Pin được phát minh vào năm nào : Một trong những khám phá mới lạ và đáng chú ý nhất trong 400 năm qua là điện. Chúng ta có thể hỏi, “Điện đã có từ lâu chưa?” Câu trả lời là có, và có lẽ lâu hơn nữa. Việc sử dụng thực tế của nó chỉ được chúng ta sử dụng kể từ giữa đến cuối những năm 1800, và lúc đầu theo một cách hạn chế. Một số công trình công cộng sớm nhất thu hút được sự chú ý là đèn đường ở Berlin vào năm 1882, thắp sáng Hội chợ Thế giới Chicago năm 1893 với 250.000 bóng đèn và chiếu sáng một cây cầu bắc qua sông Seine trong Hội chợ Thế giới Paris 1900.
Việc sử dụng điện có thể quay trở lại xa hơn. Trong khi xây dựng một tuyến đường sắt vào năm 1936 gần Baghdad, các công nhân đã phát hiện ra thứ dường như là một khối pin thời tiền sử, còn được gọi là Pin Parthia. Vật thể có từ thời đế chế Parthia và được cho là 2.000 năm tuổi. Pin bao gồm một lọ đất sét chứa đầy dung dịch giấm, trong đó cắm một thanh sắt bao quanh một hình trụ bằng đồng. Thiết bị này tạo ra điện từ 1,1 đến 2,0 vôn. Hình 1 minh họa Pin Parthian . Liệu đây đã là câu trả lời cho Pin được phát minh vào năm nào ?
 |
. |
Hình 1: Pin Parthian.
Một bình đất sét hình cục pin thời tiền sử chứa một thanh sắt được bao quanh bởi một hình trụ bằng đồng. Khi đổ đầy giấm hoặc dung dịch điện phân, bình tạo ra từ 1,1 đến 2 vôn.
Không phải tất cả các nhà khoa học đều chấp nhận Pin Parthia như một nguồn năng lượng. Có thể thiết bị đã được sử dụng để mạ điện, thêm một lớp vàng hoặc các kim loại quý khác lên bề mặt. Người Ai Cập được cho là đã mạ điện antimon lên đồng hơn 4.300 năm trước. Bằng chứng khảo cổ học cho thấy người Babylon là những người đầu tiên khám phá và sử dụng kỹ thuật mạ vàng trong sản xuất đồ trang sức bằng cách sử dụng chất điện phân dựa trên nước nho để làm đồ đá bằng vàng. Người Parthia, những người cai trị Baghdad (khoảng năm 250 trước Công nguyên), có thể đã sử dụng pin để mạ điện bạc .
One trong số các phương pháp sớm nhất để tạo ra điện trong thời hiện đại là bằng cách tạo ra một điện tích tĩnh. Vào năm 1660, Otto von Guericke đã chế tạo một máy điện bằng cách sử dụng một quả cầu lưu huỳnh lớn, khi cọ xát và quay, sẽ hút các lông vũ và các mảnh giấy nhỏ. Guericke đã có thể chứng minh rằng các tia lửa điện được tạo ra có bản chất là điện .
Năm 1744, Ewald Georg von Kleist đã phát triển bình Leyden lưu trữ điện tích tĩnh trong một bình thủy tinh được lót bằng lá kim loại ở bên trong và bên ngoài bình chứa. Nhiều nhà khoa học, trong đó có Peter Musschenbroek, giáo sư tại Leiden, Hà Lan, nghĩ rằng điện giống như một chất lỏng có thể được giữ lại trong một cái chai. Họ không biết rằng hai lá kim loại đã tạo thành một tụ điện. Khi được sạc bằng điện áp cao, chiếc bình Leyden đã khiến các quý ông bị sốc nặng không thể giải thích được khi họ chạm vào lá kim loại .
Ứng dụng thực tế đầu tiên của tĩnh điện là “súng lục điện” mà Alessandro Volta (1745–1827) đã phát minh ra. Anh ta nghĩ đến việc cung cấp thông tin liên lạc đường dài, mặc dù chỉ có một bit Boolean. Một sợi dây sắt được hỗ trợ bởi các cọc gỗ đã được xâu từ Como đến Milan, Ý. Ở đầu nhận, dây dẫn sẽ kết thúc trong một cái lọ chứa đầy khí mêtan. Để báo hiệu một sự kiện được mã hóa, một tia lửa điện sẽ được gửi qua dây dẫn để kích nổ bình. Liên kết thông tin liên lạc này chưa bao giờ được xây dựng. Hình 1-2 cho thấy bản vẽ bằng bút chì của Alessandro Volta .
