تاریخچه اکتشاف باتری

اختراع باتری

یکی از اکتشافات قابل توجه ترین و رمان در ۴۰۰ سال گذشته برق بود. ما ممکن است بپرسید، “آیا برق که در اطراف بوده است مدت؟” پاسخ مثبت است، و شاید بسیار طولانی است. استفاده عملی آن را تنها در اختیار ما از اواسط تا اواخر ۱۸۰۰s به بوده است، و به صورت محدود در ابتدا. برخی از اولین کارهای عمومی جلب توجه خیابان چراغ در برلین در سال ۱۸۸۲ بود، نور نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال ۱۸۹۳ با ۲۵۰۰۰۰ لامپ و روشنایی یک پل بر روی رودخانه سن در طول نمایشگاه جهانی پاریس ۱۹۰۰٫ 

استفاده از برق ممکن است تماس بیشتر است. در حالی که ساخت راه آهن در سال ۱۹۳۶ در نزدیکی بغداد، کارگران کشف آنچه ظاهر می شود یک باتری ماقبل تاریخ، همچنین به عنوان اشکانی باتری شناخته شده است. هدف برگشت به امپراتوری اشکانی می گردد و گفته می شود ۲۰۰۰ سال قدمت دارد. باتری شامل یک شیشه خاک رس که با یک راه حل سرکه را که میله آهن احاطه شده توسط یک سیلندر مسی قرار داده بود پر شد. این دستگاه تولید ۱٫۱-۲٫۰ ولت الکتریسیته. 

شکل ۱ نشان اشکانیان باتری .

یک شیشه خاک رس از یک باتری ماقبل تاریخ دارای میله آهن احاطه شده توسط یک سیلندر مسی. هنگامی که با سرکه یا محلول الکترولیت پر شده است، شیشه تولید ۱٫۱-۲ ولت است.

البته همه دانشمندان قبول اشکانیان باتری به عنوان یک منبع انرژی است. این امکان وجود دارد که دستگاه آبکاری الکتریکی برای استفاده شد، اضافه کردن یک لایه از طلا یا سایر فلزات گرانبها به یک سطح. مصریان گفته می شود آنتیموان آبکاری بر روی مس بیش از ۴۳۰۰ سال پیش است. شواهد باستان شناسی نشان می دهد بابلی برای اولین بار کشف و استخدام یک تکنیک آبکاری در ساخت جواهرات با استفاده از یک الکترولیت بر اساس آب انگور به سرامیک گرانیت طلا ورق بود.

باتری یو پی اس:

 پارت ها، که از بغداد (حدود ۲۵۰ قبل از میلاد) حکومت می کرد، ممکن است باتری های مورد استفاده به فلز نقره . 

O NE از اولین روش برای تولید برق در دوران مدرن با ایجاد یک بار ساکن بود. در سال ۱۶۶۰، اتو وان گریکه ساخته دستگاه های الکتریکی با استفاده از یک جهان بزرگ سولفور که، هنگامی که در اثر مالش و تبدیل، جذب پر و تکه های کوچک کاغذ. Guericke توانست ثابت کند که جرقه تولید برق در طبیعت بود . 

در سال ۱۷۴۴، اوالد گئورگ فون کلیست توسعه شیشه Leyden که بار استاتیک در یک ظرف شیشه ای که با فویل فلزی در داخل و خارج از ظرف اندود شده بود ذخیره می شود. بسیاری از دانشمندان، از جمله پیتر ون Musschenbroek، استاد در لیدن، هلند، فکر می کردم که برق شبیه یک مایع است که می تواند در یک بطری دستگیر شده است. آنها نمی دانستند که این دو ورقه های فلزی با تشکیل یک خازن است. هنگامی که با ولتاژ بالا زد، شیشه Leyden داد آقایان شوک سنگین غیر قابل توصیف زمانی که آنها فویل فلزی را لمس کرد . 

