皇宋锦绣 第五百八十五章 实验室和白炽灯

    定海军的实验室，在赵信的指导之下，直接走出了白炽灯的这一条路，不能算是错，因为相对于早期的电弧灯来说，白炽灯更加的安全，不光是使用时候的安全，还有对于眼的保护，白炽灯都要高于电弧灯，这也是它在历史上取代电弧灯的原因。

    电弧灯跟白炽灯，这是两个发光的原理，电弧灯主要是让电流通过的发光气体，催动发光，这是比白炽灯早了差不多六七十年的发明。

    不过早期电弧灯，它发不出白光，后世常用日光灯，它借助着的电流，通过低压汞气的时候，发出紫外线，这个紫外线再经过了荧光粉的还原，形成了类似日光的等。

    在没有这样的荧光剂之前的，电弧发出的，多是一些其他颜色的光，比较好一点的，有蓝光和红光，稍差一点的，就是紫外线，紫外线有强烈的杀菌作用，可是日常使用，对于眼的危害相当的大。

    赵信没能力做出来荧光剂，或者是补光剂，无法让那个电弧灯光线变成白光，也就主动放弃了这一点，走白炽灯这一条路。

    白炽灯跟电弧灯的发光理念完全不同，他不是电流通过发光气体发光，而是的电流在金属上面通过的时候，因为电阻的关系，电流会不停的加热金属，当金属加热到一定温度的时候，就会发出光芒，当这个温度高到一定程度的时候，发出的光芒炙热的如同太阳光。

    实际上，太阳光也同样是燃烧的形成，不同的是，太阳上面，无数的元素，不停的聚变反应，最终发出了光和热。

    这是一种热光源，电流再电阻的作用之下，发光发热，这应该是一个强氧化的作用，加热本身就会促进氧化的过程，最早使用各种金属的灯泡，之所以使用寿命较短，也是因为如此。

    19世纪的时候，对于自然科学，已经有了一定的认识，比如说一些常见的物质的基本特性，熔点沸点之类。

    很多研究灯泡的，不约而同的选择了铂金，原因就是在于，铂金更容易加工并且熔点比普通的钢铁要高。

    实验证明，铂金的熔点虽然很高，大概是1760度，对于灯泡来说，还是太低了，在电流加热，发光之后，温度会迅速的上升，铂金哪怕稳定性比较强，到了熔点之后，也会熔断。

    在铂金这样的金属都不行了之后，之后，选择的都是熔点高物质。

    碳纤维就成为了一种选择，首先碳的熔点很高，高达3500度的熔点，足以承受住电流的高温，唯一需要考虑的就是氧化性，只要真空就可以了的。

    实际上，不是什么完全真空，这个时代的工艺，也达不到抽成完全真空，只要抽去绝大部分空气就可以了。

    用竹子碳化制作的纤维，这玩意，还容易加工，在中国无数种的植物，总有一款合适的，说不定，日本的那一款竹子，就是在中国引进的。

    随便找到竹子，然后通过特别的方法，加工成细小的条形，然后通过实验室的方法的，高温烧成碳，这个控制起来并不容易，好在竹子太多了，也很好找，1000个，1万个之中，只要成功了一个，就可以实验。

