斯塔布菲尔德湿电池

本帖最后由 能量海 于 2017-8-10 12:18 编辑


第六章:脉冲充电电池系统

斯塔布菲尔德湿电池

  内森•斯塔布菲尔德(Nathan Stubblefield)是个杰出的人,而他的1898年的美国专利600,457是很有意思的。虽然未经我亲自证实,他的专利声称,一个铜线和铁线并列缠绕的线圈置于水中,甚或只是一个潮湿的环境,如湿布甚至或湿土,都会在无限长的时间周期内产生一个“实用”能级的电流。按照斯塔布菲尔德的说法,通常水中的“伏打电偶”不能够提供可观的电流是由于其很高的内电阻。

  斯塔布菲尔德声称,他的设计与那些一百多年前常见的是完全不同的,因为他缠绕的偶合能提供有用和可用能级的电流。结构非常简单。他用一根中央铁栓开始。如果我正确地理解他的设计,则螺栓仅需要是铁的就行,如果电池是被改进成生成交流波形。所以,不论它是否是铁制的,起点是一根螺栓,用作缠绕线圈的基本部件。

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  一个非金属的圆盘——如木材——被定位在两端,以形成一个绕组的卷轴:

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  由于螺杆是导电的,并因为线圈的导线之一是非绝缘的铁线,为了防止线圈的线匝通过中间的螺杆短路,一层薄的布层被用来绝缘螺杆,因为布可以吸收和保持对于一个湿电池的运行来说是必须的水的“电解质”。

  接着,一层双线并绕的裸铁线与绝缘的铜线并列沿着整节螺杆缠绕,再用一层薄布覆盖。其实不必把两根导线的起始端穿过端盘,因为这两个端头不管怎样都不要让它们连到一起:

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  重复这个绕制过程,一层接一层,直至卷轴填满:

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  而且,根据斯塔布菲尔德的,完成的直流电池,放在水中时,或者,用水湿润全部布层。在线圈的一端,铜线和铁线悬空,而其它线端被用于为负载供电。

  然而,斯塔布菲尔德使设计进了一步(前提是螺杆是铁制的,或类似的磁性金属)。作为携带电池电流的导线是以线圈的形式的,流过它们的电流产生的磁场强到足以给次级绕组供电,它的构建可以绕在电池线圈上,如下所示:

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  如果用开关以高切换率来重复断开直流负载,则在次级线圈中产生一个感应电流,而如果次级线圈有许多匝,那个感应的功率可以是一个高压。次级线圈只是一个直螺旋铜线圈,是所有变压器的典型样式。

  开关装置可以是相当简单的,因为一个继电器可被用作直流湿电池的负载的一部分,并通过它自己的“常闭”触点连接,如下图:

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  这里,湿电池一直在产生电流,因此它通过闭合继电器触点和通过次级绕组的导线给继电器线圈加电。电流流过继电器线圈推动继电器触点打开,中断经过次级绕组的电流流动。这会产生用户想要的高压反电动势脉冲。然后,由于流过继电器线圈的电流已被切断,继电器触点再次闭合,而这个过程无限期地重复下去,产生一系列高压脉冲,馈送到上面所示的电路“B”。在这些天的低压电路中,更像是用基本的湿电池自身去给一个直流电路供电。