个学院去讲课，最常去的是工学院，一方面是为教育后辈，另一方面是为了给妻子捧场，因为傅闱是工学院的院长，北平大学建立之后，工学院就并入了其中。
其实，整个北平大学，最有前途的就是行政学院和工学院，行政学院培养后备官员，火是必然的。而工学院之所以能与行政学院齐名，甚至于凌驾于行政学院之上，主要是因为工学院的生源和师资都是最强的。
工学院下设理工科、化工科，应用数学科，生物科学科，地矿勘探科，冶金工程科等多个科目，教学内容涵盖应用数学，物理原理，化学原理，生物学原理以及机械工程，土木工程，船舶工程，水利工程，造纸酿酒醋食糖加工纺织业等研究方向。
科目多，学业重，非特别聪明的人根本无法入学，而非特别努力的人根本无比学成毕业。所以说，工学院就是精英的集中地，每一个北平省的公民，都以进工学院就读为荣，谁家的孩子能进工学院，那全家都感到光荣。
招进来的都是精英，负责教育的更是精英中的精英，专门负责高端科技科研的崇道堂派出十五名最优秀的科研员出任教授，还从各地延请了数十名精于各个领域内的老工匠前来主讲，就连万磊也是名誉教授之一。
同时，工学院还会发下很多小型科研项目，鼓励学员与教员一起参与研发，一有成果，还会给以物质和名誉上的奖励，使得整个工学院的学员们个个拼命地钻研，以前一些无法解决的技术难题，在群策群力之下都迎刃而解。
“今天，我们来讲一讲电报原理。”二月十六夜，万磊来到工学院开讲，他要么不开讲，一讲就讲最前沿的，这也引来学院很多教员来旁听。对此，万磊已经习惯了，他摇了摇手上一张写满字的纸，道：“现在我手里就有一份文件，如果我想要把它送到前线将军的手中，该怎么办？”
“用快马传递，一日就可送达千里之外。”
“用飞鸽传书。”
“用火车传运。”
“建立烽火台，用旗语传讯。”
众人马上给出方案，不过万磊却摇摇头，道：“这些方法实在是太慢，这份文件还不算太重要，慢几天或许也没什么，不过如果是十万火急的军情，那慢上一天可能就会导致惨败。特别是海上，有重洋阻隔，交通不便，信息更是不灵。所以，我们要找到一种新的，快捷的且不受距离与环境影响的传讯方法。”
“各位都知道，这个世界上，光的速度最快，三十万公里每秒，如果能用光来传信，那就算远隔重洋，也能即时通信。不过以我们现有的技术，还无法实现。现在我要讲的，是用电流来传讯，电子可以沿导线传递，理论上的速度与光速是相等的，也是最有可能在短期内实现的一种传讯方式。”
“首先，我们来温习一下电子和电流的知识。”万磊顿了顿，扫视了下面一圈，道：“谁能给大家讲一讲电流的产生与电磁感应效应？”
下面的学员们马上举起手来，万磊只是随意地叫了一个女学员，那个女学员滔滔不绝地讲了一通，其实，电学也是工学院的入门必修课程之一，在场的很多人都让各种电磁感应效应和电流电阻电压等概念弄得头疼无比了。
“。。。电磁感应是指电流的磁效应，电路中导线中联通电流，可以产生磁场；而导线做切割磁场运动，也能产生电流。。。”
“谢谢你的讲解，现在请坐下吧。”那位女学员讲到这，万磊就打断了她，“通电就有磁场，断电就没有磁场，这就是说，我们可以有两个直观而且可控的物理现象，我这边接通电源，只要有电线相接，只要有电磁感应器，就算是远在万里之外，也能同时感应电流通过，也能知道我这边接通了电源开关，是这样的吧。”
“是这样，可是只是打开电源，这并不能表达文字意思。”下面一个学员道，其实，现在工学院已经有了可用以实验的电池，也有了铜线，很多电流电路实验都可以做了，万磊讲的这些，学员们都懂。