    实际上，整个寻找的过程之中，制作难度没有那么的困难，成功率大概在7成左右。

    用玻璃厂制作出来玻璃瓶子，固定下来电路和灯丝，然后用抽管，抽出绝大部分的空气，就简单的形成了一个的灯泡的实验体，然后通电点亮。

    在经过了几次失败之后，电灯终于亮了，实验成功之后，就是一个实用性的实验，这种要在日常生活之中使用的东西，寿命不能太短，真的是几个小时，十几个小时，也不够用啊。

    竹纤维在第一波实验之中，就展现了它的作用，第一个灯泡足足坚持了72个小时，这就有了初步使用的可能性。

    接下来，一方面，研究灯泡的性能，如何让空气抽的更加的到位，防止氧化损害灯泡，另外一方面，在电路还有纤维形状上面，进行调整。

    赵信还画出了后世的灯泡的形象，给与帮助，在调整了诸多的配合之后，灯泡的寿命增加到了90个小时，这已经有了基本上使用的可能。

    赵信记得，爱迪生发明的实用性灯泡，他的寿命是170小时，这个大大高于现在的，他更愿意相信是材料上面的原因。

    日本的竹子，暂时，还没有办法到日本进行寻找，未来，当大规模的船队建成之后，跟日本交流的时候，可以选择一部分的地方的竹子的种类进行研究。

    现在，他找的竹子，只是附近有的，未必是最好，对北宋常用的竹子实验，应该是有收获的。

    双管齐下，效果当然很好，在反复试验之后，总算挑选出了河北附近的一款竹子，在实验室之中的验证之中，取得了420个小时时间，哪怕在大规模生产之中打点折扣，也算是相当不错了的。

    在没有金属钨的前提下，竹炭纤维，就成为了灯泡天然的材料，420小时，每天6小时的前提下，可以使用70天的，就算是12小时，也可以使用一个月以上的。

    这个经过了一系列的研究，特别是赵信还有众多的研究者加入进去，最终定型的灯泡，比起后世的白炽灯来说，大了很多，有些像是浴霸上面，400瓦的灯泡，巨大的玻璃体，加上铁质后壳，跟后世灯泡有些相像，这也是赵信的懒省事，毕竟后世的灯泡，哪怕比较便宜，也是在多年的时间之中，最终验证下来的，那肯定是好的。

    现在赵信的能力，还没有办法验证后世的形状上面的理论，可是拿来主义的使用，还是没有问题。

    真空的问题，只能够抽气解决，这个时代的密封状况，可能抽取也不是完全的真空，甚至是连半真空都算不上，却也可以接受，目前的状态下，200小时以上都可以了，更别说是400小时。

    定型之后的灯泡，开始生产，不过只是小批量生产，最终只是生产了2000个左右，这样的效率，在玻璃厂提供玻璃，钢铁厂提供后壳之后，灯丝，安装和抽气，基本上，都是在实验室之中完成的。

    2000个，抽调一部分人员过来，按照每天200个的速度，也最多需要10天，没有必要制造很多。

    赵信制作灯泡，只是为了让实验室方便一点，而不是为了普及的照明的。

    定海军一共制作了12个发电机，供12个研究所使用，这些发电机，跟后世比起来，非常的简陋，3千瓦的时效，还不是每时每刻都可以的。

    为发电机提供动能的，不是蒸汽机，更不是内燃机，而是一些牲口，比起耐力来说，牛马并不是最好，不可能24个小时一直的，轮换的话，效率会降低。

    最关键的是，牲口们的速度快慢不一，产生的电流，往往需要通过一定的稳压装置，注入到一些电池之中，才能够均匀放出来，否则的话，一个电压不稳，再怎么好的灯泡，也承受不了，更别说这个时代的简陋灯泡。

    好在，白天，除非是一些特别的实验，否则也不需要电灯，主要是晚上，只要提供足够多伏特电池组的，勉强可以支撑研究所的使用。

    又不是带动的高耗电的装备，充其量就是几十个不同亮度的灯泡，最普通的伏特电池就可以了，赵信到是没有再开金手指，把铅酸电池弄出来。

    这种更加的成熟的电池，在未来时代，运用了好几十年，从最初出现1859年，到21世纪电瓶车普及的时代，还在使用，可以说，整个1920世纪，基本上说起电池，那就是铅酸。

    最简单的伏特电池，不需要什么合金，也比较的简单，铅酸，赵信只是知道一些简单的原理，而不知道生产的过程，暂时可以先定下来，未来等电学上面的研究更进一步的，在研究就好了。

