爱迪生传 作者:李其荣_2-第19部分

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菲或神话故事中的骑士，也会羡慕爱迪生的这些不可阻挡的助手们的胜利”。

　　爱迪生的进取心永无止境，他对于竹子做灯心，仍不能满意，于是他又发明一种化学纤维代替竹灯丝，又把灯泡质量提高了一步。再往后，试验工作重新转向耐热的金属方面，结果才改用钨作灯丝。从此电气发光的效率，比以前增加3倍，使用范围也空前扩大，逐渐遍及全世界。1921年，美国共造钨丝灯15497．1万盏，这便是我们现在所通行的灯泡。爱迪生坚持不懈地研究，终于获得成功。爱迪生的白炽电灯光亮充足、柔和、无声、无味、无害于人体健康。1880年1月3日美国哈泼尔周刊刊载记者一篇《白炽灯之印象》的报道说：“此事似难置信……竟可发生电光。……为最明洁而纯粹之光，如一团球状之太阳光，毫无毒害我人之任何气体或蒸汽，不受气候或风雨之影响，不需火柴引燃，亦不放烟气，具有均匀稳定之光亮，一如晴天时之太阳光，但其所费价格，则又较最便宜之油灯为低”。爱迪生发明电灯一般的事实，使得曾咒骂过爱迪生的人改变了看法，谦逊地向电灯发明者道歉。有人在报上发表文章说：“当1879年爱迪生先生发明白炽灯的消息传来时，一般科学家，特别是我自己，很怀疑这消息的真实性。那种马蹄形的纸质灯丝，看来是支持不住机械震动的，而且似乎也无法长期地保持发射白光。然而，爱迪生先生却并不失望，他不顾别人的指责，坚持继续研究，终于获得了成功。使我们对他这种坚定不移的信念，不得不表示衷心的敬佩。”

　　另一个有声望的人物，在一次科学团体会议上这样说：“过去，我们对爱迪生先生，曾经有过不少冷酷的指责，其中我本人也许称得上是最最严厉的一个。现在我感到非常荣幸，能够利用这个宝贵的机会宣布我的信心：我完全相信，爱迪生先生已经彻底解决了他所要解决的问题，并使他的任何敌手，除了甘拜下风以外，是不可能再有什么其他表示的了”。

　　如同贝尔不是电话的唯一发明家一样，爱迪生也不是电灯的唯一发明家。

　　早在爱迪生之前，英国电技工程师斯旺（j　．Swan　）从40年代末即开始进行电灯的研究。经过近30年的努力，斯旺最终找到了适于做灯丝的碳丝。1878年12月18日，斯旺试制成功了第一只白炽电泡。此后不久，他还在纽卡斯尔化学协会上展示过他的碳丝灯泡。而当他的有关白炽电灯的实验报道在美国发表之后，也曾给爱迪生以直接的帮助。

　　可是，与爱迪生不同的是，斯旺在发明白炽电灯后，直到1880年才去申请专利；直到1881年才正式投产。而在灯泡投产之后，他未能像爱迪生那样建立相应的发电站和输电网。这样就使得爱迪生后来居上，成了人们公认的白炽电灯的发明家。

　　斯旺比爱迪生起步要早，发明要早，但反而没有像爱迪生那样取得成功，究其原因，主要有以下几个方面：其一，斯旺的科学资金没有爱迪生那样雄厚，爱迪生为研制电灯前后投资达50万美元；而斯旺的投资却极为有限。其二，在人力上，爱迪生有一个技术力量很强的爱迪生实验室；而斯旺在实际研制工作中只有一名助手；其三，爱迪生注意到了发电站、输电网等配套工程；而斯旺则无力进行这样的配套工程的建设。由于这些原因，从发明白炽电灯后所产生的影响来说，爱迪生要比斯旺大得多。

　　电灯是19世纪末最著名的一项发明，也是爱迪生对人类最辉煌的贡献。人们对爱迪生作出高度的评价：希腊神话中说，普罗米修斯给人类偷来了天火；而爱迪生却把光明带给了人类。










爱迪生传五　新的电气照明系统的诞生






五　新的电气照明系统的诞生

　　不管你做什么，要么就做出辉煌的成就，要么就辉煌地失败。

　　必须敢干，才有进展。我们的电灯系统并不是空想，也不是莽撞。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——托马斯·阿尔瓦·爱迪生

　　为了使电灯投入使用，爱迪生必须研制出一个发电系统，这个系统能够按照需要和各电灯开和关时的不同用电量来供电。要做到这点，就需要有较之电灯本身的发明更加惊人的智力，这项发明乃是更大的功绩。爱迪生建立了第一个直流发电站，并研制了主要设备——发电机，研制了稳压器、开关、接线盒、绝缘带和保险丝等一系列配件，保证了电灯的设备能够配套使用。

