“乔道长,三娘,你们应该记得,能量守恒定律”。
“嗯,当然记得了”,扈三娘这三个多月可不是白过的,在绝大多数科目里面已经追平甚至超过了绝大多数公社的老社员了,嗯,除了数学之外。
乔道清无视自己已经烧出了两个窟窿的道氅,一反手,又套在道袍的外面,一听王伦的提问这个老套路,立马顺着开动了脑筋:
“先生的意思是,手摇发电机发出来的电,也要遵循能量守恒定律,这么一说的话,我就明白了....”。
还没等乔道清继续分析下去,课堂活跃分子扈三娘就开启了抢答模式:
“我也明白了,转子磁铁切割线圈,就像水库蓄水一样,切割越快,积蓄的电能势能,呃,也就是电压就越高。
电压、或者水位势能越高,电流或者水流就越大”。
抢答到了这里,扈三娘突然停顿了一下,继而恍然道:
“对啊,就像是水流很大时,河道承受不了之后,就会冲垮堤坝一样,如果电流太大了,铜线无法承受,就被毁坏了”。
“是过载的电流,将电能转化为热能,将铜线给烧断了。扈姑娘,还记得《梦溪笔谈》里面记载的那个闪电熔化宝刀和金银的故事吗”,乔道清补充了一句,又接着被扈三娘抢答的部分开始分析:
“由此反推,过载的电流导致了火灾,电流又如同动能,来源于电压这个势能。
而电压,又是转子磁力线切割定子线圈导致的,转子越快,电压自然越高。
那么,一切的源头,就是唐泉荣手摇转轮的机械能”。
“我彻底明白了”,扈三娘再次跳脱的抢答道:
“唐大哥手臂力量,嗯,也就是运动的机械能,先转化为转子旋转的机械能,然后再通过磁力线切割转化为电能。确实,源头就是唐大哥手臂的力量。
我们就算每一个环节里面,能量损耗有两成,到了最后,即使电流流到线圈时,只剩下不到一半的能量,也相当于唐大哥拿着一个几斤重的锤子砸下来,这种铜线,当然就一下子被砸断了”。
呃,虽然说扈三娘这个思路很清奇,不过,似乎也能解释得通,王伦满意的进行收尾工作:
“三娘刚才把电压势能类比水库的水位势能,电流的动能类比水流的动能,这个比喻很恰当。
那么,就好像我们治理黄河、淮河一样,为了避免太大的动能产生过载破坏,需要修筑堤坝。
我们也要给电路里面,设置一个安全的堤坝,避免过于强大的电流对电路产生破坏”。
“对对对,大哥,你说怎么办吧”,扈三娘小鸡啄米。
“我们通过测量山上的溪流得知,水底的流速慢于水面,这就证明水底存在摩擦力或者说是阻力,这种阻力就是不同的河道自带的,河岸堤坝则是外部叠加的阻力”,
王伦王老师又开始了循循善诱:
“那么,电路之中呢,是不是也存在自带的阻力,我称之为‘电阻’,电阻越小,在同等的电压之下,电流越大”。
“我知道,导电性越好,电阻越小”,不知道什么时候凑了过来的小学霸枣儿,抢在喜爱的三娘姐姐前面,回答了这个问题。
“枣儿说的没错,我们要想让电流在电路中消耗越小,就需要导电性越好的材料,比如铜线。
但是,当铜线做成了线圈,就好比河道弯弯绕绕,阻力就会比原本笔直的河道高,一旦水流太大,就更容易被冲毁河道”,王伦老师赞同道。
“所以,先生的意思是,我们既要利用铜线保持导电性能,又要给这条‘河道’增加水闸,来控制流量”,乔道清把话题拉回到了之前的地方:
“之前,交流电相当于水流在不住的来回荡漾,对于下游河道的影响反而不大。
但是,在加入碳化硅之后,隔绝了一个方向的电流,只留下了单向的电流,虽然看似少了一半的能量,但是,反而足以冲断熔化线圈了。
故此,我们必须在电路之中,或者说是电子设备前面,加上电阻,控制电流”。
扈三娘听了乔道清一番分析,频频点头表示明白,最后提出了一个问题:
“那么,我们应该选用什么东西来作为这种电阻呢”。