 |
| Hình 2: Alessandro Volta, người phát minh ra pin điện. Khám phá của Volta về sự phân hủy nước bằng dòng điện đã đặt nền tảng của điện hóa học. Được phép của Cadex |
Năm 1791, khi đang làm việc tại Đại học Bologna, Luigi Galvani phát hiện ra rằng cơ của ếch sẽ co lại khi bị một vật kim loại chạm vào. Hiện tượng này được gọi là điện động vật. Được thúc đẩy bởi những thí nghiệm này, Volta đã khởi xướng một loạt thí nghiệm sử dụng kẽm, chì, thiếc và sắt làm bản cực dương (cực âm); và đồng, bạc, vàng và than chì làm bản cực âm (cực dương). Mối quan tâm đến điện galvanic nhanh chóng trở nên phổ biến .
Pin đầu tiên – Pin được phát minh vào năm nào
Năm 1800, Volta phát hiện ra rằng một số chất lỏng nhất định sẽ tạo ra dòng điện liên tục khi được sử dụng làm chất dẫn điện. Khám phá này dẫn đến việc phát minh ra tế bào điện áp đầu tiên, thường được gọi là pin . Volta đã tìm hiểu thêm rằng điện áp sẽ tăng lên khi các tế bào điện áp được xếp chồng lên nhau. Hình 3 minh họa một ví dụ loạt kết nối .
 Các kim loại bạc (A) và kẽm (Z) được nhúng vào cốc chứa đầy chất điện phân và mắc nối tiếp
|
| Hình 3: Thí nghiệm của Volta với pin điện năm 1796. Các kim loại trong pin có ái lực electron khác nhau. Volta nhận thấy rằng hiệu điện thế của các kim loại khác nhau trở nên mạnh hơn khi các số ái lực di chuyển ra xa nhau. Số đầu tiên trong các kim loại được liệt kê dưới đây chứng tỏ ái lực hút electron; thứ hai là trạng thái oxy hóa. Kẽm = 1,6 / -0,76 V Các kim loại xác định điện áp của pin; chúng được tách ra bằng giấy ẩm ngâm trong nước muối. |
Cùng năm, Volta đã công bố khám phá của mình về nguồn điện liên tục cho Hiệp hội Hoàng gia London. Các thí nghiệm không còn giới hạn trong một màn trình diễn ngắn ngủi của tia lửa kéo dài trong một phần giây; một dòng điện vô tận bây giờ dường như có thể .
Pháp là một trong những quốc gia đầu tiên chính thức công nhận những khám phá của Volta. Đây là thời kỳ mà nước Pháp đang đạt đến đỉnh cao của những tiến bộ khoa học. Những ý tưởng mới đã được hoan nghênh với vòng tay rộng mở vì chúng giúp hỗ trợ chương trình nghị sự chính trị của đất nước. Trong một loạt các bài giảng, Volta đã phát biểu trước Viện Pháp. Napoléon Bonaparte đã tham gia vào các thí nghiệm, tạo ra tia lửa điện từ pin, làm nóng chảy một dây thép, phóng ra một khẩu súng lục điện và phân hủy nước thành các phần tử của nó (Hình 4 ).
Hình 4: Các thí nghiệm của Volta tại Viện Pháp. |
Năm 1800, Sir Humphry Davy, người phát minh ra đèn an toàn của thợ mỏ, bắt đầu thử nghiệm các tác động hóa học của điện và phát hiện ra rằng sự phân hủy xảy ra khi cho dòng điện chạy qua các chất. Quá trình này sau đó được gọi là điện phân .
Ông đã có những khám phá mới bằng cách lắp đặt pin điện lớn nhất và mạnh nhất thế giới trong hầm của Viện Hoàng gia London, kết nối pin với các điện cực than để tạo ra ánh sáng điện đầu tiên. Các nhân chứng kể lại rằng chiếc đèn hồ quang volta của ông đã tạo ra “vòm ánh sáng đi lên rực rỡ nhất từng thấy”.
Năm 1802, William Cruickshank đã thiết kế pin điện đầu tiên để sản xuất hàng loạt. Người đó xếp những tấm đồng hình vuông với những tấm kẽm có kích thước bằng nhau đặt thành một hộp gỗ dài hình chữ nhật rồi hàn lại với nhau. Các rãnh trong hộp giữ các tấm kim loại ở đúng vị trí. Sau đó, hộp kín được đổ đầy chất điện phân gồm nước muối, hoặc axit khử nước. Điều này tương tự như pin ngập nước vẫn còn với chúng ta ngày nay. Hình 5 minh họa xưởng sản xuất pin của . Và đây có lẽ là người đã giải đáp cho chúng ta Pin được phát minh vào năm nào.