باتری یو پی اس

اولین استفاده عملی از الکتریسیته ساکن در “تپانچه های برقی” که الساندرو ولتا (۱۷۴۵-۱۸۲۷) اختراع شد. او از ارائه ارتباطات از راه دور، البته تنها یک بیتی بولی فکر می کردم. یک سیم آهن پشتیبانی شده توسط قطب های چوبی بود که از کومو به میلان، ایتالیا کوک. در پایان دریافت، سیم را در یک شیشه پر شده با گاز متان خاتمه دهد. به سیگنال یک رویداد رمزی، یک جرقه الکتریکی می شود سیم ارسال به منفجر شیشه. این لینک ارتباطی هرگز ساخته شده است. شکل ۱-۲ یک رندر مداد از الساندرو ولتا را نشان می دهد .

شکل ۲:  . الساندرو ولتا، مخترع باتری الکتریکی
کشف ولتا از تجزیه آب توسط یک جریان الکتریکی پایه و اساس الکتروشیمی.
^{با کسب اجازه از Cadex}

در سال ۱۷۹۱، در حالی که کار در دانشگاه بولونیا، لوییجی گالوانی کشف کرد که عضلات از یک قورباغه را زمانی که توسط یک جسم فلزی را لمس قرارداد. این پدیده به عنوان برق حیوانات شناخته شد. موجب شده توسط این آزمایش ها، ولتا آغاز یک سری از آزمایش با استفاده از روی، سرب، قلع و آهن به عنوان صفحات مثبت (کاتد)؛ و مس، نقره، طلا و گرافیت به عنوان صفحات منفی (آند).علاقه به برق آبکاری به زودی گسترده شد .

باتری های اولیه

ولتا کشف شده در ۱۸۰۰ که مایعات خاص به یک جریان پیوسته از برق که به عنوان یک هادی استفاده می شود تولید کند. این کشف منجر به اختراع سلول ولتائیک اول، معمولا به عنوان شناخته شده باتری . ولتا به دست بیشتر که ولتاژ را افزایش می دهد زمانی که سلول های ولتائیک در بالای هر یک دیگر جمع شده بود. شکل ۳ نشان می دهد چنین  سری  اتصال .

شکل ۳: آزمایش ولتا با باتری الکتریکی در سال ۱۷۹۶٫
فلزات در یک باتری قرابت الکترون متفاوت است. ولتا متوجه شده است که پتانسیل ولتاژ فلز متفاوتی قوی تر دورتر از هم جدا اعداد میل منتقل شد.
اولین شماره در فلزات ذکر شده در زیر نشان می دهد که میل به جذب الکترون؛ دوم حالت اکسیداسیون است.
روی = ۱٫۶ / -۰٫۷۶ V
سرب = ۱٫۹ / -۰٫۱۳ V
قلع = ۱٫۸ / -۱٫۰۷ V
آهن = ۱٫۸ / -۰٫۰۴ V
مس = ۱٫۹ / ۰٫۱۵۹ V
نقره ای = ۱٫۹ / ۱٫۹۸ V
طلا = ۲٫۴ / ۱٫۸۳ V
کربن = ۲٫۵ / ۰٫۱۳ V
فلزات تعیین ولتاژ باتری. آنها با کاغذ مرطوب آغشته به نمک آب است. از هم جدا شدند
^{با کسب اجازه از Cadex}

در همان سال، ولتا کشف خود را از یک منبع مداوم برق به انجمن سلطنتی لندن منتشر شده است. دیگر آزمایش محدود به یک صفحه نمایش مختصری از جرقه که در کسری از ثانیه به طول انجامید بود. جریان بی پایان از جریان الکتریکی در حال حاضر امکان به نظر می رسید .

فرانسه یکی از اولین کشورهای به رسمیت شناختن اکتشافات ولتا بود. این در زمانی که فرانسه شد ارتفاع پیشرفت های علمی نزدیک بود. ایده های جدید را با آغوش باز استقبال شد به عنوان آنها به حمایت از دستور کار سیاسی در این کشور کمک. در یک سری از سخنرانی ها، ولتا خطاب به موسسه فرانسه. ناپلئون بناپارت در آزمایش شرکت کردند، نقاشی جرقه از باتری، ذوب یک سیم فولادی، تخلیه یک قبضه اسلحه کمری و برق و تجزیه آب به عناصر آن (شکل ۴ ).