“单单一次开关电源，当然不能表达意思，不过只要把它变成脉冲信号，这就能传达信息了。”
“比如说在一秒钟内，我按了一下开关，那么远在万里之外的接收员就知道，我要表达的数字是1，如果我不按，那就是0。当然了，单纯的0和1也没有实际意义。不过把它们组合起来，那就是一串数字，这就能表达意思了。”
万磊见下面的学员们都开始皱眉沉思了，又道：“现在，我简单地讲解一下二进制的知识。二进制，实际上是一种全新的计算方式，与十进制有相同之处。十进制是逢十进一，基数为十，而二进制是逢二进一，基数为二。”
“之所以讲二进制，主要是为了方便计算机械语言。机械与人不同，它们可不会用不同的符号来表达数字，只有开与关，闭与合这两种相对状态，开可以看做是1，合可以看做是0，要想用这种状态来表达十进制的数字，就得用到进制换算。”
“比如说，十进制下的1这个数字，可以用二进制的1来表示，而十进制中的2，可以用10来表示，3可以用11来表示，4可以用100来表示。我们可以试着把每三秒分成一组，就可以把0到7这八个数字表达出来，0就是000，1就是001，2就是010，3就是011，4就是100，5就是101，6就是110，7是111。”
“在三秒钟内，我连开三次电流，那就是111，代表的就是7，如果我先开一次电流，间隔一秒再开一次，那就是101，代表的是5。而常用的汉字，也就在三千五百个左右，0到7这八个数字来标志它们，四段就足够了。比如说‘我’字，假设它的编号为7043，那翻译成电报码，就是111，000，100，011四段，照这样打出一断脉冲信号，十几秒就能传递完一个字，一份简捷的命令，几分钟就能下达完成。”
“当然，这只是设想阶段，技术成熟并培训有熟练的发报员，还能提高效率，一份几百字的文件，能在一个小时之内传递完。理论讲完了，重点还是如何运用。”万磊停下来喝了一口水，冲下面道：“有问题的，现在可以提问。”
“先生，二进制是如何运算的，有何运算规则？”下面有人站起来急问道。
“二进制的运算，以后会在运用数学上讲，现在各位只要记住0到7这八个数字的表示方法就行了。”
“先生，虽然用开光这两种方法理论上可以实现传讯，可是电流所产生的磁场本来就很弱，如何才能观测到？另外，导线是有电阻的，距离一远，电流就会变弱，这就更难观测到了。”又一学员站起来提问。
“你说的这个就是我们现在面临的技术难题之一，为了克服这一难题，就得研发高敏感度的电磁感应器。同时要加大电源的电压，使用电阻更小的材质作为导线，以减少传输过程中的损耗，这样就可以把脉冲信号清晰地传输到更远的地方。”
“先生，电报有导线连接，两边都得有发报机和收报机，这也就是说，它们只能点对点传送信息，这也就是说，建一条电线，只能两台电报机用，其他不能用，这是不是太lang费了。”又一个学员问道。
“设立连通各地的军事专线，这对于一个国家而言，至关重要，花费再多也是值的。而相比于靠马匹急送的方式，电报还是节省成本的。”
“另外，军事专线虽然是专线专用，不过技术成熟之后，就可以建立民用的，那就可以建总机和分机，用的时候插上，不用的时候拔出来让别的分机用，这样就能提高线路使用率了。而且在一条线路上，我们可以用多条导线并行的方式，以提高讯号的传输效率，避免线路的拥堵。”
“先生，用铜线当导线，那如果遇到雷电天气，恐怕会引来雷电。而且铜线裸露在外面，风吹雨打就会腐蚀掉。”又一学员站起来道。
“这也是一个问题，解决的办法就是用绝缘物把导线给包起来，不让它们与外界接触，这样就能防雷防锈了。”
“先生，那。。。”