    伏特电池，对于一些简单灯泡，还是没有问题的，最多就是大量制作就可以了，通过充电放电，形成稳定的电压和电流，保证工作时候使用。

    当夜幕再一次的笼罩了定海军的大地的时候，研究所亮起了灯，赵信这么一个穿越者的异类存在，定海军跟世界上主流的研究不一样的，没有走电弧灯，而是直接白炽灯。

    电弧灯，多是蓝光，或者其他的光源，这是带电的气体发光，不是日光一样的全光源，对于眼睛上面，就不是那么的友好了，而且亮度不高。

    在黑夜之中，没有光的时候，选择弧光灯也是没有办法的选择，可是现在，有了更高的灯出现，当然放弃了这些。

    研究人员惊喜的发现，黑夜再也不是阻碍，他们往往在黑夜之中，只能够做简单的实验，依靠蜡烛，大部分步骤也需要进行严格的控制，这对于实验室来说，很不友好，煤油灯虽然亮度更高，可是限制性就更大了的。

    实验室之中，不都是安全东西，只要实验，肯定会伴随着一些气体和其他东西的排放，化学的东西，很多都是易燃易爆。

    在蜡烛和煤油灯这里，他们是明火燃烧，把可燃物燃烧进行光的释放，必须要通气，也会燃烧氧气，一旦混入易爆气体，就会发生危险。

    在实验室建立的初期，曾经有研究员，在做研究的时候，疏忽安全规则的，最终造成了严重的后果，发生了爆炸，不但实验室之中的所有人员都身死，实验器材也破坏了很多。

    后来，赵信总结了事故原因，最终确定了实验规则，在做未知实验的时候，不允许在黑夜之中，同时，有明确的可燃，可爆气体的释放，或者是跟氧气燃烧混合出有毒气体的时候，不允许在晚上。

    这样的限制就非常大，定海军实验室之中，这样的实验不少，大部分也是向新实验摸索的，这样一禁止下来，整个实验室，可能一天只有能见度最高的几个小时，可以进行这样的实验。

    现在，灯泡的出现，只要一个，就可以把实验室照亮，一些对于光线要求比较高的实验，还可以用台灯这样，可以把灯光聚集再一起的工具。

    白炽灯虽然是热光源，在灯泡内部温度也很高，可是他的其中被抽成半真空，也密封了之后，不与外界的气体交流，这就非常安全。

    就算可靠性不强，会烧坏，让灯泡不亮，也只是不亮而已，在灯泡的设计之中，参考了后世的设计，灯丝之间相当的细，也用一定的方法，形成了一个闭合的电路，只要灯泡坏了，就是灯丝烧断，闭合电路断绝，那就不会有电流流过，也就不会加热，最起码对于周围，是安全。

    白炽灯的出现，在一定程度上面，推动了积极性和效率的提升，在电灯出现的一两个月时间之中，研究所的各方面的效率提升了很多，电灯带来四分之一研究时间的延长，是一个方面，研究员自发的积极性，则代表着另外一个方面。

    赵信关注的并不是这个，见识到了后世，更加节电，更加明亮的led光源，白炽灯，还是最初级的白炽灯，根本入不了它的眼，他更加关注的是整体的效率问题。

    经过测算，一般一个小一点竹炭纤维白炽灯，它的瓦数在70左右，亮度上面，大概是相当于后世40瓦左右的普通白炽灯的灯泡，100瓦的相当于60瓦，140瓦大概相当于80瓦。

    这样对于电力的浪费较大，好在，整个定海军，大部分的实验室，都是比较简陋的，一般100瓦的灯泡就够了，也就是牛大力这样的大型冶金实验室，才会用到超过寻常实验室10倍的房间。

    白炽灯的出现，让定海军最起码在实验室之中，解决了照明的关系，大大的延长了研究的时间，让实验的效率大大的增加，科学上面的东西，来不得半点虚假，没有足够的累计，也就没有突破和成果，之前积压下来的积极性，迅速的展现，定海军获得了一大批的成果，这或许是灯泡发明的意外之喜。

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