1840 年に設置され、1825 年に建設されたオックスフォードの電気ベルは、179 年近く鳴り続け、100 億回以上鳴り続けています。
179 年以上持続するバッテリーについて最初に聞いたとき、すぐに思いついたのは、モバイル デバイスにそのようなバッテリーがあったらどうなるだろうかということでした。 Instagram を無意識にスクロールしたり、YouTube でかわいい犬の動画を見たりするのにどれだけの時間を費やすことができるか想像してみてください。可能性は無限大です…
しかし、この画期的なバッテリーについてあまりにも長い間空想する前に、ちょっとした問題が通知されました。つまり、バッテリーの科学者も所有者も、バッテリーが実際に何で構成されているかを知らないということです。私たちが説明しているのは、オックスフォード大学のクラレンドン研究所で電気ベルに電力を供給しているバッテリーです。
オックスフォードの電気ベルは、1840 年に設置され、179 年以上鳴り続けています。
バッテリーの歴史
Luigi Galvani、 イタリアの物理学者は、1780 年代に生体電気を偶然発見しました。ルイージは死んだカエルを金属製の道具で解剖していて、奇妙なことに気づきました。彼が金属製の道具でカエルの神経を打つたびに、カエルの足が曲がった.彼は最初、この奇妙な行動を生命体液に起因すると考えました。これは、この分野ではもはや受け入れられていない生物学の古い理論に関連しています。その後、彼は考えを変え、動物の電気に違いないと言いました.
ガルバーニは、さまざまな素材で構成されたツールを使用してカエルを解剖しました。これらのツールは電極として機能し、神経は電解質として機能しました。 (写真提供:Luigi Galvani/Wikimedia Commons)
もう一人のイタリア人物理学者、アレッサンドロ ボルタ ガルバーニの実験を聞いて、両方の理論が間違っていることを示唆した.彼は、神経が電解質として機能するためだけに脚がけいれんすると信じていましたが、実際には使用されているツールの材料の違いにより電気が生成されました.ヴォルタは後に、1800 年に史上初の化学電池を作成することで、彼の理論を証明しました。
電池は、銅（または銀）と亜鉛のディスクを、塩水（または水と硫酸）に浸したボール紙ディスクの間に挟んで積み重ねることによって作られました。このバッテリーは「Voltaic Pile」と呼ばれていました 」または「ドライパイル 」。ボルタは、ボルタ電池の発明により、電気は生物によってのみ生成されるという一般的な理論を暴くのに役立ちました.ただし、Volta が作成したバッテリーにはいくつかの欠点がありました。硫酸のため取り扱いが危険で、セルのパワーも 1、2 時間で低下しました。
ドライパイルとも呼ばれる Voltaic Pile は、塩水または硫酸に浸したボール紙ディスクの間に挟まれた亜鉛と銅のディスクで構成されていました。 (写真提供:Gillard/Wikimedia Commons)
ジュゼッペ・ザンボーニ 別のイタリアの物理学者は、ボルタ電柱を改良し、独自の電池であるザンボニ柱を発明しました。 Zamboni Pile は、片面が亜鉛箔で、もう片面が二酸化マンガンでコーティングされた多数の紙ディスクを使用しています。ペーパー ディスクの水分は電解質として機能します。
ザンボニパイルの末端を近づけ、その間に金属球を吊るすことで、静電時計と呼ばれる配置が形成されます。端子間で振動する金属球が振り子のように見えることから時計と呼ばれています。 Oxford Electric Bell は、静電時計と同じ構成になっています。
赤と青のボールのような構造は、ザンボニ杭の末端です。金属球の振動運動が振り子のように見えるため、このセットアップは時計と呼ばれます
1825 年に早送りすると、ロンドンを拠点とする楽器メーカー ワトキンスとヒル オックスフォードの電気ベルとそれを駆動するバッテリーを作成しました。 Volta が史上初の化学電池を発明してからわずか 25 年後に作成されましたが、この電池はこれまでに製造されたどの電池よりも長寿命です。実際、このバッテリーは現在、「最も耐久性のあるバッテリー」としてギネス世界記録を保持しています。 「.
