第94章 有线电报能有多简单?
第94章 有线电报能有多简单?
朱简烜所在的船队驶出长江口后,首先在崇明岛附近汇合了第一批小规模护航船队。
护送移民船队继续向南航行,在舟山军港与等待的主力护航舰队汇合。
同时加入船队的还有詹姆斯·库克船长的两艘探索船。
大明虽然已经与英国签署了和约,但是和约还没有被英国国王和议会正式批准。
所以大明非常强硬的没有马上释放俘虏,理由是大明还没有正式接受北美的魁北克、蒙特利尔等地区。
英国代表团对此虽然颇为恼怒,但是却没有任何办法,只能先回伦敦。
库克本人曾经在应天府常驻,但他的两艘没有停在应天府的内河码头,一直放在更加宽敞的舟山军港。
朱简烜的船队启程前往北美之前,库克就得到了朱简烜的许可和命令,带着自己的随行翻译提前返回了舟山。
库克船长未来会是朱简烜的臣子,所以被皇帝许可直接跟着朱简烜去美洲。
未来会从美洲再回伦敦,向英国海军交流差事之后返回美洲,以后就会永远追随朱简烜了。
库克拿着皇帝给的批示,接收了自己原有的属下,接收了自己原有的探索船,然后等着朱简烜船队到来。
全面的战争毕竟已经停止了,这次移民船队的护航舰队只有二十艘三级以上主力舰,四十艘四级及以下护卫舰和辅助战舰。
总体规模只有北美船队的三分之一。
不过这些战舰抵达北美后,就不会再次返回大明本土了。
大明皇帝已经决定成立北美都督府,这支舰队将会加入北美都督府船队,长期驻守在中美洲地区。
移民船队与主力护航船队汇合后,朱简烜也带着仆人、弟子、工匠、护卫们搬到了护航船队的旗舰长风号上居住。
长风号是大明最大的十几艘战列舰之一,舰体的排水量超过三千吨。
内部的空间是当今时代最大的,居住条件自然也更加舒适,也更方便朱简烜讲课做实验。
船队离开舟山之后,朱简烜在长风号会议室再次召集了所有学生和工匠,开始上第二堂自然科学原理课。
这次正式上课后之后,朱简烜的弟子们都非常的兴奋。
毕竟都是十一二岁的男孩子,在课堂上得到了非常有意思的东西,做实验的过程更像是玩闹的过程。
而工匠们明显都比上次冷静了很多。
因为经过了实际验证,朱简烜的理论都是正确的,最起码现在还没有证伪。
这只能说明,朱简烜以前自己早就验证过了。
朱简烜提出的东西不是单纯的假说,而是经过了实验和计算得出的科学理论。
宋问道为首的工匠们已经意识到,一套全新的更加全面的自然科学理论,正在朱简烜的主导迅速建立起来。
自己这些人都是这个过程的直接参与者。
他们对于学习的兴趣再次上升了,也再次庆幸自己追随朱简烜的决定。
宋问道为首的工匠们已经全都迅速转换了心态,开始把自己摆到一无所知的学生的位置上。
朱简烜第二堂课的内容,他们真的几乎一无所知了。
朱简烜这次直接从电磁感应开始讲解,用了差不多一整天的时间,把电磁学入门知识全部通了一遍。
这一次工匠们全程都是懵的了。
电和磁这两种东西,竟然还能放在一块建立联系吗?
电的理论真的有这么简单吗?