　　潜心改造发电系统

　　爱迪生的工作不以发明白炽灯为终点，而把这点当作整个新组织中的一个发轫。这个组织是十分复杂的。他的备忘录中写着：

　　设想一个普遍而根本上能准确的分布电流的方法，在科学的意义上要满意的，在效率上经济上要达到实用商品化。这是一个宏大的计划，和以“瓦斯”供给灯光一样，要设一种导电体网形的组织，一切互相联络，这样就可在任何指定的都市区域内，多方用电气供给灯光，那么任何部分扰动后所生的阻碍就可以减少了。

　　设计一种电灯，能与瓦斯灯所发的光一样，因为习惯上已把瓦斯灯头的光作为合用的标准。这灯一定要有一种只需小量铜导电体环绕的性质。每一盏灯一定要对别的灯独立。一切灯光的产生和使用都要十分的经济，俾在商业上能与瓦斯竞争，这灯一定要耐用，公众使用起来要容易，要安全，白热的程度和烛光能够耐久不变。

　　设一种方法要使每个用户的电量能够与瓦斯一样可以算出。这样一来，便可以在用户的屋里装一个电表，廉价地和可靠地来计算电量。

　　设计一种导电体的网或组织，要在地下和天空中都可以安置，并随地可以系带使电线能由街上的总导电体引入每间建筑物里去。如在大都市里，这些通衢地下的干线所在之处，一定要有保护导线管来保护铜导电体，这些管遇必需时，也要装置扎带的。这导线体和导线管又一定要装配容人洞，接线盒，连接法，和许多各种附属品，使保险盒完全普遍的电气传布。

　　设计一种方法，使在一个电气传布的广区内的各处，须常常维持着一种实际的平衡的电流压力，所有一切灯盖无论总发电处相离远近，都可在任何时间供给同等的光量，并与所置烛光的数量多少无关；而且遇电流突起和强烈的起落而生的骤然的力量，使电灯能够抵拒破裂。同时又需一种方法，要使光区中各处所发生电流的“电流压力”须有规则，并附以几种机械指示出区内各处的压力是怎样。

　　计划功效很高的发电机，现在还没有的，能够经济地把高速率机器的汽力变为电力；而且设法使他们和外面消耗的电路能联接和拆离，又要使他们的负载平衡，并按总站起落的需要而更正所用发电机的数量。并且安置有蒸汽机、电气机和其他辅助机件的完备电站，可以不绝地运用并保证其功效。

　　发明安全的机件，使电流在任何导电体上不致有电量超过的弊端而发生火灾及其他意外；并且发明停止及进行电流的电钥、电擎、套座及其他器具；并设法创立内部电路使电流通入建筑物里的灯架及套座。

　　设计一种商业上效率甚高的电动机，借助总站发生的电流和由都市街道上所装置的总导电体网络所分布出来的电流，用以启动起重机、印刷机、车床、风扇、风箱等等。

　　从爱迪生的计划来看，这是一个崭新的、复杂的系统。

　　爱迪生的电灯设想的中心，一直是如何从总的发电装置向广大地区输送电力。为实现他的理想，他视发电机的改革为最紧迫的事情。当1878年底，爱迪生第一次制成白炽灯时，他曾表示“现在我有了发电的机器，就可以尽情地试验。我有如此之多的试验设备，这就使我具备了击败他人的基础”。此话如果在电灯制造方面是事实，那么在发电和输电系统的制造方面就更千真万确。

　　当时，电灯最基本的发电机只有不完善的磁石式发电机，换能效率最高的电机，也只能利用输入能量的40％。

　　于是爱迪生心想：功能不好，一定是什么地方有缺陷，只要检查一下发电机，一定能够加以改良，而造成一种功能非常好的发电机。

　　爱迪生充满着强烈的决心和自信。1879年夏天，他开始改进发电机。首先，为了获得强大的磁力，他开始研究发电机的构造和关于缠绕电圈的方法。

　　他调查了电流的大小和磁力的强度后发现，即使加入超出某一程度的电流，磁力也只能达到某一限度，并不会再增加，这种现象被称为饱和。发现了这种现象后，就可对电流加以控制而使之不流到外面去。

　　爱迪生也发现云母是一种非常优秀的绝缘体。

　　爱迪生就这样详细调查了发电机的每个部分，并且作各种研究和实验，结果发明了比原来功能更大的发电机。

　　克鲁西造成第一具爱迪生式实用机，经试用效果良好。

　　1880年，爱迪生于门罗公园准备试验样机，10具为一组，各有8马力。由低速汽机及繁复杆轴引动，虚耗太大。于是，他又决定并10小机为一大机，改低速汽机为高速式，易杆轴间隔为直接联结法。第二年年初即告成功。这就是被称为“长腰玛丽·安”的当时最大的发电机（重1100磅）。第一次试车之后，爱迪生亲自宣布，该机的发电率为90％。许多专家都对此表示怀疑。事实上，该机的电能转换率为82％，即便如此，这也够得上是惊人的成就了，因为它意味着爱迪生现在将发电机效率提高了一倍以上，并且这种发电方式一直沿用至今。

