Если современный город отключить хотя бы на час от электроснабжения, то в нём неизбежно возникнет ситуация, для обозначения которой самым мягким словом будет - коллапс. И это неизбежно, до такой степени электричество вошло в повседневную жизнь. Невольно возникает вопрос - как же наши предки на протяжении тысячелетий обходились без этого вида энергии? Неужели они были абсолютно лишены её потенциала? Вот на этот вопрос у исследователей нет однозначного ответа.
Находка, сделанная в предместье Багдада
Принято считать, что человечество познакомилось с электрическим током лишь во второй половине XVIII столетия, а произошло это благодаря двум неуёмным итальянцам, посвятившим свои жизни изучению физических явлений - Луиджи Гальвани и его преемнику Александру Вольту. Именно благодаря этим людям сегодня бегут по рельсам электропоезда, зажигается свет в наших домах, у соседей в поздний час начинает грохотать перфоратор.
Однако эта не подлежавшая сомнению истина была поколеблена находкой, сделанной в 1936 году австрийским археологом Вильгельмом Кёнингом в окрестностях Багдада и получившей название багдадская батарейка. История умалчивает о том, сам ли исследователь копался в земле, или попросту купил артефакт у местных «чёрных археологов». Последнее даже кажется более вероятным, так как в противном случае могли быть обнаружены ещё какие-то любопытные вещи, но мир узнал лишь об одной уникальной находке.
Благодаря Вильгельму Кёнингу человечество обрело удивительный артефакт, внешне напоминавший древний песочного цвета, высота которого не превышала пятнадцати сантиметров, а возраст, судя по всему, равнялся двум тысячелетиям. Горлышко находки было запечатано смоляной пробкой, над которой виднелись остатки выступавшего из неё металлического стержня, за долгое время почти полностью уничтоженного коррозией.
Удалив смоляную пробку и заглянув внутрь, исследователи обнаружили там тонкий медный лист, свёрнутый трубкой. Его длина была девять сантиметров, а диаметр равнялся двадцати пяти миллиметрам. Именно через него был пропущен металлический стержень, нижним концом не доходивший до дна, а верхним выходивший наружу. Но самое странное заключалось в том, что вся эта конструкция удерживалась в воздухе, надёжно заизолированная смолой, покрывавшей дно сосуда и закупоривавшей горловину.
Как эта штука могла действовать?
Теперь вопрос ко всем, кто добросовестно посещал уроки физики: на что это похоже? Вильгельм Кёнинг нашёл на него ответ, ведь он не был из числа прогульщиков - это для получения электричества, или, проще говоря, багдадская батарея!
Сколь безумной ни казалась бы эта идея, но её было трудно оспорить. Достаточно провести несложный опыт. Необходимо заполнить сосуд электролитом, в качестве которого вполне может подойти виноградный или лимонный сок, а также уксус, хорошо известный в древности.
Поскольку раствор будет полностью покрывать не соприкасающиеся между собой, металлический стержень и медную трубку, то между ними возникнет разность потенциалов и непременно появится электрический ток. Всех сомневающихся отсылаем к учебнику физики за восьмой класс.
Ток действительно идёт, ну а дальше?
После этого древнему электрику оставалось лишь позаботиться о том, чтобы багдадская батарейка была соединена проводами с каким-нибудь подходящим потребителем энергии - скажем, торшером, сделанным из листьев папируса. Впрочем, это мог быть и простой уличный фонарь.
Предвидя возражения скептиков по поводу того, что для любого осветительного прибора нужна как минимум одна лампочка, приведём аргументы сторонников этой, на первый взгляд, фантастической идеи, и выясним, могли ли люди, жившие задолго до нашей эры, создать лампу накаливания, без которой древняя багдадская батарейка теряла всякий смысл?
Как могла выглядеть лампочка, сделанная в Древнем Египте?
Оказывается, и это не исключено, по крайней мере, со стеклом проблем у них не должно было возникнуть, ведь, по данным науки, его изобрели пять тысяч лет назад древние египтяне. Известно, что ещё задолго до появления пирамид, на берегах Нила, нагревая до высоких температур смесь песка, содовой золы и извести, стали получать стекловидную массу. Несмотря на то что вначале её прозрачность оставляла желать лучшего, со временем, а его до нашей эры было достаточно, процесс усовершенствовали, и в результате стали получать стекло, близкое к его современному виду.
