牛顿电铃已使用180年,响了100亿次,人类却不知电池构造
电池绝对算得上是人类伟大的发明之一,在发电机诞生之后,人们对于电力的使用,主要还局限于固定的方式,而随着电池的出现,让电力的移动使用成为可能,电池诞生至今已经整整200多年了,已经经过多次的更新换代,在人类发展的过程当中,起到了非常重要的作用。
甚至于在未来,对于电池的研究和使用,依旧是人类的主要发展方向之一,比如最新提出的新能源汽车,对于电池的要求就非常高,而在日常生活当中,人类所使用的移动设备,比如手机等等,在电池方面也有着很高的需求,当然,时至今日,电池依旧存在着很大的缺陷,急需我们去改进和创新。
比如容量的问题,电池当中的电量很难满足人类的需求,还有就是充电的问题,虽然现在已经存在快充,但是却依旧不够,所以在我们现在的世界当中,电池的发展程度是要远远落后于人类文明的整体发展的,在这样的情况之下,如何研制出容量大、充电快的电池。
目前世界上使用时间能够相对较长的,只有核电池,但是很显然,这种电池除了航天使用之外,基本上是不可能民用的,因为核电池本质上充满着辐射,对于人体有着很大的危害,而除了核电池之外,还有我们今天要说的牛顿电铃,已经使用了整整180年,响了100亿次,但是人类却不知道电池的构造。
这个电铃是在1840年制造出来的,目前被安放在牛津大学当中,使用了双层的玻璃进行保护,而且时至今日,这个电铃一直都在工作,而且没有任何的其它的电力设备连接着这个电铃,它之所以能够持续工作180年,主要的依靠,其实就是两个原装的干电池。
在干电池的下方安装了两个铃铛,铃铛的材质主要是黄铜,而在这两个铃铛当中,还有着一个很小的金属球,而这个电铃的运行方式,就是在两个干电池的作用之下,这个金属球会在这两个铃铛之间来回震动,从而发出铃铛的声音,目前已经响了整整100亿次以上。
主要的动力就是这两块干电池,当金属球上面是正电荷的时候,在撞击铃铛的时候,会因为同样的电荷产生相关的斥力,从而推动金属球的运动到另外一个铃铛面前,同样的,此时的金属球上面是负电荷,在接触到另外一个铃铛上面的负电荷之后,又会产生斥力,将金属球推走。
也就是这样的一种运动形式,已经持续了整整180年,但是时至今日为止,科学家对于这两节干电池的内部构造并不清楚,这是因为这个牛顿电铃在1840年制造出来之后,就一直被安放在牛津大学当中,而当初制造的相关图纸已经彻底丢失,而且对于这个电铃,也不愿意打开研究,所以这两节干电池的内部结构,一直都不为人知。
而这种电池本质上面来说,是一种静电电池,整体上由银箔、锌箔等相关的物质组成,所以很多科学家认为,这种电池的内部电流非常小,而且内部电阻也非常大,但是电压却非常大,而且金属球耗费的的电流本身就非常小,所以这样的静电电池才能持续运行180年之久。
但是很显然,这种静电电池虽然运行的时间很长,但是却完全不适合现代的主要电子设备当中,因为我们上面也说了静电电池虽然有着很高的电压,但是因为受到内部电阻的影响,电流是非常小的,而我们电子设备的使用,主要依靠的并不是电压,而是电流。
就拿我们的手机来说,极低的电流根本无法支撑起手机的运行,而且一般的手机也无法承受住极高的电压,如果手机使用这种电池的话,在开机的那一刻,手机很有可能会直接爆炸。
而我们目前使用最多的其实还是化学电池,比如锂电池等等,主要利用的都是化学能,但是化学能的最大缺点就是会自放电,也就是说在没有任何电子设备使用的情况之下,也会有电量消耗,甚至于还需要给这些化学电池进行专门的护养,无法超长时间的使用。
总而言之,目前生产的电池,已经渐渐开始无法满足其他电子设备的需求了,而对于电池的研发和创新,也未来我们发展的主要趋势之一!