第380章 经世济用（中）
“发电机研发得如何了？”这天一早，万磊就来到了崇道堂位于北平城的总部。而这里业已经过扩建，高大的围墙内围出几十亩的内院，院内还建起了大小如十撞楼房，作为崇道堂数百名道士生活与研习之所。
作为最高级以及最秘密的研究所，崇道堂内外的戒备是最森严的，高墙外有军队往来巡逻，高墙内驻有精忠卫，真正的十步一楼五步一岗，如果有谁想潜伏进来，必定是死路一条。
而电能研究所位于一幢高楼的地下，现有研究员约四十名，由赤诚领衔，他们现在最主要的研究项目是：发电机。
崇道堂早就能组装出手摇式直流发电机，这种发电机结构很简单，一个机座固定住定子，而定子由两块环形的磁铁组成，这两块磁铁中间有一个由铜条制成的转子，转子还连着一个换向器，使电流直流输出。
其实，在结构上，直流发电机和直流电动机（马达）是没有差别。只不过直流发电机是用其他机器带动，使其导体线圈在磁场中转动，不断地切割磁感线，产生感应电动势，把机械能变成电能，而直流电动机则是把这个过程反过来。
道理很建单，不过要提高发电功率，前使之进行稳定的输出，这就十分困难，崇道堂派出四十余人，经过数月的研究，最终也只是小有突破而已。不久前发明了环形电枢（转子），却也是只能得到几千瓦的功率输出而已，而且电压还不稳定，只有几十伏左右，用来当电报机的电源还勉强可以，如果想用它来点灯或者用来治金，那就是杯水车薪了。
“这是我们最新设计发明的发电机，与实验用的手摇发电机不同，它的定子中，不再是磁铁，而是加上了定子铁芯、线包绕组。而转子由转子铁芯、转子磁极，其中有磁扼和磁极绕组，也就是说，产生磁场的是转子。”赤诚指着地面上一台巨大的机器介绍着。
“这台发电机中，与实验用的手摇发电机一样，由轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转。所不同的是，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，从而便产生直流电流。”
“从原理来说，这台发电机产生的感应电动势的大小与定子磁场的磁感应强度和电枢的转速成正比。所以我们只要适当地调好力矩与围子线圈的结构，就能大幅度提高其功率。不过功率提高之后，就得由大马力的机械才能带动。为了带动这台发电机，我们用了一台转速快，功率高的蒸汽机来当动力源。”
万磊看了看边上那台蒸汽机，现在已经开始生火，准备带动发电机发电了，就道：“试运行一下，看看输出功率有多高。”
“先生，我们昨天试运行过了，最高输出功率为二十五千瓦，电压衡定在两百三十伏，由于电压相对较低，如果长距离输送，会损失掉很多电力，所以我们也在想办法用另一种方式来发电。”赤诚道。
“如果是交流电，可以用构造简单的变压器来升降电压，不过交流电发电机的结构更加复杂，现在暂时别管它，先把直流电发电机弄好，我们暂时还没有建立电网的能力，只是小规模的使用，无须考虑输送的问题。”
正当万磊与赤诚交谈之际，蒸汽机已经开始转动起来，带动着那台发电机开始高速动转起来，刺耳的嗡鸣声传出来，万磊只得拿耳塞把耳朵给塞上。而发电机四周的工作台上，摆满了各种探测电流电压的小机器，每一个研究员都在紧张地观测和记录着。
大概运转了半个小时，各位研究员都打出了一个手势，示意记录完成，蒸汽机边的人员这才停止加煤，并开闸放气，很快发电机就停了下来。万磊见发电机上热气直冒，想必它并没有加装上冷却系统，所以过热了。
“先生，经测定，输出功率最大时，为五十四千瓦，电压衡定在二百一十五伏到二百五十伏之间。”赤诚把汇总数据递了过来。