Сложнее обстоит дело с нитью накаливания, но и тут оптимисты не сдаются. В качестве главного аргумента они приводят загадочный рисунок, обнаруженный на стене египетской гробницы (фото с него приводится в нашей статье). На нём древний художник изобразил предмет весьма похожий на современную лампу, внутри которой отчётливо видно нечто, напоминающее эту самую нить. Ещё большую убедительность рисунку придаёт изображение шнура, подведённого к лампе.
Если не лампа, то что же?
На возражения скептиков оптимисты отвечают: "Согласны, на рисунке может быть изображена вовсе не лампочка, а некий фрукт, выращенный древними мичуринцами, но, как тогда объяснить, почему на потолках помещений, где мастера расписывали стены, не обнаружено следов копоти от или факелов? Ведь в пирамидах окон не было, и солнечный свет в них не проникал, а работать в полной темноте невозможно".
Значит, имелся какой-то неизвестный нам источник света. Впрочем, даже если и не было у древних никаких лампочек, это совсем не означает, что багдадская батарейка, описание которой приведено выше, не могла использоваться по какому-то иному назначению.
Ещё одна любопытная гипотеза
В древнем Иране, на территории которого была сделана сенсационная находка, нередко использовали медную посуду, покрытую тончайшим слоем серебра или золота. От этого она выигрывала с эстетической точки зрения и становилась экологически более чистой, так как благородные металлы имеют свойство убивать микробы. Но нанести такое покрытие можно только электролитическим методом. Только он придаёт изделию идеальный вид.
Эту гипотезу взялся доказать немецкий учёный-египтолог Арне Эггебрехт. Изготовив десять сосудов, точно таких же, как багдадская батарейка, и заполнив их солевым раствором золота, он сумел за несколько часов покрыть ровным слоем благородного металла специально предназначенную для опыта медную статуэтку Осириса.
Аргументы скептиков
Однако справедливости ради необходимо выслушать доводы и противной стороны - тех, кто считает электрификацию Древнего мира выдумкой досужих мечтателей. В их арсенале имеются, главным образом, три весомых аргумента.
Прежде всего они довольно резонно замечают, что если бы багдадская батарейка действительно была гальваническим элементом, то в неё периодически необходимо было добавлять электролит, а конструкция, при которой горловина залита смолой, этого не позволяла. Таким образом, батарея становилась устройством одноразового пользования, что само по себе маловероятно.
Кроме того, скептики указывают на то, что если багдадская батарейка - это действительно прибор для получения электричества, то среди находок археологов неизбежно должны были встречаться всевозможные сопутствующие атрибуты, такие как провода, проводники и так далее. В действительности же ничего подобного обнаружить не удалось.
И, наконец, самым сильным аргументом можно считать указание на то, что до сих пор в памятниках древней письменности не упоминалось об использовании каких-либо электрических приборов, что было бы неизбежно при их массовом применении. Отсутствуют также их изображения. Исключение составляет лишь древнеегипетский рисунок, о котором рассказывалось выше, но он не имеет однозначного толкования.
Так что же это такое?
Так для какой же цели была создана багдадская батарейка? Назначение этого интригующего артефакта противники электрической теории объясняют крайне прозаически. По их мнению, она служила всего лишь местом хранения древних папирусных или пергаментных свитков.
В своём утверждении они опираются на то, что в незапамятные времена свитки действительно было принято хранить в глиняных или керамических сосудах, похожих на этот, правда, не запечатывая горловину смолой и не наматывая их на металлические стержни. Назначение же медной трубки они и вовсе не в состоянии объяснить. Непонятна также и судьба самого свитка, якобы хранившегося внутри. Не мог же он сгнить настолько, что не оставил после себя никаких следов.
