CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «Гальвани»

Представьте мобильные устройства: телефон, планшет, компьютер, которые будут работать, без подзарядки, более 100 лет. В Оксфорде имеется электрический колокольчик, установленный в 1840 году, а созданный в 1825 году. Он прозвонил за это время более 10 миллиардов раз.

У владельцев и учёных отсутствует понятие, из чего сделана батарея, питающая электрический звонок в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета.

Все началось, когда Луиджи Гальвани, итальянский физик, случайно открыл биоэлектричество в 1780-х годах. Он вскрывал мёртвую лягушку металлическими инструментами и заметил, что, всякий раз, когда он касался нервов лягушки своими металлическими инструментами, её лапки сгибались. Сначала он приписал это странное поведение жизненной жидкости, которая существовала согласно старой теорией биологии. Потом он решил, что это электричество животных.

Гальвани, чтобы препарировать лягушку, использовал инструменты, состоящие из разных материалов. Эти инструменты действовали как электроды, а нерв функционировал как электролит.

Другой итальянский физик, Вольта, слышал об эксперименте Гальвани и предположил, что обе теории ошибочны. Он полагал, что ноги дёргались просто потому, что нерв действовал как электролит, в то время как электричество фактически вырабатывалось из-за разницы в материалах используемых инструментов. Позже, в 1800 году, Вольта доказал свою теорию, создав первую в мире химическую батарею.

Батарея была сделана из дисков меди (или серебра) и цинка, зажатых между картонными дисками, пропитанными соляным раствором (или раствором серной кислоты). Батарея называлась «Вольтова батарея» или «Сухая батарея». Это изобретение развенчало распространённую теорию о том, что электричество вырабатывается только живыми существами. Однако батарея, созданная Вольтой, имела много минусов. С ней было опасно обращаться из-за серной кислоты, а мощность элемента быстро уменьшалась, её хватало на час или два.

Другой итальянский физик Джузеппе Замбони, усовершенствовал Вольтову батарею. В его батарее используется несколько бумажных дисков, покрытых цинковой фольгой с одной стороны и диоксидом марганца с другой. Влага бумажных дисков действует как электролит.

При подключении к выводам батареи металлических шариков и подвешивании между ними ещё одного металлического шарика, образуется устройство, называемое электростатическими часами. В них металлический шарик, колеблющийся между выводами, выглядит как маятник.

Красные и синие шарообразные структуры являются концами сваи Замбони. Эта установка называется часами, потому что колебательное движение металлического шарика делает его похожим на маятник.
В 1825 году лондонские производители инструментов Уоткинс и Хилл создали оксфордский электрический звонок и батарею для его питания. Эта батарея пережила все остальные когда-либо созданные батареи. Она, в настоящее время, является рекордсменом Гиннеса как «Самая долговечная батарея».

Электрический звонок, созданный Уоткинсом и Хиллом, в 1840 году был доставлен в Оксфордский университет преподобным Робертом Уокером. В настоящее время звонок стоит на полке в фойе Кларендонской лаборатории Оксфордского университета. На этикетке возле колокола написано рукой Роберта Уокера «Установлено в 1840 году». На другой этикетке написано: «Демонстрационная сухая батарея куплена в 1840 году».

В 1841 году, всего через год после основания, Уоткинс и Хилл написали в письме: «Остаточной электроэнергии, достаточной для поддержания звона колоколов, редко хватает на срок более трёх-четырёх лет. Это симпатичный аппарат, но его рабочий процесс может вскоре закончится». В настоящее время, устройство помещено за двумя стеклянными панелями, чтобы приглушить его постоянный звон.

Устройство состоит из двух металлических колоколов на изолирующей опоре, расстояние между ними несколько сантиметров. Один электрически связан с Землёй, а другой – с источником электрических зарядов. Металлический маятник имеет диаметр около 4 мм и изолировано подвешен между двумя колокольчиками.

Над колокольчиками расположена батарея, от которой осуществляется питание устройства. Считается, что сухая батарея имеет внутри пасту, которая содержит минимальное количество воды, требующееся для работы электролита. Покрытие из твёрдой серы удерживает воду внутри и помогает избежать утечек.

Колокол, подключённый к источнику электрических зарядов, притягивает маятник без полярности, и оба движутся ближе друг к другу. Как только маятник касается колокола, существующие заряды уравновешиваются, и маятник принимает на себя часть заряда колокола. Будучи наделённым той же полярностью, что и колокол, маятник удаляется от него и притягивается колоколом, соединённым с Землёй. Он прикасается к нему, меняет полярность и возвращается к первому звонку и так далее. Движение маятника вперёд и назад вызывает регулярный звон.

Отсутствуют сведения, какие материалы находятся внутри корпуса батареи. Мы можем только предполагать, как работает устройство.
Глядя на схемы батарей, изготовленных примерно в то же время, когда и эта, можно предположить, что батарея представляет собой примерно 2000 или более дисков, состоящих из цинка и диоксида магния. Все они будут уложены друг на друга. Эти 2000 дисков создают огромное напряжение примерно в 2 киловольта между двумя колоколами.

Вероятно, крошечный ток, потребляемый устройством, и большое напряжение, являются причиной того, что Oxford Electric Bell звонит более 180 лет с момента создания. Чтобы точно узнать, из чего сделана батарея, её пришлось бы разрезать и нарушить эксперимент. Кто позволит это сделать и получить в распоряжение человечества вечную батарею?

Колокольчики Франклина в основном использовались для демонстрации наличия электрических зарядов с помощью лейденской банки, используемой в качестве источника. Однако, если колокол соединён с громоотводом, когда приближается гроза, последний будет проводить заряды, исходящие из воздуха, который электрически заряжен. Таким образом, звонок предупреждает о приближении грозы.

Краткое изложение статьи ресурса scienceabc_com.

P.S. В статьях про Николу Тесла встречается упоминание, что он демонстрировал электромобиль, который в течение недели ездил без подзарядки. На фотографиях конца 19 начала 20 века изображены трамваи, без проводов. Предполагается, что они перемещались силой сжатого воздуха, или имелся дополнительный рельс питания. Возможно, они использовали аккумуляторы.

После прочтения этой статьи, реклама «1000 Mile Endurnce Run Baily Electric New Edison Storage Battry» стала звучать по-другому: «1000 миль на одной зарядке новой электрической батареи Эдисона». Дословный перевод: «1000-мильный пробег на выносливость Bailey Electric с новой аккумуляторной батарей Эдисона».