Phù Thủy Công Nghệ

Lượt đọc: 808 | 0 Đánh giá: 0/10 Sao
★★★★★★★★★★
★★★★★★★★★★
« Lùi Tiến »
Chương 20
Điện từ học thời Trung cổ

❊ ❊ ❊

Muốn tạo ra dòng điện, trước hết phải hiểu rõ về điện từ học. Trong lịch sử Trái Đất hiện đại, ngày 17 tháng 10 năm 1831, Faraday lần đầu tiên phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ, từ đó tìm ra phương pháp tạo ra dòng điện xoay chiều, đây được coi là một thành tựu quan trọng của điện từ học.

Cái gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ chính là khi một thỏi nam châm xuyên qua một mạch điện kín, trong mạch sẽ sinh ra dòng điện.

Tận dụng hiện tượng này, nếu giữ nguyên mạch điện kín đứng yên và liên tục xoay nam châm, để mạch điện kín cắt ngang các đường sức từ do nam châm phát ra, thì dòng điện sẽ được sản sinh liên tục trong mạch. Cơ năng được chuyển hóa thành điện năng, từ đó tạo thành một chiếc máy phát điện đơn giản. Đây là kiến thức trong sách giáo khoa vật lý cấp ba, không quá cao siêu, nhưng điểm gây rắc rối chính là việc hiện thực hóa các nguyên liệu và linh kiện cơ bản.

Để chiếc máy phát điện này vận hành liên tục, dùng sức người là không khả thi, hiệu suất thấp lại dễ sai sót, chỉ có thể nhờ vào tài nguyên thiên nhiên, hoặc là sức gió hoặc là sức nước. Lý Sát chọn sức gió, vì vậy đã thiết kế ra cối xay gió phát điện để giao cho thợ thủ công chế tạo.

Thế nhưng thợ thủ công chỉ có thể làm những bộ phận đơn giản, còn như rô-to phức tạp, thiết bị lưu trữ năng lượng, trục quay... đều phải do chính tay anh làm, rất mất công sức. Chính vì vậy, nếu không phải tình thế bắt buộc, anh cũng chẳng muốn làm như vậy.

Tuy nhiên, đã quyết định rồi thì chỉ còn cách làm tới cùng.

Đầu tiên là việc chế tạo rô-to.

Nguyên liệu chính của rô-to là nam châm, nam châm neodymium, nam châm samarium-cobalt, nam châm alnico hay nam châm sắt-crôm-cobalt đều được. Nhưng ở thế giới này, trong phạm vi Vương quốc Lam Sư, hoàn toàn không có bất kỳ loại nam châm nào, chỉ có thể tự chế tạo. Loại anh chọn chính là loại đơn giản và phổ biến nhất – nam châm oxit sắt từ (Fe3O4).

Để tạo ra nam châm oxit sắt từ, cần phải có nguyên liệu là oxit sắt từ.

Mà muốn có được nguyên liệu này, có rất nhiều phương pháp, ví dụ như phương pháp khử hydro của alpha-oxit sắt, phương pháp oxy hóa chậm sắt(II) hydroxit, phương pháp Harber, phương pháp cộng hợp, phương pháp kiềm hóa, v.v. Cách anh chọn là phương pháp cộng hợp. Hai chất phản ứng quan trọng nhất của phương pháp này chính là sắt đơn chất (mạt sắt, Fe) và oxit sắt (bột gỉ sắt, Fe2O3)...

... Hít sâu một hơi, Lý Sát rửa sạch đôi tay, đeo khẩu trang chống bụi để ngăn bột bay vào mũi miệng rồi bắt đầu thao tác.

Đầu tiên, Lý Sát cho mạt sắt vào axit sunfuric. Có thể thấy rõ bằng mắt thường, ngay khi vừa cho vào, cốc thí nghiệm lập tức sủi bọt khí dữ dội, phản ứng mãnh liệt, trong quá trình này sẽ sinh ra sắt(II) sunfat (FeSO4).

Sau khi phản ứng kết thúc, Lý Sát bắt đầu thêm xút (NaOH) và oxit sắt (Fe2O3) vào. Tiếp đó, đun nóng lên 95~105℃ để dung dịch xảy ra phản ứng cộng hợp, cuối cùng sản xuất ra oxit sắt từ.

Tuy nhiên, oxit sắt từ lúc này vẫn chưa tinh khiết, Lý Sát chuyển dung dịch vào phễu có giấy lọc để bắt đầu lọc. Sau khi lọc, đem chất rắn thu được đi sấy khô, rồi trải qua một loạt thao tác, cuối cùng sau bao nỗ lực, anh cũng chế tạo được oxit sắt từ tinh khiết.

Tiếp đó thông qua việc từ hóa, oxit sắt từ trở thành nam châm thực thụ, một khối đen kịt. Lặp lại bước này để làm ra đủ số lượng nam châm, cố định vào khuôn hình vòng, thế là hoàn thành bộ phận quan trọng nhất của máy phát điện – rô-to.

Làm xong những việc này, Lý Sát không nghỉ ngơi mà bắt đầu chế tạo thiết bị lưu trữ năng lượng. Dù sao cối xay gió có thể phát điện, nhưng điện phải được lưu trữ mới sử dụng được. Việc này cần dùng đến ắc quy sạc thực thụ, chứ không phải pin trái cây, càng không phải loại tụ điện như bình Leyden.

