彝伦堂内，李元利轻轻转动摇柄使处于蹄形磁铁中的紫铜圆盘旋转起来时，缠绕在铁块上的导线旁边的羽毛一瞬间就被吸附了上去。
“上堂课我们已经讲过电磁现象，今天我们来试验电和磁的互相转化。”
“我们可以把这个紫铜圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐条都做切割磁力线的运动。随着圆盘的不断旋转，总有某根辐条到达切割磁感线的位置，因此外电路中便有了持续不断的电流。”
“这个实验说明了这样一个原理：金属切割磁感线能够产生电流，而带电的金属丝如果绕成线圈就会产生磁力，也就是说电和磁在一定的条件下是可以互相转换的！”
“先生！这个发电机产生的电流是如此之小，它到底能够有什么用处呢？”已经宣布脱离教会，正式拜李元利为师的南怀仁有些不解地问道。
这也是在场所有学生的想法，这个圆盘发电机看上去像一个非常简陋的儿童玩具，产生的电流只能吸附羽毛，它到底能够起到什么作用？
现在听李元利讲课的学生只有十多个人，其余绝大多数都已被淘汰，不过李元利仍然感到十分满意，因为这十多个学生都能够完全理解他所授的知识并且还能在这个基础上进行思考，用后世的话来说，他们都是非常有理工天赋的人才。
“这个问题问得好！”李元利讲课时从不吝于夸赞，因为这样能够激发学生们主动进行思考。
“在了解这个发电机的作用之前，我们得先了解电的用途！”
“在以前我已经讲过，电其实也是一种能量，而能量是可以互相转化的，比如说机械能可以转换为电能——刚才我摇动转柄时使用的就是机械能，而电能也一样能够转化为热能、光能、动能等等！”
“之所以这个发电机产生的电流如此之小，是因为它只是一个非常粗糙简陋的实验品。如果咱们想要造出能够产生巨大电流的发电机，那可以从这几方面来入手：将这种天然蹄形磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁，用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘，再将电刷也进行改造……”
一个学生举手问道：“先生，电磁铁要怎么制造？”
“我刚才不是才说过吗？怎么这么快就忘记了？用金属丝缠绕成线圈，然后通电就会产生磁力。”
“那线圈通的电从何而来？”
“电池！我们可以先用电池给线圈通电，使它产生磁力，然后切割磁感线产生电流，这个电流又可以通到线圈上，这样周而复始，循环使用。”
李元利说的电池就是他制造出来的经过改良后的伏打电池，它的外壳仍然用锌皮作为电池的负极，但电池的正极却用石墨棒代替了铜板，而且电解液也被做成了糊状，在搬运移动的过程中更为安全。
“……接下来我给你们安排一个任务：造出一台能够产生更大电流的发电机，在你们的发电机没有制造出来之前，我不会再讲授新的课程……至于缠绕线圈的金属线的绝缘处理，你们可以和化学组的同窗一起研究。”
别看这发电机原理简单，结构看起来也不复杂，但要想真正把它制造出来，那难度却不是一点点！其它的不说，光是一个绝缘和漆包线缠绕线圈的问题，他们短时间之内就别想解决！
虽然李元利已经提供了思路：绝缘可以先用“塑料”——这是做火药的原料硝化纤维在酒精中溶解后得到的一种新物事，加入樟脑后软硬适中，可塑性极高，而且绝缘，可以用来做电线的外皮。
而漆包线就要麻烦得多，绝缘漆虽然可以暂时用生漆和桐油混合来代替，但这种油性漆包线耐磨性差，用来制造电机线圈和绕组的时候必须加棉纱包绕层。
电力学的课程已经告一段落，重新开课得等到学生们把发电机造出来之后，那最少需要半年时间。
化学课程也慢了下来，因为要开始做实验，虽然实验器材差不多已经齐全，但实验要用到的各种药品却需要自己制备，而有些东西以现在的条件根本制不出来。
不过李元利一点都不着急，他教给这些学生的基础理论以及实验方法，已经为他们指明了方向，日后中国的科学能够发展到哪个地步，还得看这些学生如何去推动，一昧拔苗助长的方法并不可行。
况且这个时候的西方国家化学正处于“燃素理论”阶段，他们连空气和水中含有哪些元素都不清楚，和李元利的学生相比起来，这些“炼金术士”和“药剂师”连化学的门槛都还没摸着。
李元利现在重点关注的是李化主持的蒸汽机车项目，已经有了几年知识储备的蒸汽机研究所，从理论上来说制造出能够拉动火车的车头并没有什么技术上的难度，但实际上，他们的研究进行得并不顺利。
最大的难度不在于蒸汽机，也不在于传动机构和行走机构，而是机车转弯的问题。
李元利隐约记得后世的轨道车辆应该都有一个最重要的部件——转向架，转向架的用途很多，列车的导向、制动、驱动、减震都要通过它来控制，但具体是怎么回事他自己也搞不大清楚。
既然大家都搞不清楚，那就只能一边实验一边研究，幸亏李元利还知道一些基本的原理，让研究少走了许多弯路。
即便如此，这个转向架仍然让蒸汽机研究所的人都感到束手无策，李元利只得将整个科学院的人都发动起来组成了几个研究队伍，并且开出了巨额悬赏：无论是谁，只要研制出合格的转向架，就赏银一万两，贡献最大者赐爵一级！
这是大兴军成立以来针对技术研发开出的最高赏金，而且还有赐爵！消息传出，就连工部的老师傅、京师大学堂的学子们都为之心动，他们自发地组成了许多研究团队，向“转向架”发起了攻关。