شکل ۴: تجربیات ولتا در موسسه فرانسه

اکتشافات ولتا خیلی تحت تاثیر قرار جهان است که در ماه نوامبر ۱۸۰۰، موسسه فرانسه او را دعوت به سخنرانی در حوادث که در آن ناپلئون بناپارت شرکت کردند. ناپلئون با آزمایش کمک کرد، نقاشی جرقه از باتری، ذوب یک سیم فولادی، تخلیه یک قبضه اسلحه کمری و برق و تجزیه آب به عناصر آن .
^{با کسب اجازه از Cadex}

مرجع باتری یو پی اس
در سال ۱۸۰۰، سر همفری دیوی، مخترع لامپ ایمنی معدنچی، شروع به آزمایش اثرات شیمیایی برق و متوجه شدم که تجزیه در هنگام عبور جریان الکتریکی از مواد رخ داده است. این فرایند بعدها نامش الکترولیز .
او اکتشافات جدید با نصب بزرگترین و قدرتمند ترین باتری الکتریکی جهان در خزانه موسسه سلطنتی لندن، اتصال باتری به برق زغال چوب تولید اولین نور برق. شاهدان گزارش داد که لامپ قوسی ولتائیک خود را تولید “قوس صعودی درخشان ترین نور کنون دیده اند.”

یو پی اس
در سال ۱۸۰۲، ویلیام Cruickshank اولین باتری الکتریکی برای تولید انبوه طراحی شده است. او ورق مربع از مس با ورق های با اندازه مساوی روی به یک جعبه چوبی مستطیل شکل طولانی قرار داده و با هم لحیم مرتب شده اند. شیار را در کادر صفحات فلزی در موقعیت برگزار شد. جعبه مهر و موم شده و سپس با یک الکترولیت آب نمک یا اسید سیراب به پایین پر شده بود. این باتری های آب گرفتگی است که هنوز هم امروز با ما شباهت داشت. شکل ۵ کارگاه باتری خود را نشان می دهد .

شکل ۵: Cruickshank و اولین باتری های آب گرفتگی 

ویلیام Cruickshank، شیمیدان انگلیسی، یک باتری سلول های برق با پیوستن به صفحات روی و مس در یک جعبه چوبی پر از محلول الکترولیت ساخته شده است. این طراحی آب گرفتگی استفاده از خشک شدن نه با استفاده از حال و انرژی بیش از آرایش دیسک ولتا ارائه شده است.
^{با کسب اجازه از Cadex}

اختراع باتری قابل شارژ

در سال ۱۸۳۶، جان اف دانیل، شیمیدان انگلیسی، توسعه یک باتری بهبود یافته است که تولید فعلی استوارتر از تلاش پیش از ذخیره کردن انرژی الکتریکی. در سال ۱۸۵۹، پزشک فرانسوی گاستون پلانت اختراع اولین باتری قابل شارژ بر اساس اسید سرب، یک سیستم است که هنوز هم مورد استفاده است. تا آن زمان، همه باتری های اولیه بودند، به این معنی که آنها نمی توانند شارژ می شود .
در سال ۱۸۹۹، Waldmar Jungner از سوئد اختراع باتری نیکل کادمیوم (NiCd) که نیکل به عنوان الکترود مثبت (کاتد) و کادمیوم به عنوان منفی (آند) استفاده می شود. هزینه های مواد بالا در مقایسه با سرب استفاده از آن محدود شده است. دو سال بعد، توماس ادیسون جایگزین کادمیوم با آهن، و این باتری نامیده می شد نیکل آهن (NIFE). انرژی مخصوص کم، عملکرد ضعیف در دمای پایین و از خود ترشح بالا از موفقیت این باتری نیکل آهن محدود شده است. این بود تا ۱۹۳۲ که Schlecht و آکرمن جریان های بار بیشتری به دست آورد و طول عمر های NiCd با ابداع بشقاب قطب متخلخل بهبود یافته است. در سال ۱۹۴۷، جورج نویمان در آب بندی سلول موفق . 