Артефакт, не пожелавший открыть свою тайну
Увы, но тайны багдадской батарейки до сего дня остаются неразгаданными. В результате экспериментов удалось установить, что прибор подобной конструкции действительно способен вырабатывать ток напряжением полтора вольта, но это отнюдь не доказывает, что находка Вильгельма Кёнинга использовалась именно таким образом. Сторонников электрической теории очень мало, ведь она противоречит официальным данным науки, а каждый, кто на них покусится, рискует прослыть неучем и шарлатаном.
Следует знать, что различные типы аккумуляторов обладают разными особенностями, которые не позволяют однозначно назвать "лучший" тип аккумулятора.
Можно говорить только о лучшей применимости различных типов аккумуляторов в разных условиях. Так, например, современные "кальциевые" аккумуляторы обладают низким саморазрядом, не требуют никакого обслуживания, однако не терпят глубоких разрядов, например, при коротких поездках в зимние морозы, или длительной стоянке автомобиля. Напротив, для "обслуживаемых" (практически не производятся) и "малообслуживаемых" аккумуляторов глубокий разряд не столь губителен, но такие типы аккумуляторов требуют доливки дистиллированной воды (при исправном электрооборудовании и среднем пробеге - примерно 1 раз в 4-7 месяцев). Дистиллированную воду можно купить в аптеке или на автозаправочных станциях.
- С понижением температуры падает и способность аккумулятора "принимать заряд". Поэтому короткие поездки в зимние морозы, особенно с фарами, могут довольно быстро привести к полному разряду даже абсолютно исправного аккумулятора. Это приводит не только к невозможности запуска мотора, но и к сокращению срока службы аккумулятора, особенно "кальциевого".
- Зимой аккумулятор рекомендуется периодически снимать с автомобиля и заряжать зарядным устройством после согревания на воздухе до положительной температуры. Согревать холодный аккумулятор в горячей воде нежелательно по причине возможного частичного осыпания активной массы пластин из-за быстрых температурных деформаций.
- В среде автомобилистов распространен миф о том, что перед пуском двигателя в мороз полезно «прогреть» АКБ непродолжительным включением дальнего света. Это заблуждение пришло из 70-80х годов, когда технологии производства АКБ были не на высоте, и для активизации химических процессов в активной массе действительно необходимо было разбудить батарею (именно разбудить, а не прогреть, поскольку реакция разряда эндотермическая). Для современного аккумулятора этот способ неактуален, поскольку сульфатации пластин не происходит, ведь стартерные батареи специально предназначены для быстрой отдачи больших токов. Кроме того, сила тока, потребляемая фарами дальнего света (порядка 10 А) на порядок меньше силы тока, потребляемой стартером в момент пуска (порядка 200-300 А в заторможенном состоянии). Кроме того, сила отдаваемого аккумулятором тока возрастает не одномоментно, а постепенно, поскольку с нагрузкой возрастает и сопротивление. Сначала преодолевается внутреннее сопротивление АКБ, затем сопротивление проводов, тягового реле, ЭДС самоиндукции обмоток стартера, и только потом ток достигает пикового значения, после чего (при исправной АКБ) даже снижается.
- Также имеет место быть другой миф, о недопустимости установки на автомобиль аккумулятора с повышенной емкостью. Заблуждение касается того факта, что при большей ёмкости АКБ якобы не будет успевать заряжаться. Однако, энергия, потраченная на пуск двигателя, не зависит от ёмкости, поэтому при исправном генераторе будет восполнена в АКБ за одно и то же время. Также опасение у некоторых вызывает возможность сгорания стартера, однако потребленный стартером ток также не зависит от ёмкости АКБ, а только от его внутреннего сопротивления и условий пуска. Для районов с суровыми зимами рекомендуется установка АКБ повышенной ёмкости. При этом аккумулятор способен будет отдать больший ток при пуске, увеличивается количество попыток пуска, уменьшается относительный разряд батареи, что увеличивает надёжность и продлевает срок службы.