　　“世纪的魔术师，又有了新发明。这种发明，就是能产生很大电源的优良机器。”人们对于爱迪生所发明的新式发电机的评论消息，迅速传开了。

　　有些学者听到这种传言，大骂“爱迪生是个骗子，他绝对不能由能源不灭的法则中，制造出出量大于入量的机器。”

　　的确，制造出出量大于入量的机器是不可能的，即使是新式发电机，也不会有这种现象。那是人们错误的观念。

　　其实爱迪生对于新式发电机，从来就没有说过那些话。只是因为爱迪生常被人视为“魔术师”，所以有人就在传闻里添油加醋，以致发生这种无中生有的事情。

　　现在，爱迪生把注意力集中在电流的分布上，他竭力设法把已经发现的几个缺点改正过来。其中有一个缺点便是在离发电机最远端的灯光因为电压的“降落”而暗淡不明。由于电线的阻力，在最远处的灯的烛光只抵上发电机附近灯光的2/3。

　　另外一个问题是，铜的消耗量太大。从总线上分出的电线像树枝一样分布到遥远的地方去，这种分布方法造成了电的浪费，妨碍了电灯的广大应用。

　　爱迪生经过多次试验后，想出了一种新的分布方法，即把电线装攀在街道的两旁，一端和接线匣相连接，爱迪生称它为“总线”。用户和路灯的支线便可以从这些电线上接出来，不必直接和中央电厂连接。这样在中央电厂和总线之间可以用相对很细的“馈电”线联接。这种布局的结果颇为惊人。经过计算，使用这种馈电系统比树枝式的旧式分布法节约7/8的铜，同时电线中的电压降落和耗损也可以减少很多。这方法只有馈电线上有电位降落，但这是不会影响电灯的亮度的。输送电流至总线上的电位相当于电灯的平均电压，爱迪生采用的是110伏。

　　爱迪生打算在纽约安装他的电灯系统。但是那些银行家们对此还是犹豫不决，因为这需要很大的投资。从保险考虑，他们要爱迪生先在门罗公园装置一个完全的小型电灯系统，如果成功，而且价格要比用煤气灯低廉的话，那他们才肯投资。

　　爱迪生派人到城中去调查，了解哪些户愿意改用电灯，全城工厂的机器的马力数又有多少。他们在地图上标明了每一架起重机、汽锅和火墙等机器的所在地。爱迪生对助手们提供的地图和数据一一作了研究。为了计算每家每户以至整个区域的煤气消耗量，爱迪生又雇了一个人，叫他整日的在街上数着每小时中点燃的煤气灯的盏数，一直到午夜才停止。

　　同时，门罗公园的工人们已开始挖掘地沟，准备试验电线的新的布置方法。他们把供电线放在挖有槽纹的木条中，一同埋于地下。当电流通过时，发生了严重的“漏电”现象，整个东西只好重新发掘出来。爱迪生把豪厄尔（Wilson　How#ell　）叫了来，对他说道：“把槽盖揭开了，用煤焦油倒在电线四周试试看。”可是仍然漏电。“只用一根单独的总线试一下。”他又下了第二个命令。后来又用粘性的石粉试验，结果也失败了。爱迪生觉得这样胡乱的瞎试是不会成功的，他就叫豪厄尔在书籍中去找绝缘的方法，限他在两个星期中把研究的结果报告他。

　　豪厄尔查遍了所有关于绝缘材料的文献。然后，就将每种可能适用的材料投入试验。最后证明，最佳材料是在氧化亚麻子油中掺入石蜡再加进少许蜂蜡，放入沥青中煮沸所得的胶液。用这种胶液作保护层绝缘效果最好。经过试验，电线果真不漏电了。

　　早期用电的计量方法存在问题，直至1880年秋，爱迪生还在探索着解决这一问题的途径。向来对于弧光灯计算电费，只认作每灯每夜燃若干光时，共经若干夜，而定其值。遇未燃时间，照除。按月向用户征收。他手下的人员虽然被分成许多工作队，但能向爱迪生提出新鲜设想的却寥寥无几。爱迪生经过多次试验，终于解决了电的计量问题。他使用了电镀原理，即根据通电量的不同，就有不同量的金属从阳极流向阴极的原理。通入顾客房间的电流有极小的一部分被引出一对电池，每只电池都有两块浸在硫酸锌溶液里的锌板。两块电池的锌板成串联相接，造成相互制约。用户使用的电流量，与从阳极锌板流向阴极锌板的金属重量成正比。这样，只须称一称