在英國牛津大學,克拉倫登實驗室的櫥窗裡,放着這樣一個看着很像燭台的儀器。其實這兩根柱體根本就不是蠟燭,而是兩節幹電池。看上去,它就是一個普通的實驗裝置。
他們的上方串聯在一起,下方則分别連接着一個黃銅鈴铛;而仔細觀察你會發現,在鈴铛中間還挂着一個直徑為四毫米的金屬小球。
讓人震驚的是,從一八四零年購買至今,這個被罩在雙層玻璃中的電鈴,竟然一直在工作着。他已經響了超過一百億次,因此這兩節電池也被譽為世界上最耐用的單電池。
那麼問題來了,如此神奇的牛津電鈴是如何工作的?它的電池為什麼能用這麼久呢?其實牛津電鈴的工作原理,和富蘭克林鈴的非常相似。
金屬球能夠來回擺動,依靠的就是兩塊電池的電力。簡單來說,就是當金屬球碰到其中一個鈴铛時,上面就會攜帶正電荷。由于二者屬于相同的電荷,于是就會産生細微的斥力,使得它被撞擊到另一個鈴铛上。此時金屬球身上攜帶的已經是負電荷了,于是它又會被另一邊吸引。就這樣循環往複,牛津電鈴已經形成了一個2赫茲震蕩的周期。而在小球每次的撞擊過程中,隻有極少的電荷發生了移動,所以電量消耗的非常緩慢。
但是現在的電池放上幾年都能沒電。一百八十多年前制作的電池,怎麼會這麼耐用呢?因為自從電鈴拿回牛津大學後,為了保證牛津電鈴能繼續工作下去,科學家們一直沒有拆解電池。,所以隔絕空氣可能是電池能夠長久工作的原因之一。
我們可以看到,在電池的表面覆蓋了一層硫磺,它的作用就是将空氣隔絕,并且起到絕緣的效果,同時防止内部受潮。
科學家們猜測這個電堆應該是贊博尼電堆,。這是由朱塞佩·贊博尼在1812年發明的靜電電池。它的主要部分就是銀箔、鋅箔等金屬箔和圓盤形狀的紙構成,這種紙的一面塗上了二氧化錳,另一面塗的是硫酸鋅。将這些東西疊上幾千層,再用帶有端蓋的玻璃管進行壓縮,随後就可以将其浸入熔融硫絕緣了。另外這些紙片的電壓為0.8V,由此可見這個其中電池的電壓可以達到幾千伏。
盡管它能提供的電流隻有納安,但是由于其内阻很大,所以即便短路也不會将其燒毀。并且金屬球在鈴铛之間的運動,隻會傳遞很小的電流,因此電池的耗電量就會很少,如此才能持續那麼長的時間。但是這僅是科學家們的猜測,因為關于電鈴的詳細說明和細節早已丢失了,所以除了将其拆除,對内部結構進行研究,也沒有别的辦法了。隻不過,現在科學家們不願意直接拆除電鈴,因為這個實驗已經打破了多個記錄。
不僅成為了史上持續時間最長的實驗,并且也是史上最耐用的電池。所以,現在隻能等到電鈴沒電的那天,才有機會解開謎底了,但還需要多長時間,科學家們也未可知,我們也隻能默默期待了。
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