باتری یو پی اس
برای سال های بسیاری، NICD تنها باتری قابل شارژ برای برنامه های کاربردی قابل حمل بود. در ۱۹۹۰s، محیط زیست در اروپا در مورد آسیب وارده که با بی دقتی های NiCd دفع نگران شدند. دستورالعمل باتری ۲۰۰۶/۶۶ / EC در حال حاضر فروش باتری های NiCd در اتحادیه اروپا به جز تخصص استفاده های صنعتی که برای آن هیچ جایگزین مناسبی است محدود می کند. جایگزین این استنیکل متال هیدرید (NIMH)، یک باتری سازگار با محیط زیست است که شبیه به NiCd به .
اکثر فعالیت های تحقیقاتی امروز گذرد بهبود سیستم های مبتنی بر لیتیوم ، برای اولین بار توسط سونی در سال ۱۹۹۱٫ علاوه بر تأمین انرژی تلفن همراه، لپ تاپ، دیجیتال تجاری دوربین، ابزار قدرت و دستگاه های پزشکی، لیتیوم یون نیز برای استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی و ماهواره . باتری دارای تعدادی از مزایای، که مهمترین آنها انرژی خود را بالا خاص، شارژ ساده، تعمیر و نگهداری پایین و بودن با محیط زیست خوش خیم .

برق از طریق مغناطیس

تولید برق از طریق مغناطیس نسبتا دیر آمد. در سال ۱۸۲۰، آندره ماری آمپر (۱۷۷۵-۱۸۳۶) متوجه شده است که سیم حامل جریان الکتریکی بودند در زمان به خود جلب، و در زمان های دیگر دفع از، یکی دیگر. در سال ۱۸۳۱، مایکل فارادی (۱۷۹۱-۱۸۶۷) نشان داد که چگونه یک صفحه مسی یک جریان ثابت از برق ارائه شده در حالی که دوار در یک میدان مغناطیسی قوی. فارادی، کمک داوی و تیم تحقیقاتی وی، در ایجاد یک نیروی الکتریکی بی پایان تا زمانی که حرکت بین یک سیم پیچ و آهنربا ادامه موفق شد. این به اختراع ژنراتور برق، و همچنین موتور الکتریکی با معکوس کردن روند منجر .

باتری یو پی اس
اندکی بعد، ترانسفورماتور ایجاد شدند که تبدیل جریان متناوب (AC) را به هر ولتاژ مورد نظر. در سال ۱۸۳۳، فارادی پایه و اساس الکتروشیمی که قانون فارادی بر اساس برقرار. آن را به الکترومغناطیس موجود در ترانسفورماتور، سلف ها و بسیاری از انواع موتورهای الکتریکی و ژنراتور و مربوط است. هنگامی که ارتباط با مغناطیس درک بود، ژنراتور بزرگ برای تولید یک جریان ثابت از برق ساخته شد. موتور دنبال آن است که حرکت مکانیکی را فعال کنید و لامپ توماس ادیسون به نظر می رسد به تسخیر تاریکی .

الکتریک:
تاسیسات برق اولیه جریان مستقیم (DC)، با محدودیت توزیع از گیاه بیش از از ۳km (~ 2 مایل) در فاصله تولید شده است. در اطراف ۱۸۸۶، آبشار نیاگارا شرکت برق ۱۰۰،۰۰۰ $ برای یک روش برای انتقال برق در یک مسافت طولانی ارائه شده است. زمانی که هیچ کس پاسخ داد، درخشان ترین ذهن جهان در لندن، انگلستان ملاقات کرد. این جایزه در نهایت به نیکولا تسلا (۱۸۵۶-۱۹۴۳)، یک مهاجر صربستان که سیستم انتقال AC ایجاد داده شد.

شکل ۶: نیکولا تسلا (۱۸۵۶-۱۹۴۳)

صربستان و آمریکا فیزیکدان، مخترع و مهندس برای متناوب سیستم های فعلی و چرخش میدان مغناطیسی شناخته شده است

سیستم های DC در ولتاژ پایین اجرا و نیاز به سیم سنگین؛ AC را می توان به ولتاژهای بالاتر برای انتقال بیش از سیم نور تبدیل و سپس برای استفاده کاهش می یابد. افراد مسن تر پشتیبانی DC در حالی که نوابغ جوان به سمت AC جذب. توماس ادیسون مرده در برابر AC تنظیم شده بود، به خطر برق گرفتگی به عنوان یک دلیل.