如果说以前的热学和化学基本知识,工匠们还能跟着展开探讨和加入证伪过程,那电学的知识真的几乎都是全新的了。
绝大部分认知都是直接超越当前时代的。
在电学历史的早期研究中,最大的困难是电流没有实体,最大的限制是没有稳定安全可控的电源。
所以虽然电学的原理相对简单,但是早期的电学研究进度却非常缓慢。
现在电学上最重要的应用是避雷针。
可以让雷电提前释放,避免摧毁建筑物,但雷电根本不可控。
朱简烜前世历史上,富兰克林的风筝引雷实验,百分之九十九的概率是编造出来的。
但不是新时代的知音读者意林们编的,而是富兰克林自己编的。
富兰克林根本没有意识到,现实中的水基本都是导电的,用丝带也不可能隔绝电流。
由于相关知识匮乏,历史上还真的有人信了。
俄国有个科学家按照富兰克林的说法做实验,直接被雷电给劈死了。
直到1800年伏打电堆问世,世界上有了第一种稳定的发电器,电学研究才进入了新时代。
现在朱简烜直接拿出了完全成熟明确的电磁感应理论。
进而直接拿出了电机原理图。
发电机和电动机在某种程度上可以视为同一种设备。
用其他机器带动转子旋转就能发电,为接上外部电源就能直接驱动转子旋转。
朱简烜还讲解了电流和电压的概念,同时也直接拿出了简易的机械式电压表和电流表的原理图。
朱简烜不知道怎么制作机械式电表,但可以根据电磁感应原理推导出设计思路。
电流通过金属,会让金属产生磁性,放进一个凹型磁铁里面,金属就会自行旋转,这时候用弹簧固定住金属,不让他转圈。
确定金属的尺寸重量,再加上一个合适的指针和一个表格,就能以通电后指针的偏转程度标记电能强度了。
电流表和电压表的结构也是类似的,串联在电路中就是电流表,与电器并联就是电压表。
不过电压表内部要串联一个大电阻分担电压,否则电压表会直接烧坏。
电表的原理其实是与电机一样的,电表就是一台超小型的电机,但是一直处在启动状态,却始终转不完一圈。
电机的轴上固定了一个指针,指针背后再加个表格背板,就能够用来标记电力强度了。
和电压表类似,正常工作就需要并联在电路中的电机,若是通电后一直无法旋转,也会迅速烧毁。这一天的主要课程结束后,朱简烜再次安排了实验或者说作业,让工匠们带着弟子们分头制作电机和电表。
朱简烜的船上带着吴王实验室用过的机床和各种工具设备。
这些机床设备是这个世界上精度最高的。
朱简烜在大明搞科学实验室,带领数百名高级工匠努力了八年。
消耗时间最多的研究项目,就是不断地循环提升大明的钢铁冶炼工艺和机械加工工艺了。
机床工艺的升级就是机械加工工艺提升中的重中之重。
按照朱简烜的评估,现在吴王实验室用的最新式机床的精度,应该达到前世十九世纪后期的水平了。
朱简烜身边的工匠也是现在全世界水平最高的。
他们用机床手搓电机和电表部件,手工制作电机线圈也没有太大难度。
只是要求做出一套能持续放电或者持续旋转的机器,不要求寻找最佳效率的线圈和最合理设计的话,难度本身也不高。
所以工匠们带着朱简烜的弟子们,前后用了半个月的时间,完成了朱简烜这次的“作业”。
三十二个工匠,三十二个学生,一对一组合后再分成八组,最终做出了四台电机,两台电流表,两台电压表。
“作业检查”,或者说“实验成果验收”的时候到了。
朱简烜让工匠们搬来一辆自行车,用钢铁架子支撑固定起来,用后轮驱动一台电机作为发电机
发电机上引出两根橡胶包裹的导线,与旁边摆放的另一台电机连接起来,这台电机用作电动机。
电动机的电机轴上安装了两扇桨叶,就变成了一台简单的电风扇,旁边还接了两台电压表。
朱简烜让一个年轻的工匠去蹬自行车,自行车的轮子带动发电机旋转发电。
电压表立刻动了起来,电动机也同时跟着旋转起来,带动两扇桨叶吹出了持续的凉风。
这个结构好像没事找事,工匠直接蹬自行车直接吹风,比这样吹风效率更高。
但是在场的工匠们都能想象得到,这两组设备可以拉开很远的距离
可以在厂房里面或者河道上,用蒸汽机或者水车来驱动发电机,用导线将电力引入房间里面,再用电动机给房间里面吹风。
或者是直接驱动纺织机或者车床以及所有需要动力的设备。
在这个检查作业的过程中,验证电磁学理论的过程中,宋问道等工匠们都感觉自己在做梦。
电机这个本身并不算多复杂的结构,只要简单的持续旋转就能产生稳定的电流,反过来还能用电流驱动电机稳定旋转。
孩子们觉得这个过程非常的神奇。
甚至主动跟蹬自行车的工匠换班,自己上去用力的踩踏自行车,看着电流表和电压表指针波动,看着对面的风扇速度变化。
但是有些老工匠就有点无法接受这种看上去颇为简单的现实。
“电的原理竟然就就是这个样子的?”
“发电和电驱动竟然就这么简单?”
“我们现在通过这么简单的设备,就直接控制了神奇的雷电!”
“所以有了电磁学原理的话,我们还做什么蒸汽机?”
