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

Другая сторона Японии: страна высоких технологий и древесных аллей

Спросив любого прохожего об ассоциациях с Японией, можно получить примерно одинаковый список слов: высокие технологии, роботы, аниме, суши. Возможно, более спортивная аудитория вспомнит про...

Почти час уборки на одном заряде, гибкая штанга и датчик пыли. Обзор пылесоса Redkey P11

Предлагаю посмотреть на вертикальный аккумуляторный пылесос с гибкой штангой и без малого часом работы на одном заряде. Помогает этому встроенный датчик пыли, который анализирует уровень...

Обзор зарядного устройства Baseus Super GaN Desktop Charger 100W: GaN-транзисторы, 93% КПД и независимые порты

На рынке зарядных устройств Baseus давно зарекомендовал себя как производитель качественной и доступной продукции. Модель Super GaN Desktop Charger 100W — это настольное зарядное с...

Обзор смартфона POCO X8 Pro — что скрывается за заявленными характеристиками

POCO X8 Pro — современный смартфон среднего класса. В этой статье я расскажу, как прогнал его через синтетические тесты, проводил анализ поведения под длительной нагрузкой, оценивал...

История компании Sony: от радиоприемников до виртуальной реальности

Если посмотреть на историю Sony, можно заметить одну странную вещь. Эта компания постоянно оказывалась в нужном месте в нужное время. Но не потому что ей везло. А потому что она сама создавала эти...

Сколько на самом деле можно загружать белья в стиральную машину и чем грозит перегруз

Когда мы покупаем стиральную машину, первое, на что мы смотрим, помимо цены, — это цифра на наклейке. 5, 6, 7 или 8 килограммов. Кажется, что всё просто: купил машину на...