电报的推广速度，超出了所有饶预期。
到了五月中，京安铁路沿线主要驿站均已设立电报房，江南苏杭、北疆蓟镇的试点线路也开工建设。
商贾们迅速发现了这“瞬息传书”的妙处，催货、询价、调度银钱的电报雪片般飞来。
永通票号甚至专门雇了两个学徒守在电报房外，随时收发汇兑指令。
然而，一个致命的瓶颈很快凸显出来——电不够用了。
“院长，这是保定站昨日的急报。”
林致远顶着两个黑眼圈，将一张纸递给叶明，“他们全接收了四十七份民用电报，到傍晚时分，电池电压已严重不足，最后十几份报文的点划都模糊不清，差点误了事。
现在他们只能白开半机，晚上充电，可电池老化太快，一组新电池用不到十就得换。”
电报机的核心动力——电池组，成了最大的软肋。
格物院改进的碳锌湿电池虽然比早期的伏打电堆强，但容量有限，需要频繁更换电解液和锌板，维护繁琐，成本高昂。
长距离线路上的中继放大也需要电力，更是吃电大户。照这个趋势，电报网络扩得越大，电力供应就越捉襟见肘。
议事堂里气氛凝重。徐寿捻着胡须：“电能生磁，磁亦能生电。我们既已证明电磁铁可驱动机簧，那么反过来，驱使磁铁运动，或许就能持续发电。”
“徐师傅是……发电机？”叶明问。
“正是。院长以前提过的‘切割磁感线’。”
徐寿走到黑板前画起来，“若我们能造一个巨大的轮子，用水力或蒸汽力驱动它旋转，轮子上安装磁铁或线圈，在固定的线圈或磁铁中转动，理应能产生持续不断的电流。这电流或可比电池强得多，也稳定得多。”
“水力驱动！”
顾慎一拍大腿，“咱们安溪县有水车，北疆有些地方还能用风车！这东西不烧煤，只要水流不息，它就能一直转！”
思路豁然开朗。与其纠结于如何造出更好的“储电瓶”，不如直接想办法“发电”！
“目标明确：设计建造一台利用水力驱动、能稳定输出足够电流的发电机，供电报局使用。”
叶明拍板，“胡师傅，您带人研究磁铁和线圈的布局，如何切割效率最高。林致远，你负责计算和设计传动部分，把水轮的旋转变成线圈的快速转动。
顾世子，你联系工部和水部，我们需要在京郊找一处有稳定水流、便于建造水车工坊的地方。”
任务下达，格物院再次全力开动。这一次的挑战更为具体：磁铁从哪里来？然磁石磁性弱且不稳定。
经过反复试验，胡师傅采用了“电磁铁充磁法”：用强大的电池电流通过缠绕在精铁块上的线圈，将铁块暂时磁化。虽然磁性会慢慢消退，但胜在可以批量制作、磁性较强。
线圈则用了格物院能搞到的最细的包纱铜线，紧密缠绕在木制线轴上。
发电机的结构设计几经争论，最终采用了最简单的“永磁体旋转、线圈固定”模式——将多块充磁后的条形精铁呈放射状安装在一个大木轮边缘，木轮中心轴连接水车。
木轮在一个固定的大圆环内旋转，圆环内侧密布着数百个串联起来的线圈。当磁铁掠过线圈时，就会在线圈中感应出电流。
传动部分则借鉴了水磨和纺织机械的齿轮组，将水车相对较慢的旋转，通过一组大齿轮提速，最终驱动磁铁轮高速旋转。
五月底，地点选定在京郊通惠河的一处支流拐弯，这里水流平缓但有一定落差，河岸坚固，距离京城和最近的电报中继站都不远。
工部调拨了工匠和材料，一座结实的水车房和配套工棚迅速搭建起来。
六月上旬，第一台试验型水轮发电机的主要部件在格物院作坊里打造完毕，运往河边组装。
巨大的木制水车率先安装到位，叶片浸入水流，在水力推动下缓缓转动，通过一根粗大的主轴将动力传入旁边的机房。
机房内，关键部件开始组装。沉重的磁铁轮被吊装到轴承座上，与传动齿轮咬合。
固定着密密麻麻线圈的“定子”圆环，心地套在磁铁轮外围，两者之间只留下很的间隙，既要防止摩擦，又要保证磁力线能被充分切割。
六月十五，一切就绪，进行第一次发电试验。
叶明、徐寿、顾慎、林致远等人都到了现场，工部的几位官员也闻讯前来观摩。河边站满了格物院的学徒和工匠，既期待又紧张。
“检查各处连接！”
“齿轮润滑完毕！”
“线圈出线端绝缘检查完毕！”
“水闸准备开启！”
一道道口令传来。负责操作的水工扳动杠杆，河边的木质闸门缓缓提起，更多的水流冲向水车叶片。水车猛地一震，随即开始加速旋转。
机房内，传动系统发出低沉的轰鸣，大齿轮依次转动，最终带动中心的磁铁轮飞速旋转起来。
嗡——！
