锂电池构造原理图
自从人类发现能量守恒定律之后,永动机的幻想就破灭了,但是人类追求能源的长久性,脚步不会停止。
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牛津电铃自使用开始,180多年内敲了百亿次,至今都还在工作,并且没有一个人知道电池的内部构造。
大学中的牛津电铃
在英国的某个实验室的大门上,挂着一个不起眼的装置,该装置的结构简单,是由玻璃罩子包裹的两根黄色的圆筒状物体。
这两根桶状的物体就是装置的电池,仔细观看就会发现,在电池的中间有一根金属线条连接。
在电池的底端分别悬挂着一颗铃铛,铃铛的中间有一颗金属小球,远看三者之间像是粘连在一起,其实三者都有一定的间隙。
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这就是电铃发音的工作原理,金属球在两个铃铛之间来回撞击,微量的运动看起来像是在震动,由此发出声音提醒着人们时间。
很难相信就是这样一个简单的装置,竟然能够工作180多年的时间。
牛津电铃装置是牛津大学的一位教授买回来的,教授的名字叫做罗伯特。
1840年,罗伯特发现自己的实验室需要这样的电铃来提醒自己工作时间,于是就找到了当时比较有名的制造商沃特金,希望能够从那里采购一个质量比较好的电铃。
沃特金表示,自己这里有一个可以用一辈子的电铃,罗伯特虽然不信,但还是买了下来,之后就放在实验室的门上。
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直到罗伯特老年的时候才验证了商家说的话,这个电铃居然真的可以用一辈子!
罗伯特死去之前叮嘱其他人,不要将电铃拆除,希望后人能记录下来,这个电铃究竟能工作多久。
电铃能工作多久,谁也不知道,毕竟它的质量实在是太强大了,至今都还在工作。
如此优秀的电铃究竟是谁制造出来的呢?
有专家对电铃的生产商进行了调查,根据蛛丝马迹进行推测,设计电铃的发明家很有可能是赞伯尼。
因为这两块静电电池看上去,与赞伯尼在1812年发明的电池块儿非常相似。
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如此看来,牛津电铃的使用时长可能还得要加上28年的时间。
如果从它出生开始计算工作的话,它已经足足工作了209年,这是它可能存在的最长工作时间,实际可能要短一些,毕竟谁也不知道它是多久被制造出来的。
即便是最短工作时间,180多年的使用时长也是其他电池无法企及的。
要知道,在美国发射的航天探索器上搭载的两块儿核电池,也仅仅是供应了几十年的时间。
更何况牛津电铃还是19世纪的科技水平发明出来的,工作百年的历史足以让牛津电铃在全世界“昂首挺胸”。
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如此优秀的牛津电铃,它的工作原理又是怎样的呢?
牛津电铃工作原理
有关牛津电铃的工作原理,科学家们只有猜测,只要不将牛津电铃拆开,谁也不敢百分之百保证自己的猜测是正确的。
当然,金属球按时进行摆动,其来源肯定是两块电池能够及时提供电力产生的结果。
与其他电铃不同,牛津铃铛是依靠当中的金属小球和正负电荷来实现的,金属小球在靠近一边电池的时候,自身会携带正电荷。
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两者之间的正电荷产生的磁力促使金属小球撞击向另一边,这个时候,金属小球又感染上了另一边的负电荷,两者排斥有将金属小球弹了回去。
如此循环往复,金属小球不断撞击两边的铃铛发声,一直到电力消失,金属小球自然也就停止了摆动。
在整个过程当中,由于金属小球与两边电池间隔距离很短,需要的力极小,两边的电池并不需要太大的电量,就能让小球发出响亮的声音。
或许这就是电铃能够持久工作的原因,这也是所有关于牛津电铃猜想当中可能性最大的。
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不过,即便电池能够长久地提供电力,但是它本身也会随着时间所磨损,那么它又是如何在长的时间当中,保存得如此完好的呢?
根据科学家猜测,电池能够保存良久的首要秘密在于外边笼罩的玻璃壳。
玻璃壳将外界的一切阻绝,让内部形成一个独立的空间,在这个空间当中,几乎不受到外界的侵蚀作用,寿命自然也就长久。
之后,就是包裹着两块电池的不明黄色物体。
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黄色物体看上去像是硫磺,只有外部的一层,而在内部是由各类箔纸包裹而成的电池。
经过上千层的专业折叠,再用专门的玻璃管仪器进行压缩,最后再将两块包裹好的电池浸泡在熔融硫当中,进一步对电池进行封存。
金属球之间传递的电流很小,所以也不会出现烧毁的情况。
虽然看上去是一个比较粗糙的装置,内部的制造工序还是很精巧的,也难怪制造商信誓旦旦地保证罗伯教授特能够用一辈子。
一切的谜题都需要等到牛津电铃停止工作之后,人们才能将它拆开研究。
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在此之前,没有科学家愿意破坏一个工作了近200年的古老机器,因为科学家们都想见证一下,牛津电铃还能工作多久。
300年?400年?不管多久,人类都等得起,而且越是长久,才能让后世人类对牛津电铃更感兴趣。
牛津电铃的发明毕竟太过久远,不如先看看当今科学界最前沿的核电池。
核电池
核电池的发电原理是由一些半导体材料串联起来,通过一个合适的热源和转化器进行发电。
最核心的部分就是利用这些材料形成温差产生电量。
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中国研究核电池的历史具有突破性进展,我国利用放射性同位素的衰变过程能够很好地释放热量的原理,发明出了一款更为稳定、长久的同位素核电池,在世界核电池领域都是前沿的工程。
同位素核电池同时也是核电池当中最受欢迎的领域,早已被美国和俄罗斯运用于航天事业当中。
美国著名的飞船阿波罗11号上,就装载了两个同位素装置。
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此前科学家们也考虑过用太阳能电池或者是普通电池,但是普通电池在外太空的高温下无法生产工作。
如果给普通电池厚重的防护,又会导致电流输送供应不足,要知道航天器的运用可是一项大工程,当中所要用到的电量远远超出人类的想象。
但是太阳能电池又并不稳定,月球上的一夜是地球的两周,也就是说,阿波罗号有可能连续两周都无法攫取新的能源。
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再三衡量之下,美国航天局选择了当时技术还并不是很成熟的同位素核电池,其表现远远超出了科学家们的预期。
后来越来越多的航天事业也加入了同位素核电池,并且逐步拓展到其它领域当中。
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大海深处寂静无光,同样是同位素核电池大展身手的好地方,安装一块同位素核电池,能够维持海底潜艇几十年的使用。
人们利用同位素核电池当做信标,几分钟间隔响一次,同时也可以用作水下的监听电源,非常的便捷实用,关键是成本还低。
在医学方面,人们将同位素核核电池运用于心脏勃起器和人工心脏,尤其是在人工心脏运用当中,微型的同位核素电池能够让人使用十年以上。
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目前为止,人类对于同位素核电池的开发技术还并不完全成熟,相信在未来伴随着同位素核电池的成熟,会有更多实用的核电池被人们所使用。
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