“对啊,用水车直接驱动发电机,用电动机驱动纺织机等各种机械就行了……”
“蒸汽机还是要的,蒸汽机可以用来持续供电,比水车稳定而且强力的多,同时不是所有地方都有水力。”
朱简烜拍着一个满脸兴奋的学生的肩膀,笑呵呵的对这些感到神奇的工匠们们说:
“电的原理就是这么简单,就是一窍通百窍通的一门学科。
“所以这仅仅是一个开始,后面还有更多的成果等着我们去实现呢。
“我现在给大家一个最简单的思路,大家一起来思考一下。
“电流的联通和断开,乃至电流连接的时间长短的不同,这种状态能够用来做什么?”
现场安静了不到三秒钟的时间,朱简烜手边的孩子猛地惊叫起来:
“可以用来传话!就和旗语和鼓声一样!”
其他的工匠和学生们也立刻反应过来,同时也马上想到了电的另外一个最大的特性。
好多人瞬间就瞪大了眼睛。
朱简烜也毫不犹豫的直接说出了答案:
“电流的速度快到我们人类无法想象,是真正可以瞬息千万里的东西。
“我们只要从应天府开始,架设一根电线通到巴黎,就可以在几分钟内,将消息穿过整个神欧大陆。
“如果将几根电缆,铺设在太平洋和大西洋中,也可以直接从纽约向伦敦发送消息。
“所以下一次的课堂作业,就是把这种收发信息的设备做出来。”
最简单的有线电报原理确实非常简单。
单纯通过电路连接的时间长短不同,就可以定义出不同的基本信息。
就像是计算机的二进制代码,只需要最为简单的零和一两个数字,就能表达没有上限的信息量。
只要收发双方约定一个编码表,将一个数字对应一个汉字,发送和接收双方各持一份。
然后发送方查表,将汉字信息转化成数字信息,送到给千里之外的接收方。
接收方记录数字信息,再去查汉字编码表,就能翻译出原始信息。
当然这只是理论情况,远距离信息传递的实际情况要略微复杂一些,要保持电流有足够的强度且较为稳定。
所以有了发电机之后,电报机确实可以直接生产出来。
但是在相对较远距离上的应用,仍然需要稍微一段时间来解决工程问题。
今天三章一万字完成。
(本章完)
朱简烜所在的船队驶出长江口后,首先在崇明岛附近汇合了第一批小规模护航船队。
护送移民船队继续向南航行,在舟山军港与等待的主力护航舰队汇合。
同时加入船队的还有詹姆斯·库克船长的两艘探索船。
大明虽然已经与英国签署了和约,但是和约还没有被英国国王和议会正式批准。
所以大明非常强硬的没有马上释放俘虏,理由是大明还没有正式接受北美的魁北克、蒙特利尔等地区。
英国代表团对此虽然颇为恼怒,但是却没有任何办法,只能先回伦敦。
库克本人曾经在应天府常驻,但他的两艘没有停在应天府的内河码头,一直放在更加宽敞的舟山军港。
朱简烜的船队启程前往北美之前,库克就得到了朱简烜的许可和命令,带着自己的随行翻译提前返回了舟山。
库克船长未来会是朱简烜的臣子,所以被皇帝许可直接跟着朱简烜去美洲。
未来会从美洲再回伦敦,向英国海军交流差事之后返回美洲,以后就会永远追随朱简烜了。
库克拿着皇帝给的批示,接收了自己原有的属下,接收了自己原有的探索船,然后等着朱简烜船队到来。
全面的战争毕竟已经停止了,这次移民船队的护航舰队只有二十艘三级以上主力舰,四十艘四级及以下护卫舰和辅助战舰。
总体规模只有北美船队的三分之一。
不过这些战舰抵达北美后,就不会再次返回大明本土了。
大明皇帝已经决定成立北美都督府,这支舰队将会加入北美都督府船队,长期驻守在中美洲地区。
移民船队与主力护航船队汇合后,朱简烜也带着仆人、弟子、工匠、护卫们搬到了护航船队的旗舰长风号上居住。
长风号是大明最大的十几艘战列舰之一,舰体的排水量超过三千吨。
内部的空间是当今时代最大的,居住条件自然也更加舒适,也更方便朱简烜讲课做实验。
船队离开舟山之后,朱简烜在长风号会议室再次召集了所有学生和工匠,开始上第二堂自然科学原理课。
这次正式上课后之后,朱简烜的弟子们都非常的兴奋。
毕竟都是十一二岁的男孩子,在课堂上得到了非常有意思的东西,做实验的过程更像是玩闹的过程。
而工匠们明显都比上次冷静了很多。
因为经过了实际验证,朱简烜的理论都是正确的,最起码现在还没有证伪。
这只能说明,朱简烜以前自己早就验证过了。
朱简烜提出的东西不是单纯的假说,而是经过了实验和计算得出的科学理论。
宋问道为首的工匠们已经意识到,一套全新的更加全面的自然科学理论,正在朱简烜的主导迅速建立起来。
自己这些人都是这个过程的直接参与者。
他们对于学习的兴趣再次上升了,也再次庆幸自己追随朱简烜的决定。
宋问道为首的工匠们已经全都迅速转换了心态,开始把自己摆到一无所知的学生的位置上。
朱简烜第二堂课的内容,他们真的几乎一无所知了。
朱简烜这次直接从电磁感应开始讲解,用了差不多一整天的时间,把电磁学入门知识全部通了一遍。
这一次工匠们全程都是懵的了。
电和磁这两种东西,竟然还能放在一块建立联系吗?