- Однако, следует иметь ввиду, что аккумулятор большей ёмкости (нежели штатный) требует и большего времени для полной зарядки, если он сильно разряжен. А это случается зимой довольно часто, так как такой аккумулятор позволяет долго крутить стартер. Также, чем больше ёмкость, тем желательнее больший зарядный ток. Особенностью свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они сильно снижают свой ресурс, если заряжены не на 100%, вследствие возникающей необратимой сульфатации. Поэтому, если в зимнее время аккумулятор с большей ёмкостью будет всё-таки сильно разряжен долгими попытками пуска, то вероятность выхода его из строя будет выше из-за нехватки времени на полный восстановительный заряд, что в ряде случаев усугубится также недостаточно сильным током, выдаваемым штатным генератором, особенно в режиме холостого хода. Следовательно, для продления ресурса аккумулятора большей ёмкости зимой следует его периодически снимать, отогревать и заряжать. Иначе, постоянно недозаряженный аккумулятор прослужит не долго, и единственным плюсом его применения будет увеличенное время прокрутки мотора и величина стартового тока, которые начнут неуклонно уменьшаться вследствие сульфатации, вплоть до полной непригодности аккумулятора.
- Крайне нежелательно заменять аккумулятор при работающем двигателе, поскольку связанные с отключением и подключением аккумулятора скачки напряжения могут вывести из строя электрооборудование автомобиля. При необходимости замены аккумулятора при работающем двигателе, для минимизации скачка напряжения необходимо перед отключением аккумулятора включить в автомобиле максимальное количество электроприборов (фары, мотор "печки", магнитолу, обогрев заднего стекла и т.д.). Подключение каждой клеммы должно производиться быстро, без многократного касания клеммой вывода аккумулятора. Обороты двигателя не должны превышать холостых. В идеале отключаемый, подключаемый аккумуляторы и клеммы автомобиля необходимо временно соединить параллельно проводами, после чего отсоединить все провода от отключаемого аккумулятора, установить подключаемый, одеть на него клеммы, и в самом конце отсоединить временные провода от клемм автомобиля и от подключенного аккумулятора. Таким образом достигается заведомо постоянное соединение какой-либо из АКБ, и практически нивелируются нежелательные скачки напряжения.
- При севшем аккумуляторе, т. н. «прикуривание» от другой автомашины необходимо осуществлять с тщательным соблюдением определенного набора правил, определяемых производителем автомобиля. Нарушение этих правил может оказаться причиной выхода из строя оборудования или даже взрыва АКБ.
В каждом автомобиле трудится аккумуляторная батарея. Без нее автомобиль просто тонна металла, неспособная сдвинуться с места. Мы постарались собрать 10 самых интересных фактов об автомобильном аккумуляторе. Итак, знаете ли вы что..
1. Напряжение 12 Вольт, указанное на корпусе автомобильного аккумулятора , на самом деле соответствует состоянию критически разряженной батареи. Полностью заряженная имеет напряжение 12,7 Вольт.
2. Токовыводы АКБ делают разной толщины, для того чтобы невозможно было перепутав полярность, подключить клеммы в авто и сжечь процессор.
3. Рабочая емкость всегда ниже номинальной на 15-25%. Вы никогда без нанесения ущерба батарее не выкачаете всю номинальную емкость. Почему? Технологии изготовления АКБ шагнули вперед. На смену сурьмянистым, пришли кальциевые и гибридно-кальциевые аккумуляторы, а методы измерения емкости разрядом до напряжения 10,5 Вольт по ГОСТу остались с 50-х годов. Современные АКБ не переносят разрядов ниже 11,5-12,0 Вольт.
4. "Необслуживаемых" батарей, у которых вода не растрачивается при эксплуатации, не существует в природе. Это слово - маркетинговый ход производителей аккумуляторов. Вода участвует во всех реакциях протекающих в аккумуляторе: разряде и заряде. Этот процесс называется электролизом. Вода разлагается на кислород и водород. Водород покидает батарею через вентиляционные отверстия, а кислород вступает в реакцию с положительными электродами, окисляя их. Воду необходимо доливать минимум раз в год! АКБ без отверстий для долива воды, имеют запрограммированное ограничение срока эксплуатации: когда уровень электролита достигнет отметки min.
5. Лабиринты в крышках АКБ существуют для того, чтобы водород мог беспрепятственно покидать батарею, а электролит при наклоне аккумулятора задерживался и не выплескивался через вентиляционное отверстие.
