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雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

2018-08-11 21:39 来源: 果壳网

雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

对雷神的崇拜几乎是世界范围的,在北欧神话中雷神托尔就是相当重要的神,是北方日耳曼人、芬兰人和列多尼人对放电现象的神化。托尔驾着由山羊坦格乔斯特和坦格里斯尼尔拉着的羊车,手上的雷神之锤姆乔尔尼尔就是神力无穷的闪电之源。" 你是电,你是光,你是唯一的神话 " 被传唱了这么久," 电 " 可以说是最深入人心的自然现象。

雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

Thor's Fight with the Giants ( 1872 ) by M å rten Eskil Winge 来源:wikipedia

闪电不是瘦成的,而是胖出来的

在神话中,闪电似乎是来自天神的神力魔法;而在科学的注视下,闪电却只是简单地来自静电电荷的堆积。气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦导致电荷转移,产生正负两种静电,正电堆积在云的上端,而负电处在云的下端吸引地面上的正电荷。然而云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极的电荷接触产生电流。不过压抑太久也是要爆发的,当雷雨云里的电荷和地面上的电荷累积成两团 " 静电大胖子 " 时,俩胖子会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流。激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了 " 闪电 " [ 1 ] 。广泛被应用的避雷针等接闪器,就是利用地面突出物更容易被闪电穿透的特质,很好地将闪电引入了地下。同样突出的雷神之锤在召唤闪电时也引导了电流,几乎是避雷针的终极反向操作。

神的孩子会 " 玩电 ",从古至今都不变

雷电不仅仅是神仙打架的工具,人类也和电 " 纠缠 " 了至少几千年。公元前 600 年左右,希腊七贤之一的泰勒斯记录了他摩擦动物皮毛时对静电的观察,到 1600 年英国科学家威廉 · 吉尔伯特发明了人类历史上第一个电学仪器——静电计。后来,亚力山德罗 · 伏特发明了电池、安德烈 · 安培创立了电磁学、迈克尔 · 法拉第发明了电动机。

到了 19 世纪末,电第一次被应用在车上。第一台三轮电动汽车由法国工程师 Gustave Trouve 装配,它采用铅酸蓄电池供电并由 0.1hp 的直流电动机驱动,但是续航只有 16km。不过随着电力系统的普及,后来电动车的顺风顺水——相比同时代的蒸汽车和汽油车,电动车以其没有震动和废气,也没有巨大噪音而倍受青睐。但是随着燃油机的后来居上,早期的电动车日渐式微。到了 21 世纪,因为化石能源枯竭和环境问题,电动汽车再次崭露头角,而这一次电动车拿出来的杀手锏,就是性能更稳定,容量更大的电池。

雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

世界上第一辆电动车,来源:wikipedia

要想 " 装住 " 电,得看 " 芯 " 态好不好

对电的相关研究历程,其实也见证了电池的发展。第一种真正大规模应用的可充电电池,就是我们现在还在用的铅酸蓄电池,它也是最开始被用在电动车上的动力来源。铅酸电池的优点在于电压稳定,造价低廉,能够大电流充放。但是当时给铅酸电池充电十分不便,体积太大不说,导线和电池外壳也半裸露在外面,要知道它含有重金属铅和腐蚀性强的硫酸,每一次充电都基本上是在毁容的边缘试探。后来又有了镍氢电池和镍镉电池,虽然他们也在电动车领域 " 陪跑 " 了很久,但能量密度低和自放电率较高(充满一段时间后电悄悄咪咪溜了一半)等问题 [ 2 ] 还是让这两款电池技术捉襟见肘。直到 2010 年,电动车领域出现了一匹 " 白马 " ——名声大噪的日产 LEAF 聆风它也是汽车历史上最畅销和具有高速公路功能的量产电动车,而锂电池技术则是日产 LEAF 聆风动车成功的 buff。

锂电池和之前的充电电池们相比,可比那些 " 穷亲戚 " 高端多了:电压高,单电池电压达到 3.6-3.7V,这要 3 个镍氢单电池才能达到;能量密度大,因为锂电池的材料很轻;几乎没有记忆效应,可以随时放随时充;自放电率很低……简直就是 " 优等生 "!如果电动汽车用锂电池组成电池组,比镍氢电池更加简单,重量也更轻 [ 3 ] ,这不正是电动汽车最合适不过的动力源么。不过,锂电池也是最 " 娇气 " 的充电电池,必须要设计保护电路以防止过度充电或过度放电,否则就会造成爆炸等危险。

雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

锂电池工作原理 [ 4 ]

而好鞍配好马,一个电力十足的灵魂也需要一个血统纯正的躯壳。东风日产轩逸 · 纯电就是基于日产 LEAF 聆风核心技术而打造的全新躯壳。

雷神的锤子为什么威力这么大?因为是电动的!

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