动力电池通过一个什么转换器（两节干电池驱动电铃敲了100亿次）

大家知道吗，在牛津大学有一个电铃这么多年一直在响着，虽然声音很微弱，但是确实算得上世界上最持久的电铃之一了。正因如此，如今这个牛津电铃已经成为了诸多科学家研究的对象。

不可思议的牛津电铃

他们发现，两节干电池，竟然在182年驱动电铃敲了100亿次，可是迄今为止没人知道电池的结构。接下来，就让我们一起来看看这个牛津电铃的神奇之处。

被放置在实验室内的电铃

神秘的牛津电铃

首先，大家可以先观察一下这个电铃的外观，以现代人的视角看起来无疑是非常怪异的，上面的两个神似“蜡烛”的东西其实就是驱动电铃发出的主要动力，也就是干电池。在干电池的下方有两个黄铜制成的铃铛，其中间有一个被线悬挂的金属球。

可以看出这个电铃的结构还是比较简单的，并且它也未直接暴露在空气当中，而是被外层的玻璃罩保护着。

黄铜铃铛与金属小球

值得一提的是，大家肯定想知道，当我们靠近这个电铃的时候是否能听到它在这么多年间发出的铃声。很显然我们是听不到的，因为这个电铃发出来的声音十分微弱，只有2赫兹左右。

既然这样，如何确定它在180多年期间敲响了这么多次呢？根据一直观察的研究人员介绍，它们是用专门的监测装备贴在玻璃罩的外壁，以此来监听这个微弱的铃声。

始终在轻微摆动的金属小球

根据资料记载，这个所谓的牛津电铃可能是大学当中某位教师的实验，当初他在购入相关装置之后组成了这个牛津电铃，并且从1840年开始了该实验，目的是研究电池的耐久力。

不过由于资料实在有限，所以实验要持续多久等关键信息都找不到，只能说大家都未料到这个遗忘在实验室当中的电铃装置竟然有这么长的寿命。

牛津大学克拉伦登实验室

当牛津电铃在180多年间敲了100多亿次的消息传出去之后，许多的科学家都曾慕名前往牛津大学观察牛津电铃，想搞清楚这个看似简陋的电铃的内部结构，看看为什么两节干电池有这么大的能量。

干电池的结构无从得知

其实从当年的实验目的就能看出，为的是测试干电池的耐久力，所以大家觉得牛津电铃的关键就在于其中两个神似蜡烛的干电池。

表面覆盖着硫磺的干电池

既然这样，他们是否直接将玻璃罩子掀开取出了干电池进行研究呢？

很显然，如果这么做，那么这场长达182年的电铃敲击实验就要被迫终止了，这并不是人们想看到的结构。所以大家即使再好奇，也只能在玻璃罩外部观察。

拥有“古老历史”的牛津电铃

由于无法透过玻璃罩观察到干电池的内部结构，科学家只能给出相关的猜测。

第一种猜测认为这场持续已久的敲击其实与干电池之间的关系并不大，而是跟电铃的构造有关。

咱们在前文中介绍电铃的时候也提到，底部是由两个黄铜所制的电铃加上中间的小金属球构成的。所以科学家猜测，金属小球在摇摆不定的期间会带上一些电子，从而受静电排斥。就这样，小金属球在长期的摇摆当中可以不依靠干电池本身。

带电物品的运动原理示意图

第二种说法则认为牛津电铃能够长期发声，能量还是源于干电池，如果没有它的驱动，这项实验是无法持续这么久的。至于为什么两节干电池的身体当中能够蕴含这么多的能量，他们做出了以下论述。

首先，当初在购买实验使用的干电池时，这位实验者应该就是有精挑细选的，并且作为对这一领域很了解的人，他应该早就考虑到了电池的耐久性。所以这两节干电池从本质上来说，质量应该是没问题的。