电的理论真的有这么简单吗?
如果说以前的热学和化学基本知识,工匠们还能跟着展开探讨和加入证伪过程,那电学的知识真的几乎都是全新的了。
绝大部分认知都是直接超越当前时代的。
在电学历史的早期研究中,最大的困难是电流没有实体,最大的限制是没有稳定安全可控的电源。
所以虽然电学的原理相对简单,但是早期的电学研究进度却非常缓慢。
现在电学上最重要的应用是避雷针。
可以让雷电提前释放,避免摧毁建筑物,但雷电根本不可控。
朱简烜前世历史上,富兰克林的风筝引雷实验,百分之九十九的概率是编造出来的。
但不是新时代的知音读者意林们编的,而是富兰克林自己编的。
富兰克林根本没有意识到,现实中的水基本都是导电的,用丝带也不可能隔绝电流。
由于相关知识匮乏,历史上还真的有人信了。
俄国有个科学家按照富兰克林的说法做实验,直接被雷电给劈死了。
直到1800年伏打电堆问世,世界上有了第一种稳定的发电器,电学研究才进入了新时代。
现在朱简烜直接拿出了完全成熟明确的电磁感应理论。
进而直接拿出了电机原理图。
发电机和电动机在某种程度上可以视为同一种设备。
用其他机器带动转子旋转就能发电,为接上外部电源就能直接驱动转子旋转。
朱简烜还讲解了电流和电压的概念,同时也直接拿出了简易的机械式电压表和电流表的原理图。
朱简烜不知道怎么制作机械式电表,但可以根据电磁感应原理推导出设计思路。
电流通过金属,会让金属产生磁性,放进一个凹型磁铁里面,金属就会自行旋转,这时候用弹簧固定住金属,不让他转圈。
确定金属的尺寸重量,再加上一个合适的指针和一个表格,就能以通电后指针的偏转程度标记电能强度了。
电流表和电压表的结构也是类似的,串联在电路中就是电流表,与电器并联就是电压表。
不过电压表内部要串联一个大电阻分担电压,否则电压表会直接烧坏。
电表的原理其实是与电机一样的,电表就是一台超小型的电机,但是一直处在启动状态,却始终转不完一圈。
电机的轴上固定了一个指针,指针背后再加个表格背板,就能够用来标记电力强度了。
和电压表类似,正常工作就需要并联在电路中的电机,若是通电后一直无法旋转,也会迅速烧毁。这一天的主要课程结束后,朱简烜再次安排了实验或者说作业,让工匠们带着弟子们分头制作电机和电表。
朱简烜的船上带着吴王实验室用过的机床和各种工具设备。
这些机床设备是这个世界上精度最高的。
朱简烜在大明搞科学实验室,带领数百名高级工匠努力了八年。
消耗时间最多的研究项目,就是不断地循环提升大明的钢铁冶炼工艺和机械加工工艺了。
机床工艺的升级就是机械加工工艺提升中的重中之重。
按照朱简烜的评估,现在吴王实验室用的最新式机床的精度,应该达到前世十九世纪后期的水平了。
朱简烜身边的工匠也是现在全世界水平最高的。
他们用机床手搓电机和电表部件,手工制作电机线圈也没有太大难度。
只是要求做出一套能持续放电或者持续旋转的机器,不要求寻找最佳效率的线圈和最合理设计的话,难度本身也不高。
所以工匠们带着朱简烜的弟子们,前后用了半个月的时间,完成了朱简烜这次的“作业”。
三十二个工匠,三十二个学生,一对一组合后再分成八组,最终做出了四台电机,两台电流表,两台电压表。
“作业检查”,或者说“实验成果验收”的时候到了。
朱简烜让工匠们搬来一辆自行车,用钢铁架子支撑固定起来,用后轮驱动一台电机作为发电机