磁铁轮越转越快，强大的磁力线不断切割过外围固定的线圈。事先连接在线圈输出端、浸在盐水碗里的两片铜箔之间，突然冒出了细的气泡！
“有电了！”眼尖的学徒喊了出来。
但紧接着，问题出现了。磁铁轮旋转产生的电流极不稳定，时强时弱，电压也远低于预期。
连接的一个灯泡（格物院用细竹丝碳化后封入玻璃泡制成的原始灯泡）只是微微泛红，闪烁不定，根本无法稳定点亮。
第一次试验，勉强证明“水力可以发电”，但离“实用”还差得远。
“问题出在哪里？”叶明盯着那闪烁不定、如同风中残烛的灯泡。
“旋转不稳，水流有波动，导致转速不均。”
林致远记录着数据，“更重要的是，磁铁排列和线圈分布可能不够优化，切割磁感线的效率太低。”
徐寿则蹲在机器旁，仔细观察：“还有，我们的磁铁磁性在衰减。高速旋转和振动加速了退磁。必须找到制造真正强永磁体，或者……干脆不用永磁体。”
“不用永磁体？”胡师傅问。
“用电磁铁！”
徐寿眼中闪着光，“我们造一个的、用电池供电的电磁铁作为‘励磁机’，用它产生的磁场，来让主发电机发电。发出的电一部分可以反哺给这个励磁电磁铁，形成自持。这样，只要初始转动起来，磁场就能自己维持甚至加强，而且强度可控！”
这个“自励磁”的想法极具启发性。团队立刻调整方向。一方面继续优化水车和传动系统的稳定性，在主轴上加装了飞轮以平滑转速波动；另一方面，集中力量攻关“励磁发电机”。
这是一次更精密的尝试。他们制作了一个型的、由电池启动的直流发电机作为励磁机，将其输出连接到主发电机的大电磁铁线圈上。
主发电机转子在剩余永磁体的微弱磁场中开始旋转，产生微电流，这部分电流反馈给励磁机，励磁机增强主发电机的磁场，主发电机随之输出更强的电流……如此循环增强，直至达到稳定。
六月下旬，改进后的第二次试验开始。
闸门提起，水车转动。这一次，初始的电池接通后，机器发出与上次不同的嗡鸣。
指针式电压表（利用通电线圈在磁场中偏转的原理自制）的指针开始缓慢而坚定地向右摆动。
5伏……10伏……15伏……
灯光不再闪烁。那枚竹丝灯泡发出了稳定、明亮的橘黄色光芒，将整个机房照亮！
“成功了！”欢呼声几乎要掀翻屋顶。
电压最终稳定在约20伏，虽然不高，但电流稳定充足。他们尝试接入一组模拟电报机的负载，电流输出纹丝不乱。
这意味着，它足以支撑一个电报房的需求，甚至可以同时给多组电池充电。
“记录数据：水车转速、输出电压、电流、带载能力……”
叶明压抑着激动，有条不紊地指挥，“立刻开始连续运行测试！我们要知道它能不能扛住日夜不停的运转！”
水轮发电机开始了长达三的持续运行测试。工匠们轮班值守，记录各项参数。
机器运行基本平稳，只是轴承需要定时加油，传动皮带在第二下午崩断了一次，迅速更换。
发出的电力通过粗导线引到旁边的工棚，那里点亮了整整十盏灯泡，还同时给二十组电报电池充电，绰绰有余。
“一台这样的水轮发电机，足以供应一个型电报中继站，甚至还能有多余电力点亮附近的房间。”
徐寿看着工棚里明亮的灯光，感慨万千，“若在多河流之地广设此物，电报网络的电力瓶颈可解矣！”
消息传回京城，朝野再次震动。工部立刻筹划在京畿其他合适的水系推广。
而格物院则开始设计更型的、适合安装在较大驿站后院、利用井水或渠水驱动的“微型水轮发电机”，以及利用风力的“风车发电机”图纸——北疆有些地方风力强劲，但缺乏稳定河流。
电力问题的曙光初现。但叶明看着那稳定运转的水轮，思绪却飘得更远。稳定的电力，能做的绝不只是驱动电报机和点亮几盏灯。
它能否驱动更精密的机床？能否用于电解提炼某些金属？能否……让夜晚的街道也亮如白昼？
一个更大胆的计划在他心中酝酿：或许，可以先在格物院和京城最繁华的东市，尝试建立一个型的“直流照明网”？
不过，饭要一口一口吃。他叫来林致远：“把水轮发电机的全套图纸、材料清单、施工要点、运维规范，整理成册。我们要办一个‘水电技术讲习班’，从工部和各地招募工匠学习。这项技术，必须尽快推广出去。”
水流不息，车轮不止。这台简陋的水轮发电机发出的，不仅仅是点亮灯泡的电流，更是一个崭新时代的微弱而坚定的脉搏。
喜欢打造最强边关请大家收藏：(m.fhxs.com)打造最强边关凤凰小说网更新速度最快。