اختلاف ادامه داد، اما AC هنجار پذیرفته که آن نیز توسط اروپا حمایت می شد. جرج وستینگهاوس، یک مخترع و تولید کننده آمریکایی، شروع به توسعه سیستم تسلا به نارضایتی از توماس ادیسون. 

باتری یو پی اس:

در سال ۱۸۸۳، وستینگهاوس یک سیستم روشنایی برای آبشار نیاگارا با استفاده از جریان AC و به حیرت همه روشن نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال ۱۸۹۳ (شکل ۷ ایجاد ). وستینگهاوس پس از آن سه ژنراتورهای بزرگ برای تبدیل انرژی از آبشار نیاگارا به برق ساخته شده است. تکنولوژی سه فاز AC توسعه یافته توسط تسلا فعال انتقال توان الکتریکی در فاصله های بسیار دور ارزان. برق در نتیجه به بشریت به طور گسترده ای در دسترس ساخته شده به منظور بهبود کیفیت زندگی است.تاریخچه اکتشاف باتری یو پی اس

شکل ۷:  ۲۵۰،۰۰۰ لامپ روشن نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال ۱۸۹۳، همچنین به عنوان جهانی کلمبیایی نمایشگاه شیکاگو شناخته شده .
. موفقیت چراغ برق به ساختمان سه ژنراتور آبی بزرگ در آبشار نیاگارا منجر
^{: منبع بروکلین موزه بایگانی. گودیر گنجه مجموعه}

ارتباطات با سیم است که در امتداد راه آهن عمدتا توسط باتری های اولیه که مورد نیاز به جایگزینی مکرر عمل ردیف شده بود. تلکس، یک ابزار اولیه برای انتقال داده ها، دیجیتال در که باتری فعال یک سری از رله بود. قیمت برای ارسال یک پیام بر روی تعداد کلیک رله مورد نیاز بود . تاریخچه اکتشاف باتری یو پی اس

در اواسط ۱۸۰۰s، تلگراف شغلی جدید برای مرد جوان، زرنگ را باز کرد. کارکنان عامل این دستگاه به طبقه متوسط رو به رشد نقل مکان کرد، به دور از آسیاب و معادن بر دوش با کار، خاک و خطر حذف خواهند شد. نجیب زاده فولاد اندرو کارنگی روزهای اولیه خود را به عنوان یک پیامبر تلگراف به یاد می آورد: آلفرد هیچکاک کار خود را به عنوان یک برآوردگر قبل از تبدیل شدن یک تصویرگر آغاز شده . تاریخچه اکتشاف باتری یو پی اس

اختراع لوله خلاء الکترونیکی در ۱۹۰۰s اولیه تشکیل گام بعدی قابل توجهی به سوی تکنولوژی بالا است. این نوسانگر فرکانس، تفصیلات سیگنال و سوئیچینگ دیجیتال را فعال کنید. این امر منجر به رادیو و تلویزیون در ۱۹۲۰s و اولین کامپیوتر دیجیتال، به نام انیاک، در سال ۱۹۴۶٫ کشف این ترانزیستور در سال ۱۹۴۷ راه را برای ورود از مدار مجتمع ۱۰ سال بعد را هموار کرد، و ریز پردازنده که در عصر اطلاعات طلیعه . این را برای همیشه به روش زندگی ما و کار را تغییر. تاریخچه اکتشاف باتری یو پی اس

بشریت وابسته به برق تبدیل شده است و با افزایش تحرک، مردم نسبت به قابل حمل قدرت شامل باتری جذب. به عنوان باتری را بهبود می بخشد بیشتر، وظایف بیشتر خواهد شد ممکن است با این منبع قدرت قابل حمل ساخته شده . تاریخچه اکتشاف باتری یو پی اس