6. Аккумулятор химический источник тока и на него действует закон Аррениуса о влиянии температуры на скорость протекания реакций. Зимой аккумулятор хуже усваивает и отдает заряд.
7. "Суперсовременные" аккумуляторы гелевые и AGM были изобретены в 20-х годах прошлого столетия.
8. В инструкциях по обслуживанию и зарядке даже очень известных производителей сохранились "странные" советы, которым ни в коем случае не нужно следовать. Например завершать зарядку 1-3 часовым поддержанием напряжения 16 Вольт. Напомним, что максимально напряжение заряда свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора 14,4 Вольта. Выше - напряжение мощного электролиза воды.
9. Непонятно зачем даты производства своих батарей все производители зашифровывают.
10. Современные батареи действительно служат гораздо меньше, чем их предшественники из 90-х; однако нынешние аккумуляторы обладают гораздо более высокими токовыми характеристиками.
1. Основу создания элементов питания в 1800 году заложил итальянский физик Алессандро Вольта. Он соединил проволокой медную и цинковую пластины, а затем погрузил их в емкость с кислотой. Вольта установил, что между пластинами создается поток электричества. Пригодная для массового производства батарея была создана в 1802 году. Она представляла собой листы меди и цинка одинакового размера, которые были спаяны между собой на концах. Эта конструкция была помещена в деревянную коробку, наполненную кислотой или морской водой и запечатанную цементом.
2. Первый аккумулятор, который можно было перезаряжать, создал в 1859 году французский ученый Гастон Плантэ. В гальваническом элементе, который он разработал, функцию электродов выполняли свинцовые пластины, а в качестве электролита использовалась серная кислота.
3. Невозможно найти лучший аккумулятор на все случаи жизни. Каждый тип аккумулятора обладает набором характеристик (емкость, срок службы, потребность в обслуживании и т.п.), которые в определенной ситуации могут быть важны или бесполезны. В каждом конкретном случае оптимальным будет аккумулятор определенного типа.
4. Не стоит менять аккумулятор при работающем двигателе. Отключение и подключение АКБ вызывает перепады напряжения, которые способны вызвать неполадки в работе электрооборудования автомобиля.
5. Разогревать аккумулятор зимой бесполезно. В свое время было принято «будить» АКБ при помощи включения фар. Технология изготовления аккумуляторов изменилась, а традиция (теперь уже бесполезная) осталась. Современные АКБ, в отличие от батарей предыдущего поколения, отдают максимальную энергию при запуске двигателя, а при простое не происходит сульфация пластин, поэтому нет необходимости их «будить».
6. Зимой может сесть даже новый заряженный аккумулятор на регулярно используемом автомобиле. При низких температурах батарея принимает заряд хуже, чем в теплое время года. По этой причине исправный аккумулятор зимой может сесть, особенно если автомобиль используется для коротких поездок по городу, когда обороты двигателя не превышают 3 тыс.
7. Во время холодов аккумулятор нужно периодически снимать и заряжать. Перед зарядкой его следует оставить на некоторое время в теплом помещении, но не нагревать в воде, поскольку из-за быстрой смены температур может осыпаться активная масса пластин.
8. Если внезапно разрядился стартерный аккумулятор вашего автомобиля, не стоит отчаиваться и переживать. Конечно, ситуация не самая приятная, с севшей батареей вы никуда не уедете. Но этот вопрос можно решить предельно просто и быстро. Наиболее доступный и верный вариант – использовать специальные пусковые устройства, которые благодаря наличию функции пуска, могут завести мотор даже с целиком севшим авто аккумулятором под капотом. Если специального прибора у вас в наличии по тем или иным причинам нет, то нужно искать другие подручные варианты. Например, можно просто попросить «прикурить» у соседа по гаражу, или найти крепких парней, которые запустят вас с «толкача».
В идеале, этого следует избегать и не допускать ни при каких условиях полного отказа АКБ. Каждый авто аккумулятор – это надежный восполнимый источник электроэнергии. Поэтому время от времени можно проводить зарядку, если делать это вовремя, то АКБ будет работать без сбоев и каких-либо проблем очень долго.
