1840 년에 설립되어 1825 년에 건설 된 옥스포드 전기 벨은 거의 179 년 동안 울려 퍼져 100 억 번 이상 런그했습니다.
179 년 이상 지속 된 배터리에 대해 처음 들었을 때, 나의 즉각적인 생각은… 우리가 모바일 장치에 그런 배터리를 가지고 있다면 어떨까요? Instagram을 통해 무의식적으로 스크롤하거나 YouTube에서 귀여운 개 비디오를 볼 수있는 시간을 상상해보십시오! 가능성은 끝이 없을 것입니다…
그러나이 게임을 바꾸는 배터리에 대해 너무 오랫동안 환상을 가지기 전에 약간의 문제, 즉 과학자 나 배터리 소유자 모두가 실제로 무엇을 만들어 냈는지 알지 못한다는 사실을 알게되었습니다. 우리가 설명하는 것은 옥스포드 대학의 Clarendon 실험실에서 전기 벨에 전원을 공급하는 배터리입니다.
원래 1840 년에 설립 된 옥스포드 일렉트릭 벨 (Oxford Electric Bell)은 179 년 이상 지속적으로 울려 퍼졌습니다.
배터리의 역사
그것은 모두 luigi galvani, 에서 시작되었습니다 이탈리아 물리학자는 1780 년대에 실수로 생체 전기를 발견했습니다. Luigi는 일부 금속 도구로 죽은 개구리를 해부하고 이상한 것을 발견했습니다. 그가 금속 도구로 개구리의 신경을 쳤을 때마다 개구리의 다리가 구부러졌습니다. 그는 먼저이 이상한 행동을 활력의 유체로 생각했으며, 이는 더 이상 현장에서 받아 들여지지 않는 오래된 생물학 이론과 관련이 있습니다. 나중에 그는 마음을 바꾸고 대신 동물 전기 여야한다고 말했습니다.
Galvani는 개구리를 해부하기 위해 다른 재료로 구성된 도구를 사용했습니다. 이 도구는 전극 역할을하는 반면 신경은 전해질로 작용했습니다. (사진 크레딧 :Luigi Galvani/Wikimedia Commons)
또 다른 이탈리아 물리학자인 Alessandro Volta, Galvani의 실험에 대해 들었고 두 이론 모두 잘못되었다고 제안했습니다. 그는 신경이 전해질 역할을했기 때문에 다리가 단지 비틀어 졌다고 믿었지만, 사용되는 도구의 재료의 차이로 인해 전기는 실제로 생성되었다고 믿었습니다. Volta는 나중에 1800 년 최초의 화학 배터리를 만들어 그의 이론을 증명했습니다.
배터리는 구리 (또는은)의 디스크를 쌓고 금에 담긴 골판지 디스크 (또는 물이있는 황산) 사이에 아연을 쌓아서 만들었습니다. 배터리는 " 볼타 피스 이라고 불 렸습니다 "또는" 건조 파일 ". 볼타 (Volta)는 볼타 파일의 발명으로 전기가 살아있는 존재들에 의해서만 생성된다는 일반적인 이론을 폭로하는 데 도움이되었습니다. 그러나 배터리 볼타에는 생성 된 배터리에는 몇 가지 단점이있었습니다. 황산으로 인해 다루는 것이 위험했고 세포의 힘도 1 시간 또는 두 시간 후에 감소했습니다.
건조 더미라고도하는 볼타 파일은 소금물이나 황산에 담긴 골판지 디스크 사이에 샌드위치 된 아연과 구리 디스크로 구성되었습니다. (사진 크레딧 :Gillard/Wikimedia Commons)
Giuseppe Zamboni, 또 다른 이탈리아 물리학 자, 볼타 파일을 개선하고 자신의 배터리 인 Zamboni 파일, 를 발명했습니다. Zamboni 파일은 1812 년에 한쪽에 아연 호일로 코팅 된 여러 종이 디스크를 사용하고 다른쪽에는 이산화물을 사용합니다. 종이 디스크의 수분은 전해질 역할을합니다.
잠 보니 파일의 말단 끝을 가깝게 가져 와서 그들 사이에 금속 공을 매달 으면, 정전기 시계라고하는 배열이 형성된다. 터미널 사이에서 진동하는 금속 공이 진자처럼 보이기 때문에 배열은 시계라고합니다. 옥스포드 전기 벨에는 정전기 시계와 동일한 설정이 있습니다.
빨간색과 파란색 공 같은 구조는 잠보니 더미의 터미널입니다. 이 설정은 금속 공의 진동 운동으로 인해 진자처럼 보이기 때문에 시계라고합니다.