然而这个消息只在小范围内引起轰动，绝大多数人关注的，还是五月初五的登基大典！
“上堂课我们已经讲过电磁现象，今天我们来试验电和磁的互相转化。”
“我们可以把这个紫铜圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐条都做切割磁力线的运动。随着圆盘的不断旋转，总有某根辐条到达切割磁感线的位置，因此外电路中便有了持续不断的电流。”
“这个实验说明了这样一个原理：金属切割磁感线能够产生电流，而带电的金属丝如果绕成线圈就会产生磁力，也就是说电和磁在一定的条件下是可以互相转换的！”
“先生！这个发电机产生的电流是如此之小，它到底能够有什么用处呢？”已经宣布脱离教会，正式拜李元利为师的南怀仁有些不解地问道。
这也是在场所有学生的想法，这个圆盘发电机看上去像一个非常简陋的儿童玩具，产生的电流只能吸附羽毛，它到底能够起到什么作用？
现在听李元利讲课的学生只有十多个人，其余绝大多数都已被淘汰，不过李元利仍然感到十分满意，因为这十多个学生都能够完全理解他所授的知识并且还能在这个基础上进行思考，用后世的话来说，他们都是非常有理工天赋的人才。
“这个问题问得好！”李元利讲课时从不吝于夸赞，因为这样能够激发学生们主动进行思考。
“在了解这个发电机的作用之前，我们得先了解电的用途！”
“在以前我已经讲过，电其实也是一种能量，而能量是可以互相转化的，比如说机械能可以转换为电能——刚才我摇动转柄时使用的就是机械能，而电能也一样能够转化为热能、光能、动能等等！”
“之所以这个发电机产生的电流如此之小，是因为它只是一个非常粗糙简陋的实验品。如果咱们想要造出能够产生巨大电流的发电机，那可以从这几方面来入手：将这种天然蹄形磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁，用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘，再将电刷也进行改造……”
一个学生举手问道：“先生，电磁铁要怎么制造？”
“我刚才不是才说过吗？怎么这么快就忘记了？用金属丝缠绕成线圈，然后通电就会产生磁力。”
“那线圈通的电从何而来？”
“电池！我们可以先用电池给线圈通电，使它产生磁力，然后切割磁感线产生电流，这个电流又可以通到线圈上，这样周而复始，循环使用。”
李元利说的电池就是他制造出来的经过改良后的伏打电池，它的外壳仍然用锌皮作为电池的负极，但电池的正极却用石墨棒代替了铜板，而且电解液也被做成了糊状，在搬运移动的过程中更为安全。
“……接下来我给你们安排一个任务：造出一台能够产生更大电流的发电机，在你们的发电机没有制造出来之前，我不会再讲授新的课程……至于缠绕线圈的金属线的绝缘处理，你们可以和化学组的同窗一起研究。”
别看这发电机原理简单，结构看起来也不复杂，但要想真正把它制造出来，那难度却不是一点点！其它的不说，光是一个绝缘和漆包线缠绕线圈的问题，他们短时间之内就别想解决！
虽然李元利已经提供了思路：绝缘可以先用“塑料”——这是做火药的原料硝化纤维在酒精中溶解后得到的一种新物事，加入樟脑后软硬适中，可塑性极高，而且绝缘，可以用来做电线的外皮。
而漆包线就要麻烦得多，绝缘漆虽然可以暂时用生漆和桐油混合来代替，但这种油性漆包线耐磨性差，用来制造电机线圈和绕组的时候必须加棉纱包绕层。
电力学的课程已经告一段落，重新开课得等到学生们把发电机造出来之后，那最少需要半年时间。
化学课程也慢了下来，因为要开始做实验，虽然实验器材差不多已经齐全，但实验要用到的各种药品却需要自己制备，而有些东西以现在的条件根本制不出来。
不过李元利一点都不着急，他教给这些学生的基础理论以及实验方法，已经为他们指明了方向，日后中国的科学能够发展到哪个地步，还得看这些学生如何去推动，一昧拔苗助长的方法并不可行。
况且这个时候的西方国家化学正处于“燃素理论”阶段，他们连空气和水中含有哪些元素都不清楚，和李元利的学生相比起来，这些“炼金术士”和“药剂师”连化学的门槛都还没摸着。
李元利现在重点关注的是李化主持的蒸汽机车项目，已经有了几年知识储备的蒸汽机研究所，从理论上来说制造出能够拉动火车的车头并没有什么技术上的难度，但实际上，他们的研究进行得并不顺利。
最大的难度不在于蒸汽机，也不在于传动机构和行走机构，而是机车转弯的问题。
李元利隐约记得后世的轨道车辆应该都有一个最重要的部件——转向架，转向架的用途很多，列车的导向、制动、驱动、减震都要通过它来控制，但具体是怎么回事他自己也搞不大清楚。
既然大家都搞不清楚，那就只能一边实验一边研究，幸亏李元利还知道一些基本的原理，让研究少走了许多弯路。
即便如此，这个转向架仍然让蒸汽机研究所的人都感到束手无策，李元利只得将整个科学院的人都发动起来组成了几个研究队伍，并且开出了巨额悬赏：无论是谁，只要研制出合格的转向架，就赏银一万两，贡献最大者赐爵一级！
这是大兴军成立以来针对技术研发开出的最高赏金，而且还有赐爵！消息传出，就连工部的老师傅、京师大学堂的学子们都为之心动，他们自发地组成了许多研究团队，向“转向架”发起了攻关。
然而这个消息只在小范围内引起轰动，绝大多数人关注的，还是五月初五的登基大典！