Hình 5: Cruickshank và bình ắc quy ngập đầu tiên. |
Phát minh ra pin có thể sạc lại – Pin được phát minh vào năm nào
Năm 1836, John F. Daniell, một nhà hóa học người Anh, đã phát triển một loại pin cải tiến tạo ra dòng điện ổn định hơn so với những nỗ lực lưu trữ năng lượng điện trước đó. Năm 1859, bác sĩ người Pháp Gaston Planté đã phát minh ra pin sạc đầu tiên dựa trên axit chì, một hệ thống vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Cho đến lúc đó, tất cả các loại pin đều là pin sơ cấp, có nghĩa là chúng không thể được sạc lại .
Năm 1899, Waldmar Jungner đến từ Thụy Điển đã phát minh ra pin niken-cadmium (NiCd) sử dụng niken làm điện cực dương (cực âm) và cadimi làm cực âm (cực dương). Chi phí vật liệu cao so với chì hạn chế việc sử dụng nó. Hai năm sau, Thomas Edison thay thế cadimi bằng sắt, và loại pin này được gọi là niken-sắt(NiFe). Năng lượng riêng thấp, hiệu suất kém ở nhiệt độ thấp và khả năng tự phóng điện cao đã hạn chế sự thành công của pin niken-sắt. Mãi đến năm 1932, Schlecht và Ackermann mới đạt được dòng tải cao hơn và cải thiện tuổi thọ của NiCd bằng cách phát minh ra tấm cực thiêu kết. Năm 1947, Georg Neumann đã thành công trong làm kín các cell pin .
Trong nhiều năm, NiCd là pin sạc duy nhất cho các ứng dụng di động. Vào những năm 1990, các nhà bảo vệ môi trường ở châu Âu đã lo ngại về tác hại có thể xảy ra khi NiCd được xử lý bất cẩn. Chỉ thị về pin 2006/66 / EC hiện hạn chế việc bán pin NiCd ở Liên minh Châu Âu ngoại trừ mục đích sử dụng công nghiệp đặc biệt mà không có sản phẩm thay thế nào phù hợp. Thay thế là niken-kim loại-hyđrua(NiMH), một loại pin thân thiện với môi trường hơn, tương tự như NiCd .
Hầu hết các hoạt động nghiên cứu ngày nay đều xoay quanh việc cải tiến các hệ thống dựa trên lithium , được Sony thương mại hóa lần đầu tiên vào năm 1991. Bên cạnh việc cung cấp năng lượng cho điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số, dụng cụ điện và thiết bị y tế, Li-ion còn được sử dụng cho xe điện và vệ tinh . Pin có một số lợi ích, đáng chú ý nhất là năng lượng cụ thể cao, sạc đơn giản, bảo trì thấp và lành tính với môi trường .
Điện học qua từ tính
Việc tạo ra điện qua từ tính đến tương đối muộn. Năm 1820, André-Marie Ampère (1775–1836) nhận thấy rằng các dây dẫn mang dòng điện có lúc bị hút vào, lúc lại bị đẩy vào nhau. Năm 1831, Michael Faraday (1791–1867) đã chứng minh cách một đĩa đồng cung cấp dòng điện liên tục trong khi quay trong một từ trường mạnh. Faraday, hỗ trợ Humphry Davy và nhóm nghiên cứu của ông, đã thành công trong việc tạo ra một lực điện vô tận miễn là chuyển động giữa cuộn dây và nam châm vẫn tiếp tục. Điều này dẫn đến việc phát minh ra máy phát điện, cũng như động cơ điện bằng cách đảo ngược quá trình .
Ngay sau đó, máy biến áp đã được phát triển để biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành bất kỳ điện áp mong muốn nào. Năm 1833, Faraday thành lập nền tảng của điện từ học dựa trên định luật Faraday. Nó liên quan đến điện từ học được tìm thấy trong máy biến áp, cuộn cảm và nhiều loại động cơ điện và máy phát điện. Một khi mối quan hệ với từ tính đã được hiểu rõ, các máy phát điện lớn đã được chế tạo để tạo ra dòng điện ổn định. Động cơ theo đó cho phép chuyển động cơ học và bóng đèn của Thomas Edison xuất hiện để chinh phục bóng tối .