Однако, если по неосторожности вы допустите полный глубокий разряд, помочь вам смогут только в сервисе при помощи мощного пуско-зарядного устройства. Эти приборы могут подавать ток большой величины на аккумулятор, заводя мотор, даже если батарея разряжена на все 100%. Сейчас в магазинах предлагают широкий ассортимент зарядных и пуско-зарядных устройств разных типов. ПЗУ может запустить бензиновый двигатель всего за пару минут. Только не стоит забывать о том, что после подобного пуска, даже если он был успешен, по окончанию поездки рекомендуется все же снять аккумулятор, чтобы провести полноценный заряд. На это обычно требуется не менее 12 часов. Для современных необслуживаемых батарей лучше использовать более современные автоматические импульсные ЗУ, они имеют все необходимые защиты и подходят для работы с АКБ всех типов.
Если даже после нескольких зарядок аккумулятор больше не способен гарантировать стабильный пуск двигателя, это свидетельствует, что он вышел из строя и полностью исчерпал свой рабочий ресурс. В этом случае вам потребуется замена, все знают, что купить автомобильный аккумулятор в Киеве легко в любом из специализированных авто магазинов. Вы также можете заказать нужную батарею через интернет, этот вариант может быть более доступен по цене, да и ассортимент в он-лайн магазинах часто больше. Не забывайте при покупке выбирать аккумулятор с учетом технических особенностей легкового авто.
Каждый раз, покупая батарейки, я задумывался: какие лучше. Есть много батареек приблизительно по одной цене, есть дешёвые батарейки, продающиеся только в определенных магазинах — Ikea, FlexPower, Окей, есть дорогие батарейки Duracell, Energizer. Всегда ли дорогие батарейки лучше дешёвых?
Я давно хотел сравнить батарейки, и наконец-то я это сделал:
Для испытаний использовался iMAX B6. Каждая батарейка разряжалась током 0.2А до тех пор, пока могла выдать такой ток. Для подтверждения результатов я протестировал по два экземпляра некоторых батареек. Мои эксперименты заняли почти два месяца, ведь на тестирование каждой батарейки уходило около десяти часов. Все результаты в таблице.
Измеренная ёмкость батареек в миллиампер-часах. Напряжение замерялось на батарейке через две минуты после начала теста. После того, как батарейка «сдохла» она оставлялась на некоторое время (обычно полчаса) и тест проводился ещё раз, при этом она отдавала ещё некоторое количество энергии — «Ёмкость 2». Стоимость одного ампер-часа указана в последней колонке.
Более наглядно результаты выглядят на диаграмме.
Upd.: Табличка, отсортированная по стоимости ампер-часа показывает, какие батарейки самые выгодные.
1. Обычные батарейки Duracell и Energizer покупать бессмысленно. Они ничем не лучше батареек, которые дешевле в 2-4 раза.
2. Duracell Turbo Max за 38 рублей штука конечно хорошие батарейки, но не настолько, сколько за них просят.
3. Ёмкость солевых батареек втрое меньше, чем у самых дешёвых щелочных (алкалиновых).
4. Трофи, Окей — не очень хорошие батарейки.
5. Duracell лучше, чем Energizer. :)
6. GP, Фотон, Эра, Космос — хорошие батарейки, разница в ёмкости у которых меньше 10%.
7. Самые выгодные батарейки — Ikea и FlexPower, но они продаются только в магазинах Икеа и Ф-центр соответственно.
8. Ёмкость батареек AAA почти втрое меньше, чем АА.
9. Возможно в определенных условиях (например при разряде большими токами) дорогие батарейки Duracell могут быть более эффективны, чем при разряде средним током, но вряд ли их ёмкость будет настолько же выше, тех же Ikea, насколько выше их цена (в 5.5 раз).
И немножко бекстейджа моей эпопеи.
Участники:
Я хотел ещё сравнить батарейки FlexPower и Duracell Turbo Max при больших импульсных токах, для этого я взял старый фотоаппарат Canon и решил посчитать, сколько кадров со вспышкой он сможет сделать. Я предполагал, что будет кадров сто, но с батарейками FlexPower получилось целых 500 кадров, поэтому с Duracell я даже не стал пробовать — слишком долго и муторно.
