How batteries work - Adam Jacobson

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

You probably know the feeling.

אתם בטח מכירים את ההרגשה.

Your phone utters its final plaintive "bleep"

הטלפון שלכם משחרר את הבליפ המתלונן האחרון שלו

and cuts out in the middle of your call.

וחותך באמצע השיחה.

In that moment, you may feel more like throwing your battery across the room

באותו רגע, אתם אולי מרגישים יותר רצון עז להשליך את הסוללה שלכם לרוחב החדר

than singing its praises,

מאשר להלל אותה,

but batteries are a triumph of science.

אבל סוללות הן ניצחון של המדע.

They allow smartphones and other technologies to exist

הן מאפשרות לסמרטפונים וטכנולוגיות אחרות להתקיים

without anchoring us to an infernal tangle of power cables.

בלי לעגן אותנו לסבך כבלי חשמל נוראי.

Yet even the best batteries will diminish daily,

ועדין אפילו הסוללה הטובה ביותר תיגמר יום יומית,

slowly losing capacity until they finally die.

לאט לאט תאבד את יכולת הקיבול שלה עד שלבסוף תמות.

So why does this happen,

אז למה זה קןרה,

and how do our batteries even store so much charge in the first place?

ואיך הסוללות שלנו אפילו אוגרות כל כך הרבה מטען מהתחלה?

It all started in the 1780s with two Italian scientists,

הכל התחיל ב 1780 עם שני מדענים איטלקיים,

Luigi Galvani and Alessandro Volta,

לואיג'י גלווני ואלסנדרו וולטה,

and a frog.

וצפרדע.

Legend has it that as Galvani was studying a frog's leg,

האגדה מספרת שכשגלוווני חקר רגל של צפרדע,

he brushed a metal instrument up against one of its nerves,

הוא הבריש כלי מתכתי על אחד העצבים,

making the leg muscles jerk.

מה שגרם לשריר הרגל להתעוות.

Galvani called this animal electricity,

גלווני קרא לחיה הזו חשמל,

believing that a type of electricity was stored in the very stuff of life.

מאחר והאמין שסוג של חשמל נאגר בחומר החיים.

But Volta disagreed,

אבל וולטה לא הסכים,

arguing that it was the metal itself that made the leg twitch.

וטען שזו היתה המתכת עצמה שגמה לעווית ברגל.

The debate was eventually settled with Volta's groundbreaking experiment.

הוויכוח הוכרע לבסוף עם הניסוי המהפכני של וולטה.

He tested his idea with a stack of alternating layers of zinc and copper,

הוא בדק את הרעיון שלו עם ערמה של שכבות מתחלפות של אבץ ונחושת,

separated by paper or cloth soaked in a salt water solution.

שהופרדו על ידי נייר או בד טבולים בתמיסת מי מלח.

What happened in Volta's cell is something chemists now call oxidation and reduction.

מה שקרה בתא של וולטה הוא משהו שכימאים עכשיו קוראים לו חמצון וחיזור.

The zinc oxidizes, which means it loses electrons,

האבץ מחמצן, מה שאומר שהוא מאבד אלקטרונים,

which are, in turn, gained by the ions in the water in a process called reduction,

שנאספים על ידי היונים של המים בתהליך שנקרא חיזור,

producing hydrogen gas.

וכך מייצרים גז מימן.

Volta would have been shocked to learn that last bit.

וולטה היה המום לגלות את החלק האחרון הזה.

He thought the reaction was happening in the copper,

הוא חשב שהתגובה התרחשה בנחושת,

rather than the solution.

במקום בתמיסה.

None the less, we honor Volta's discovery today

עם זאת, אנחנו מכבדים את גילויו של וולטה היום

by naming our standard unit of electric potential "the volt."

על ידי מתן שמה של היחידה הסטנדרטית של פוטנציאל חשמלי "הוולט."

This oxidation-reduction cycle creates a flow of electrons between two substances

מחזור החימצון חיזור הזה יוצר זרם של אלקטורנים בין שני החומרים

and if you hook a lightbulb or vacuum cleaner up between the two,

ואם היינו מחברים נורה או שואב אבק בין שניים

you'll give it power.

הם יקבלו כוח.

Since the 1700s, scientists have improved on Volta's design.

מאז המאה ה 18, מדענים שיפרו את העיצוב של וולטה.

They've replaced the chemical solution with dry cells filled with chemical paste,

הם החליפו את התמיסה הכימית עם תאים יבשים מלאים משחה כימית,

but the principle is the same.

אבל העיקרון זהה.

A metal oxidizes, sending electrons to do some work

מתכת מתחמצנת, שולחת אלקטרונים לעשות עבודה

before they are regained by a substance being reduced.

לפני שהם מתקבלים על ידי חומר שמתחזר.

But any battery has a finite supply of metal,

אבל לכל סוללה יש מלאי מוגבל של מתכת,

and once most of it has oxidized, the battery dies.

וברגע שרובו התחמצן, הסוללה מתה.

So rechargeable batteries give us a temporary solution to this problem

אז סוללות נטענות נותנות לנו פתרון זמני לבעיה הזו

by making the oxidation-reduction process reversible.

על ידי הפיכת תגובת החמצון חיזור.

Electrons can flow back in the opposite direction

אלקטרונים יכולים לזרום חזרה בכיוון ההפוך

with the application of electricity.

עם הוספת חשמל.

Plugging in a charger draws the electricity from a wall outlet

חיבור מטען מושך חשמל מהשקע בקיר

that drives the reaction to regenerate the metal,

שמניע תגובה לשחזר את המתכת,

making more electrons available for oxidation the next time you need them.

מה שגורם לזה שיש יותר אלקטרונים זמינים לחמצון בפעם הבאה שנזדקק להם.

But even rechargeable batteries don't last forever.

אבל אפילו סוללות נטענות לא מחזיקות לעד.

Over time, the repetition of this process causes imperfections

במשך הזמן, החזרה על התהליך הזה גורמת לפגמים

and irregularities in the metal's surface that prevent it from oxidizing properly.

וחוסר אחידות על פני המתכת שמונעים ממנה להתחמצן באופן יעיל.

The electrons are no longer available to flow through a circuit

האלקטרונים לא זמינים יותר לזרום דרך המעגל

and the battery dies.

והסוללה מתה.

Some everyday rechargeable batteries

כמה סוללות נטענות יום יומיות

will die after only hundreds of discharge-recharge cycles,

ימותו אחרי כמה מאות מחזורים בלבד של פריקה וטעינה,

while newer, advanced batteries can survive and function for thousands.

בעוד סוללות חדשות, מתקדמות יותר יכולות לשרוד ולתפקד למשך אלפים,

Batteries of the future may be light, thin sheets

סוללות בעתיד אולי יהיו יריעות דקות וקלות

that operate on the principles of quantum physics

שפועלות על העקרונות של פיזיקה קוואנטית

and last for hundreds of thousands of charge cycles.

וישרדו מאות אלפי מחזורי טעינה.

But until scientists find a way to take advantage of motion

אבל עד שמדענים ימצאו דרך לנצל את התנועה

to recharge your cell battery, like cars do,

כדי לטעון את הסוללה של הסולורי שלכם, כמו שמכוניות עושות,

or fit solar panels somewhere on your device,

או להרכיב תאים סולריים היכן שהוא על המכשיר,

plugging your charger into the wall,

חיבור המכשיר שלכם לקיר,

rather than expending one battery to charge another

במקום לרוקן סוללה אחת כדי לטעון את השניה

is your best bet to forestall that fatal "bleep."

היא הפתרון הטוב ביותר שלכם לדחות את הבליפ הקטלני הזה.