オックスフォード エレクトリック ベル
1825 年にワトキンスとヒルによって作成された電気ベルは、1840 年にロバート ウォーカー牧師によってオックスフォード大学に運ばれました。ベルは現在、オックスフォード大学のクラレンドン研究所のホワイエの棚に置かれています。ベルの近くに貼られたラベルには、ロバート ウォーカーの手書きで「1840 年に設立」と書かれています。別のラベルには、「1840 年に購入されたデモンストレーション ドライパイル」と書かれています。
Oxford Electric Bell は、オックスフォード大学の Clarendon Laboratory の棚に 2 つのラベルが付いています。 1 つはロバート ウォーカー自身によるもので、もう 1 つは購入年を示しています。 (写真提供:DavidCWG /ウィキメディア・コモンズ)
ベルのセットアップは、2 つの小さなベルの間で振動する球状の金属クラッパーで構成されています。金属製のクラッパーは直径約4mmです。金属製のクラッパーは、ベルの上に配置されたバッテリーによって電力が供給されます。電池は、内部にペーストが入った乾電池と考えられています。このペーストには、電解液が機能するために必要な最小限の水が含まれています。固体硫黄のコーティングが水を内部に保ち、漏れを防ぎます。さらに、バッテリー本体の内部にどのような材料やコンポーネントが含まれているかはよくわかりません。
さて、最も重要な質問に移ります...どうしてこんなに古いバッテリーがこんなにも長持ちしたのでしょうか?
オックスフォードの電気ベルはどのように機能しますか?
Oxford Electric Bell の正確な内部についてはわかっていないため、この質問に答える方法は 1 つしかありません。私たちは、科学者がいつもしているように見えることをしなければなりません — 仮定.
この電池が建設されたのとほぼ同時期の電池の図を見ると、1820 年代にさかのぼって、電池は亜鉛と二酸化マグネシウムで構成された約 2000 個以上の円盤を持つザンボニ山であると推測できます。 2000 枚のディスクはすべて、1 枚ずつ積み重ねられます。これらの 2000 ディスクは、2 つのベル間に約 2 キロボルトの大きな電圧を発生させます。これはアメリカの主電源電圧の 16 倍です。 [アメリカの主な電源電圧がよくわかりません。一部の Web サイトでは 110V と表示され、他の Web サイトでは 220V に設定されています]、 しかし、金属製のクラッパーは、鳴るたびに 1 ナノアンペアの電流しか消費しません。
クラッパーのこの小さな電流要件と利用可能な電圧の膨大な量が、オックスフォードのエレクトリック ベルがまだ鳴っている理由でしょう。創業以来179年間、鐘は100億回以上鳴らされてきました。はい、あなたはそれを正しく読みました。 10 億… Big B と共に。
1 永遠の後、まだ鳴っている!
電池が何でできているかを正確に知るには、電池を切り開いてベルの 179 年間の稼働を終わらせる必要がありますが、装置を開けてしまうと実験が台無しになり、電池がどれだけ長持ちするかを知ることができなくなります。 /P>
結論
ベルは 2 枚のガラス板の後ろに配置され、継続的な鳴りを抑えるようになっています。 「オックスフォードのエレクトリックベルはいつまで鳴り続ける？」 「電池の中身は何ですか？」は、科学界で最も切実な問題の 2 つです。人々は、クラッパーが長い耐用年数を経て磨耗して破損した場合、ベルは最終的に停止すると信じています.
設立からわずか 1 年後の 1841 年、ワトキンスとヒルは次のような手紙を書きました。
<ブロック引用>「ベルを鳴らし続けるのに十分な余剰電力が、3 年または 4 年以上持続することはめったにありません。それはきれいな装置ですが、その作業プロセスは一時的なものでもあります」
彼らは、自分たちがどれほど間違っていたかを知ることを誇りに思っていたに違いありません。また、栄光の中で鐘がまだ鳴っているのを聞いて、星から微笑みを浮かべているに違いありません。