发电机上引出两根橡胶包裹的导线,与旁边摆放的另一台电机连接起来,这台电机用作电动机。
电动机的电机轴上安装了两扇桨叶,就变成了一台简单的电风扇,旁边还接了两台电压表。
朱简烜让一个年轻的工匠去蹬自行车,自行车的轮子带动发电机旋转发电。
电压表立刻动了起来,电动机也同时跟着旋转起来,带动两扇桨叶吹出了持续的凉风。
这个结构好像没事找事,工匠直接蹬自行车直接吹风,比这样吹风效率更高。
但是在场的工匠们都能想象得到,这两组设备可以拉开很远的距离
可以在厂房里面或者河道上,用蒸汽机或者水车来驱动发电机,用导线将电力引入房间里面,再用电动机给房间里面吹风。
或者是直接驱动纺织机或者车床以及所有需要动力的设备。
在这个检查作业的过程中,验证电磁学理论的过程中,宋问道等工匠们都感觉自己在做梦。
电机这个本身并不算多复杂的结构,只要简单的持续旋转就能产生稳定的电流,反过来还能用电流驱动电机稳定旋转。
孩子们觉得这个过程非常的神奇。
甚至主动跟蹬自行车的工匠换班,自己上去用力的踩踏自行车,看着电流表和电压表指针波动,看着对面的风扇速度变化。
但是有些老工匠就有点无法接受这种看上去颇为简单的现实。
“电的原理竟然就就是这个样子的?”
“发电和电驱动竟然就这么简单?”
“我们现在通过这么简单的设备,就直接控制了神奇的雷电!”
“所以有了电磁学原理的话,我们还做什么蒸汽机?”
“对啊,用水车直接驱动发电机,用电动机驱动纺织机等各种机械就行了……”
“蒸汽机还是要的,蒸汽机可以用来持续供电,比水车稳定而且强力的多,同时不是所有地方都有水力。”
朱简烜拍着一个满脸兴奋的学生的肩膀,笑呵呵的对这些感到神奇的工匠们们说:
“电的原理就是这么简单,就是一窍通百窍通的一门学科。
“所以这仅仅是一个开始,后面还有更多的成果等着我们去实现呢。
“我现在给大家一个最简单的思路,大家一起来思考一下。
“电流的联通和断开,乃至电流连接的时间长短的不同,这种状态能够用来做什么?”
现场安静了不到三秒钟的时间,朱简烜手边的孩子猛地惊叫起来:
“可以用来传话!就和旗语和鼓声一样!”
其他的工匠和学生们也立刻反应过来,同时也马上想到了电的另外一个最大的特性。
好多人瞬间就瞪大了眼睛。
朱简烜也毫不犹豫的直接说出了答案:
“电流的速度快到我们人类无法想象,是真正可以瞬息千万里的东西。
“我们只要从应天府开始,架设一根电线通到巴黎,就可以在几分钟内,将消息穿过整个神欧大陆。
“如果将几根电缆,铺设在太平洋和大西洋中,也可以直接从纽约向伦敦发送消息。
“所以下一次的课堂作业,就是把这种收发信息的设备做出来。”
最简单的有线电报原理确实非常简单。
单纯通过电路连接的时间长短不同,就可以定义出不同的基本信息。
就像是计算机的二进制代码,只需要最为简单的零和一两个数字,就能表达没有上限的信息量。
只要收发双方约定一个编码表,将一个数字对应一个汉字,发送和接收双方各持一份。
然后发送方查表,将汉字信息转化成数字信息,送到给千里之外的接收方。
接收方记录数字信息,再去查汉字编码表,就能翻译出原始信息。
当然这只是理论情况,远距离信息传递的实际情况要略微复杂一些,要保持电流有足够的强度且较为稳定。
所以有了发电机之后,电报机确实可以直接生产出来。
但是在相对较远距离上的应用,仍然需要稍微一段时间来解决工程问题。
今天三章一万字完成。
(本章完)