Đầu nhà máy điện sản xuất dòng điện trực tiếp (DC) với những hạn chế phân phối 3km (~ 2 dặm) từ nhà máy. Vào khoảng năm 1886, Công ty Điện lực Niagara Falls (NFPC) đã đề nghị 100.000 đô la cho một phương pháp truyền tải điện trên một khoảng cách xa. Sau nhiều tranh cãi và các đề xuất thất bại, những bộ óc sáng giá nhất thế giới đã gặp nhau tại London, Anh, và giải thưởng được trao cho Nikola Tesla (1856–1943), một người nhập cư người Serbia, người đã tạo ra hệ thống truyền tải điện xoay chiều. NRPC với tư cách là nhà tư vấn của Tesla đã xây dựng một hệ thống điện xoay chiều nhiều pha, cung cấp điện từ nhà máy điện Niagara mới đến tận Buffalo, NY.
  |
| Hình 6: Nikola Tesla (1856–1943). Nhà vật lý, nhà phát minh và kỹ sư người Mỹ gốc Serbia nổi tiếng với hệ thống cung cấp dòng điện xoay chiều và từ trường quay. |
Hệ thống DC chạy trên điện áp thấp và yêu cầu dây nặng; AC có thể được chuyển đổi thành điện áp cao hơn để truyền qua dây dẫn ánh sáng và sau đó giảm xuống để sử dụng. Những người lớn tuổi ủng hộ DC trong khi những thiên tài trẻ hơn lại hướng về AC. Thomas Edison đã chết khi chống lại AC, có lý do là vì nguy hiểm do điện giật.
Bất đồng tiếp tục, nhưng AC đã trở thành tiêu chuẩn được chấp nhận và cũng được châu Âu ủng hộ. George Westinghouse, một nhà phát minh và nhà sản xuất người Mỹ, đã bắt đầu phát triển hệ thống Tesla trước sự không hài lòng của Thomas Edison.
Trước sự kinh ngạc của mọi người, nguồn điện xoay chiều đã thắp sáng Hội chợ Thế giới Chicago năm 1893 (Hình 7). Westinghouse sau đó đã chế tạo ba máy phát điện lớn để chuyển hóa năng lượng từ thác Niagara thành điện năng. Công nghệ điện xoay chiều ba pha do Tesla phát triển cho phép truyền tải năng lượng điện qua khoảng cách xa với chi phí rẻ. Do đó, điện đã được cung cấp rộng rãi cho nhân loại để cải thiện chất lượng cuộc sống.
Hình 7: 250.000 bóng đèn chiếu sáng Hội chợ Thế giới Chicago năm 1893, còn được gọi là Triển lãm Columbian Thế giới ở Chicago .
Sự thành công của đèn điện đã dẫn đến việc xây dựng ba máy phát điện thủy điện lớn tại thác Niagara.
Nguồn: Kho lưu trữ Bảo tàng Brooklyn. Bộ sưu tập lưu trữ Goodyear
Viễn thông bằng dây được giăng dọc theo đường sắt hoạt động chủ yếu bằng pin tiểu cần thay thế thường xuyên. Telex, một phương tiện ban đầu để truyền dữ liệu, là kỹ thuật số ở chỗ pin kích hoạt một loạt rơ le. Giá để gửi một tin nhắn dựa trên số lần nhấp chuyển tiếp được yêu cầu .
Vào giữa những năm 1800, điện báo đã mở ra sự nghiệp mới cho những người đàn ông trẻ tuổi sáng giá. Nhân viên vận hành các thiết bị này chuyển sang tầng lớp trung lưu đang phát triển, xa rời các nhà máy và hầm mỏ với gánh nặng lao động, bụi bẩn và nguy hiểm. Ông trùm ngành thép Andrew Carnegie nhớ lại những ngày đầu làm sứ giả điện báo: Alfred Hitchcock bắt đầu sự nghiệp của mình với tư cách là một nhà ước tính trước khi trở thành một họa sĩ minh họa .
Việc phát minh ra ống chân không điện tử vào đầu những năm 1900 đã hình thành một bước quan trọng tiếp theo hướng tới công nghệ cao. Nó cho phép các bộ dao động tần số, khuếch đại tín hiệu và chuyển mạch kỹ thuật số. Điều này dẫn đến việc phát sóng vô tuyến vào những năm 1920 và máy tính kỹ thuật số đầu tiên, được gọi là ENIAC, vào năm 1946. Việc phát minh ra bóng bán dẫn vào năm 1947 đã mở đường cho sự xuất hiện của mạch tích hợp 10 năm sau, và bộ vi xử lý đã mở ra Thời đại Thông tin . Điều này đã thay đổi mãi mãi cách chúng ta sống và làm việc.
Nhân loại đã trở nên phụ thuộc vào điện và với sự gia tăng tính di động, con người hướng tới nguồn điện di động liên quan đến pin. Khi pin được cải thiện hơn nữa, nhiều tác vụ sẽ được thực hiện với nguồn điện di động này .Đọc đến đây các bạn đã biết Pin được phát minh vào năm nào chưa ?