런던 기반 악기 제작자 watkins and hill 의 1825 년으로 빨리 전달 옥스포드 전기 벨과 배터리를 만들어 전원을 공급했습니다. Volta가 최초의 화학 배터리를 발명 한 지 25 년 만에 생성되었지만이 배터리는 다른 모든 배터리를 사용했습니다. 실제로이 배터리는 현재 " Most Vurable Battery 의 기네스 세계 기록을 보유하고 있습니다. “.
옥스포드 전기 벨
1825 년 Watkins와 Hill이 만든 Electric Bell은 1840 년 Robert Walker 목사에 의해 옥스포드 대학으로 가져 왔습니다.이 종은 현재 옥스포드 대학의 클라렌 돈 실험실 로비에 선반에 앉아 있습니다. 벨 근처에 배치 된 레이블은 Robert Walker의 필기에서 "1840 년에 설정"을 읽습니다. 다른 레이블은 "1840 년 구매 된 드라이 파이프"를 읽습니다.
옥스포드 일렉트릭 벨 (Oxford Electric Bell)은 옥스포드 대학의 클라렌 돈 실험실의 선반에 두 개의 레이블이 있습니다. 하나는 Robert Walker 자신과 구매 연도를 나타냅니다. (사진 크레딧 :DavidCWG /Wikimedia Commons)
벨 설정은 두 개의 작은 벨 사이에서 진동하는 구형 금속 클래퍼로 구성됩니다. 금속 클래퍼는 직경이 약 4mm입니다. 금속 클래퍼는 벨 위에 놓인 배터리로 구동됩니다. 배터리는 내부에 페이스트가있는 마른 파일 배터리로 여겨집니다. 이 페이스트에는 전해질이 작동하는 데 필요한 최소 물의 양이 포함되어 있습니다. 고체 황의 코팅은 물을 내부로 유지하고 누출을 피하는 데 도움이됩니다. 이 외에도, 우리는 배터리 본체 내부에 어떤 재료 나 부품이 있는지 알지 못합니다.
이제 가장 중요한 질문에오고 있습니다… 어떻게 그렇게 오래된 배터리가 그렇게 오래 지속 되었습니까?
옥스포드 전기 벨은 어떻게 작동합니까?
우리는 옥스포드 전기 벨의 정확한 내부에 대해 알지 못하기 때문에이 질문에 대답 할 수있는 한 가지 방법 만 있습니다. 우리는 과학자들이 항상하고있는 것처럼하는 일을해야합니다.
1820 년대 에이 건설 된 동시에 배터리 다이어그램을 살펴보면 배터리는 아연과 마그네슘으로 구성된 약 2000 개 이상의 디스크가있는 잠보니 파일로 가정 할 수 있습니다. 2000 개의 디스크는 모두 하나의 디스크 위에 쌓일 것입니다. 이 2000 디스크는 두 벨 사이에 대략 2 킬로 볼트의 대량 전압을 만듭니다. 그것은 미국의 주요 공급 전압보다 16 배 더 큰 것을 염두에 두십시오. [미국의 주요 공급 전압은 확실하지 않습니다. 일부 웹 사이트는 110V 인 반면 다른 웹 사이트는 220V로 설정했습니다], 그러나 금속 클래퍼는 울릴 때마다 1 개의 나노 앰프 만 사용합니다.
클래퍼 의이 작은 전류 요구 사항과 대량의 가용 전압은 아마도 옥스포드 전기 벨이 여전히 울리는 이유 일 것입니다. 창립 후 179 년 동안, 벨은 100 억 번 이상 런그했습니다. 예, 당신은 그것을 올바르게 읽었습니다. 10 억… 큰 b.
나중에 한 영원과 여전히 울림!
배터리가 무엇인지 정확히 알려면 배터리를 열고 179 년 동안 벨의 179 년 동안 달리기를 끝내야하지만 장치를 열어 실험을 망치고 얼마나 오래 지속되는지 알 수 없습니다.
.결론
종은 이제 두 개의 유리창 뒤에 배치되어 연속 울림을 약화 시켰습니다. "옥스포드 전기 벨은 얼마나 오래 계속 울릴 것인가?" 그리고“내부 배터리는 무엇입니까?” 과학계에서 가장 불타는 질문 중 하나입니다. 사람들은 연장 된 일생 동안 마모로 인해 클래퍼가 부러 질 때 종이 결국 멈출 것이라고 믿습니다.
왓킨스와 힐은 설립 된 지 1 년 만에 1841 년에 다음 편지를 썼습니다.
“종의 울림을 유지하기에 충분한 잔류 전력은 3-4 년 이상 지속되지 않습니다. 그것은 예쁜 장치이지만 작업 과정에서도 일시적입니다.”
그들은 그들이 얼마나 잘못되었는지를 알게 된 것을 자랑스럽게 생각했을 것입니다. 나는 그들이 모든 영광에서 울리는 종소리를 듣기 위해 자부심을 가지고 별들로부터 웃고 있다고 확신합니다.
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