Батарея XIX века продолжает работать спустя 185 лет: принципы работы самой долговечной батареи в мире

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Питание и аккумуляторы

В уединённом коридоре Кларендонской лаборатории Оксфордского университета размещена одна из величайших научных загадок современности. Скромное устройство, заключённое за двойным стеклом, непрерывно функционирует уже более 185 лет, став свидетелем почти двух столетий человеческой истории. Оксфордский электрический звонок представляет собой феномен, который бросает вызов современному пониманию энергетических систем и ставит под сомнение принципы, считающиеся незыблемыми в области электрохимии.

Автор: DavidCWG Источник: ru.wikipedia.org

Историческое происхождение и конструктивные особенности

История этого удивительного устройства начинается в середине XIX века, когда преподобный Роберт Уолкер, профессор экспериментальной философии (так тогда называлась физика) в Оксфорде, приобрёл необычный прибор у лондонской фирмы Watkin and Hill. Собственноручная надпись Уолкера гласит «Установлен в 1840 году», хотя некоторые источники предполагают, что устройство могло быть создано на пятнадцать лет раньше.

Конструкция звонка поражает своей простотой. Два латунных колокольчика располагаются под парой «сухих батарей», соединённых последовательно, что создаёт противоположные электрические заряды на колоколах. Между ними подвешен крошечный металлический шарик диаметром всего четыре миллиметра, выполняющий функцию молоточка.

Принцип работы основан на электростатических силах, которые принципиально отличаются от современных электрохимических систем. Когда шарик касается одного колокола, он заряжается от соответствующей батареи и тут же отталкивается, устремляясь к противоположному колоколу с обратным зарядом. Процесс повторяется с частотой около двух герц, создавая непрерывное колебательное движение.

Схема Оксфордского электрического звонка
Автор: Nicolas1981 Источник: commons.wikimedia.org

Физические основы долговечности

Система требует высокого напряжения для создания движения, но потребляет минимальный ток - всего один наноампер при каждом колебании. Напряжение между колоколами составляет впечатляющие 2000 вольт, что почти в десять раз превышает напряжение бытовой электросети.

Эффективность системы обусловлена тем, что между колоколами переносится ничтожно малое количество заряда. Вся утрата энергии обусловлена исключительно воздействием воздушного сопротивления, что делает систему чрезвычайно экономичной. Доктор Роберт Тейлор из Оксфорда объясняет: «Малое количество заряда перетекает между 2-мя концами, и единственная потеря, по сути, это сопротивление воздуха».

Загадочная конструкция сухих батарей

Несмотря на почти двухвековую историю изучения, точный состав батарей остаётся тайной. Исследователи предполагают, что они представляют собой разновидность батарей Zamboni — одного из первых типов электрических элементов, изобретённых итальянским священнослужителем и учёным-физиком Джузеппе Замбони в 1812 году.

Конструкция батарей Замбони включала в себя множество пар дисков, изготовленных из оловянной фольги. Эти диски были прикреплены к бумаге, которая была тщательно пропитана раствором сульфата цинка, а на противоположной стороне покрытия находился слой диоксида марганца. Весь набор дисков герметично запечатывался в расплавленной сере для предотвращения утечки электролита и защиты от атмосферной влаги.

А.Дж. Крофт, бывший исследователь Кларендонской лаборатории, писал в 1984 году: «Состав батарей точно неизвестен, но очевидно, что внешнее покрытие выполнено из серы, которая герметизирует элементы и электролит». Это серное покрытие придаёт батареям сходство со свечами, что долгое время вводило в заблуждение наблюдателей.

Чертёж замбониевого столба
Автор: Xosema Источник: ru.wikipedia.org

Рекордные достижения и научное признание

За время своего существования Оксфордский звонок совершил поистине астрономическое количество колебаний. Подсчёты показывают, что устройство прозвонило более 10 миллиардов раз, что принесло ему место в Книге рекордов Гиннесса как «самой долговечной батарее в мире».

В настоящее время звучание колокольчиков стало практически неслышимым для человеческого уха из-за снижения напряжения. Наблюдатели могут видеть лишь едва заметное дрожание металлического шарика между колоколами

Современные попытки воспроизведения

Попытки воссоздать принципы работы Оксфордского звонка продолжаются и в наше время. В 2025 году в журнале Physics Teacher была опубликована статья (есть видео) о репликации устройства для образовательных целей. Современные исследователи стремятся понять секреты конструкции, не нарушая целостности оригинала.

Создание собственных батарей Замбони требует чередующихся дисков из серебряной бумаги (бумаги с тонким слоем цинка с одной стороны), покрытых диоксидом марганца и мёдом. Диски диаметром около 20 мм собираются в стопки толщиной до нескольких тысяч слоёв, а затем герметизируются в расплавленной сере.

Изображение в превью:
Автор: DavidCWG
Источник: clck.ru
Другое
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Почта для связи — gorbov.busines@yandex.ru

1 комментарий

k
Оксфордский электрический звонок представляет собой феномен, который бросает вызов современному пониманию энергетических систем и ставит под сомнение принципы, считающиеся незыблемыми в области электрохимии.

Сколько нелепых заявлений в одной фразе. Можно конкретно уточнить в чём вызов, и какие незыблемые принципы в области электрохимии под сомнением?
Замбониев столб чудом не считался даже двести лет назад. А принцип действия оксфордского электрического звонка прост и понятен. Так-же понятно почему он так долго работает.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как бактерии стали многоклеточными: система разделения ДНК эволюционировала во внутриклеточный каркас

Биологическая эволюция редко создает принципиально новые механизмы с нуля. В подавляющем большинстве случаев природа модифицирует уже существующие структуры, адаптируя их под совершенно новые...

Компьютерные расчеты термоядерных реакций оказались ошибочными: как эксперимент с испаренной медью переписывает законы физики плазмы

Воздействие сверхмощного оптического лазера на металл разрушает межатомные связи за квадриллионные доли секунды. В точке удара материал мгновенно переходит в состояние горячей сверхплотной плазмы,...

Самые крупные карповые в мире и в России: история семейства, размеры и что из них готовят

Когда слышишь слово «карповые», в голове обычно возникает что-то очень земное и понятное: карась в деревенском пруду, карп на рынке, сазан в рассказах рыбаков. Но у этого семейства есть и совсем...

✦ ИИ  5 сервисов для создания презентаций с опросами: для учителей, маркетологов и бизнеса

Нужно собрать обратную связь, проверить гипотезу или просто узнать, что думают люди? Рассказываем, где создать опрос за 5 минут, какие сервисы работают в РФ, как проводить голосования в реальном...

Где можно увидеть Стоунхендж, не выезжая за границы России

Мысль о том, чтобы увидеть чудо света или загадку истории нужно выезжать за тридевять земель, настолько укрепилась в сознании, что интересных мест поближе как будто и нет вовсе.Итак, для всех...

Обзор бесщеточной аккумуляторной пилы ProCraft PKA45 (PKA46): 2 аккумулятора, 2 шины и 2 цепи

Во время работы в саду или на приусадебном участке приходится срезать деревья и кустарники. Порой они достаточно толстые, чтобы справиться с ними вручную, и приходится доставать электрические или...