Thứ Lý Sát định chế tạo là ắc quy chì, cũng chính là loại pin xe điện rẻ tiền và phổ biến nhất trên Trái Đất hiện đại.

Lý do chọn nó, một mặt là vì nguyên liệu dễ thu thập, mặt khác là vì cấu trúc đơn giản, chỉ gồm bốn phần: cụm bản cực dương, cụm bản cực âm, dung dịch điện phân và vỏ chứa.

Ngoài axit sunfuric dùng làm dung dịch điện phân, thực tế chỉ cần một loại chất, hay nói đúng hơn là hai loại:

Loại thứ nhất, chì, dùng để chế tạo cụm bản cực âm.

Loại thứ hai, oxit của chì trong không khí, tức chì oxit, dùng để chế tạo cụm bản cực dương.

Ở thế giới Trung cổ này, có thể thiếu nhiều thứ, nhưng riêng chì thì không thể thiếu. Bởi vì theo sự phát triển của Trái Đất hiện đại, từ hơn hai nghìn năm trước Công nguyên, nhân loại đã bắt đầu luyện kim sắt, đồng, bạc và chì với số lượng lớn.

Thế là, không tốn chút công sức nào, Lý Sát đã khiến người ta mang đến đủ lượng chì và chì oxit cần thiết.

Hít sâu một hơi, ánh mắt Lý Sát trở nên trầm trọng.

Dù là chì hay chì oxit đều có độc tính. Hít phải hoặc nuốt phải quá mức sẽ gây ngộ độc kim loại nặng, nhẹ thì khó chịu trong người, nặng thì tử vong.

Vào thời La Mã cổ đại trên Trái Đất, người La Mã không biết tác hại của chì, lâu dài sử dụng ống chì làm đường ống dẫn nước, lại dùng chì làm vật dụng uống rượu, dẫn đến việc rất nhiều người bị ngộ độc chì mãn tính, trở thành một trong những nguyên nhân quan trọng khiến La Mã suy tàn.

Lý Sát biết rõ điều này, anh không muốn đi vào vết xe đổ, không muốn khi còn chưa trở thành phù thủy đã mang bệnh đầy mình, vì vậy trước khi làm thí nghiệm, anh đã thực hiện công tác bảo hộ đầy đủ.

Đầu tiên đeo khẩu trang chống bụi, sau đó đeo thêm mặt nạ mỏ chim bên ngoài, thay một bộ đồ bảo hộ màu đen ôm sát che kín toàn bộ da thịt, cuối cùng là đeo găng tay làm từ bàng quang bò.

Chuẩn bị xong xuôi, Lý Sát hít sâu một hơi, cảm nhận không khí qua túi thảo dược trong mặt nạ mỏ chim tràn vào phổi, ánh mắt kiên định, bắt tay vào làm.

Đầu tiên là đổ lượng axit sunfuric vừa đủ vào bình chứa đã chuẩn bị sẵn để làm dung dịch điện phân. Sau đó cắm các tấm chì dạng nhung màu xám dùng làm cực âm vào bình, cố định lại. Tiếp theo là đặt các tấm chì oxit màu nâu sẫm dùng làm cực dương vào, cũng cố định lại.

Giữa cực dương và cực âm, anh đặt tấm cách điện để tránh các điện cực tiếp xúc nhau. Sau đó là liên tục lặp lại các bước này, cứ theo thứ tự một tấm chì, một tấm chì oxit cắm vào bình, cuối cùng nhồi đầy cả bình chứa.

Làm như vậy là để các nhóm cực dương và cực âm kết nối với nhau theo kiểu nối tiếp, từ đó tăng điện áp cho ắc quy chì.

Xong xuôi, Lý Sát khẽ thở phào nhẹ nhõm, biết rằng công việc chính của ắc quy chì đã hoàn thành, tiếp theo chỉ còn là lắp đặt dây dẫn ngoài và các chi tiết vụn vặt khác.

Cứ lúi húi như vậy, cho đến tận chập tối, Lý Sát mới hoàn thành tất cả.

Với hai tiếng "bộp bộp" khẽ vang lên, đặt ắc quy chì và rô-to đã chế tạo xong lên giá gỗ, Lý Sát xoay người tháo găng tay, gỡ mặt nạ mỏ chim, tháo khẩu trang chống bụi, cởi bộ đồ bảo hộ ra mới phát hiện toàn thân đã ướt đẫm.

Dù sao cũng đang là mùa hè nóng nực, ngay cả khi ở trong cung điện tương đối mát mẻ, làm việc suốt cả buổi chiều cũng là một cực hình. Lúc làm việc thì chưa thấy gì, đến khi xong xuôi, Lý Sát mới cảm nhận được lớp áo trong dính chặt vào da, toàn thân trên dưới dính nhơm nhớp vô cùng.

Nhíu mày, Lý Sát đẩy cửa bước ra khỏi phòng thí nghiệm độc lập.

Dịch Thuật: Gemini & DeepSeek AI
Nguồn: Việt Nam Thư Quán
Được bạn: Mọt Sách đưa lên
vào ngày: 19 tháng 7 năm 2026

« Lùi Tiến »