“嗯，不错，勉强可以用了。不过，我建议加装一个散热系统，不然这发电机长时间运转，会过热烧坏的。”万磊提醒道。
“这个我们都想到了，打算加装上冷水冷却系统或者风扇排风系统。同时，这台发电机中用的多是耐高温的材料，**十度的高温根本就无影响。”赤诚道。
“好吧，以这台发电机为原型，组装出一台火力发电机来，我准备用来建造一个电弧炉，用以金属冶炼。”
其实，万磊之所以搞电力研究，最主要的并不是用来点灯，而是用来治金，因为只有冶炼出性能更优越的金属，才能造更精良的机械设备，而很多特种钢主要得用电弧炉来治炼。
所谓的电弧炉，其实就是用电极电弧产生的高温来熔炼金属的电炉。由于电炉产生的温度可高达三千度，而电弧炉中不必投煤矿作为热源，且是密闭的，可以更好地控制炉内气氛，能有效地去除硫、磷等有害杂质，可以有效地控制炉温，进而熔炼出优质的合金钢。
除了炼钢之外，一些锰铜金银等金属也可用电弧炉来提到冶炼效率，而且铝钠等金属的生产更是要用到电解炉。总之，电能在冶金工业上作用非凡，万磊才不会傻乎乎地把来之不易的电流用来点灯，毕竟现在用煤油灯已经足够了，在没有发明内燃机之前发明电灯，只会让石油工业陷入困境之中，万磊可不会办这种傻事。
再说了，电灯可不是那么容易发明的，所以大范围的电网暂时是不会建的，就算是建立起电站，也是专门为指定的工厂输电，就连万磊居住的华园，也没有输电进入的打算。
第381章 经世济用（下）
在科研与讲学中，时间过得非快，三月中，平西铁路开通至西安，这一条一千多公路的铁路线在几十万人的全力抢修下，用时八个月就通车了，这让万磊不得不感叹人多就是力量大。
当然，这条铁路路过的多是平原地区，不用钻山进洞，自然就好修，如果想修兰州段，那恐怕花上十年八载也不一定能成，毕竟那里的地形太复杂了。至于修到青藏高原，那更是一个遥远的梦想，一百年能实现那就算是了不起了。
平西铁路经过北平河南陕西三省，沿途路过保定真定顺德彰德开封河南西安等人口大府，由于交通便利，商旅增多，北平城可以说是人满为患，常住人口加上流动人口，达到了八十多万，相信用不了多久，就会突破百万大关。
要解决人口持续增加的问题，不得不进行扩建。而万磊没有在北平城外进行扩建，而是通过建立卫星城的形式来解决这一问题，其中最大一个卫星城就建在北平城东南面的海津镇。
所谓的海津镇，其实位于海河边，元代时这个镇作为海运和漕运的枢纽，同时也是北方盐业生产基地，商业比较繁荣，明朝建立之后才荒废下来，现在万磊计划在这一片废墟之上重建一个连接北平与大沽军港的新城，其中铁路就是最重要的一条纽带。
其实，北平到大沽口的单线铁路在去年就已经修通，万磊要做的是将它改为复线，一来是为了增加大沽海港到北平的运输量，二来是方便产于长芦盐场的食盐转运到各地去。
由于大华民国的领土扩大了，人口也增加了，对食盐这种生活必需品的需求量也在增加。与明朝的盐铁专营不同，大华民国是不收盐税的，甚至还成了盐粮司，将盐粮等重要物资转运到各地，以平价出售，以防止奸商囤积居奇。
虽然是平价出售，不过盐粮司还是盈利的，因为它是交通通讯部下设机关，有铁路之便，运输成本比一般的商人要低，所以竞争力强。好在盐粮司只是以调控物价，调济余缺为主，不以营利为目的，不然其他商家非被挤垮不可。
虽然不收盐税，不过这实际上对政府财政收入没什么影响，因为只是表面上不�
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