干电池的内部结构示意图

其次是牛津电铃外部玻璃罩的作用，它的存在让干电池处在一个相对密闭的空间当中，这样的话它受外界的影响就很小，无形之中就延长了自己的寿命。并且从牛津电铃在182年当中发出的微弱声音来看，它虽然一直都在响，但是发出这种声音所需耗费的能量也是很微小的。在这种情况下，干电池确实是有可能驱动电铃敲响这么多年的。

当然，除了这两种比较主流的说法以外，还有其他的一些猜测。但是不论怎么说，在牛津电铃的玻璃罩未打开之前，我们恐怕永远无法得到真正的答案。

几乎是与外界隔绝了的干电池

值得一提的是，牛津电铃持续发声的情况，使得不少坚持“永动机”可以被制造的人十分激动，因为在他们看来，这个装置已经具备“永动机”的特质了。

那么，牛津电铃算是永动机吗？

永动机的构想图

牛津电铃是永动机吗？

咱们在上文中提到，科学家给出了相关的猜测，但不管是哪一种猜测都能证明，牛津电铃依旧是靠着相关能量驱动的，它的发声与上端的干电池有着密切的关系。所以从这一点来说，它并不符合永动机的原理。

因为永动机实际上是一种不消耗任何能量却能一直发出能量的装置，这从本质上来说违背了能量守恒定律。

永动机实验装置

并且这些年以来，人类一直对永动机心怀希望，像达芬奇、焦耳等，都认为这种装置能够被研发出来。但是从现实角度来说，永动机是绝无可能出现的，研究它就等于白费精力，所以许多国家都明确禁止民众申请永动机实验装置的专利。

资料显示，中国科学院在《科学通报》的创刊号上就提出了“永动机”是不可行的，让相关研究人员不要将精力继续耗费在研究永动机上。美国法院在1990年判定专利部门不再接受任何永动机方面的专利申请。

模仿永动机的装置

由此可见，科学界的主流意识对于永动机这种东西是嗤之以鼻的，毕竟已经有太多的证据证明了这种装置就是在凭空想象。这些年来，那么多科学家都曾进入这个领域，最终却“败兴而归”，这足以证明“永动机”的相关实验也非常复杂。

而咱们今天所说的牛津电铃，不论是从简单的构造，还是其最初的敲击原理来看，都与永动机没什么关系。只不过，人们对此心怀希冀罢了。

模仿永动机的装置

值得一提的是，牛津电铃确实证明了干电池的耐久性，不过这种电池已经不太适应如今社会的发展了。尤其是在如今新能源汽车风头正盛的情况下，人们致力于研究出一种更好用的电池。

新能源车的保有量呈快速增长的趋势

新能源汽车的电池类型

目前新能源汽车的电池主要有以下几种，分别是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池，其中铅酸电池的使用历史非常悠久，已有100余年的历史。不过它的体积大、能量低、寿命短，所以在不少人看来已经是落后于时代的老古董了。

镍氢电池的使用寿命等特性都比较优越，所以价格也比较高。不过这些年在锂离子电池的影响之下，基本也已经被汽车市场淘汰了，更多是用在电动工具领域中。

体积“娇小”的镍氢电池

至于风头最盛的锂离子电池，其高电压、高能量密度等特征，无疑更符合如今社会发展的需求。并且以现在节能环保的大背景来看，锂离子电池的竞争优势更为明显。

资料显示，在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，从理论角度看，目前的技术水平只开发了锂电池总电量的25％。

新能源车主要使用的动力电池是锂电池

最后的燃料电池本质上并不是储存电能的，而是一个小型的发电装置，其燃料主要以甲烷、甲醇等为主，可以像锂离子电池一样减少污染。

燃料电池的发电过程示意图

总之，电池已经在长期的发展当中改头换面，并且如果未来人类实现了可控核聚变，电池又将迎来新的革新。但不管怎么说，像牛津电铃当中这样简单的干电池，也可以算做我们探索的起点。

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