Главная
История:
Началось все с
лягушки
Вольтов столб
Огромная батарея Василия Петрова
Первые гальванические элементы
Первые аккумуляторы
Электрохимический счётчик
Аккумуляторы:
Типы аккумуляторов
Аккумуляторы
Литий-ионные
Аккумуляторы
Литий-полимерные
Аккумуляторы Литиевые
Аккумуляторы
Ni-Cd
Аккумуляторы
Ni-MH
Аккумуляторы Свинцово-Кислотные
Автомобильный аккумулятор
Зарядка автомобильного аккумулятора
Умные аккумуляторы
Зарядные устройства
Способы контроля заряда аккумуляторов
Эффект памяти аккумулятора
Аккумуляторные Батареи
"Батарейки":
Типы "Батареек"
Батарейки солевые и щелочные
Батарейки Литиевые
Резервные источники тока
Альтернативная энергия:
Топливные элементы
Солнечная энергия
Солнечные батареи
Ветрогенератор
Разное:
Источник бесперебойного питания
Ионисторы
Перспективные источники тока
Эксплуатация химических источников тока
Диагностика химических источников тока
Тенденции рынка
Производители
Теория и её развитие:
Начало электрохимии
Открытие электроосмоса и электрофореза
Открытия Фарадея
Появление новых терминов
Электрохимический ряд напряжений металлов
Гальванический элемент в банке
Почему растворы проводят электрический ток
Двойной электрический слой на поверхности
Электрохимическая коррозия
Биоэлектричество
   


Катепал скидка 25%


Яндекс цитирования


раскладка под плитку от "Пластал" http://www.plastal.ru

Вольтов столб

Недалеко от Милана, у городка Комо, находится деревня Камнаго. Здесь было родовое имение семейства Вольта. В 1745 году на рассвете в господском доме увидел свет хилый младенец, нареченный отцом-капелланом именем Алессандро. У аристократической четы было семеро детей. Алессандро считался самым неудачным, он был слаб здоровьем и сильно отставал от своих ровесников в развитии. Кроме того, он был упрям. Отданный на воспитание почтенной женщине - жене мастера физических приборов, мальчик до четырех лет не произносил ни слова. И окружающие уже приготовились считать его немым.

По-видимому, в доме своей ранней воспитательницы будущий физик познакомился впервые и с физической аппаратурой. И как это часто бывает, впечатления детства установили направление всей жизни. Ему еще не было и восемнадцати лет, когда, поставив ряд опытов по электричеству, он пришел к заключению, что многие из результатов можно объяснить законами Ньютона. Воодушевленный этой идеей, он написал письмо самому аббату Нолле во Францию. Тот откликнулся, одобряя начинания молодого человека. Это одобрение послужило немалым стимулом для Вольты. В двадцать четыре года он написал диссертацию, основой которой послужили опыты с лейденской банкой. А спустя десять лет стал профессором физики в университете города Павии.

Вольта увлекся экспериментированием. Недюжинный изобретательский талант позволяет ему улучшать свои и чужие придумки, доводить их до такого изящества, которое вызывало восторг бедного на физические приборы времени. Вольта изобрел очень чувствительный соломенный электроскоп и сделал ряд выдающихся изобретений в сфере химии. Все шире становилась его переписка. Вольта много путешествовал, знакомился с выдающимися учеными своего времени. Научные общества наперебой выбирали его своим членом. Еще бы: богатый, знатный, хорошо образованный, в детстве без труда получивший все то, что выходцам из низов приходилось выбивать себе в зрелом возрасте, расходуя на это и силы, и время.

Трактат Гальвани изумил Алессандро. И первое время, проверяя все описанные соотечественником опыты, Вольта был вполне на стороне болонского профессора. Однако большой личный опыт экспериментирования препятствовал ему полностью признать позиции Гальвани. А тут еще как-то подвернулась ему книжка швейцарского врача Жан-Жака Зульцера, который писал:

"Если два куска металла, один оловянный, другой серебряный, соединить таким образом, чтобы оба края их были на одной плоскости, и если приложить их к языку, то в последнем будет ощущаться некоторый вкус, довольно похожий на вкус железного купороса, в то же время каждый кусок металла в отдельности не дает и следа этого вкуса..."

Он заменяет лягушку своим языком и ощущает, как он пишет "вкус электричества". На середину языка он кладет золотую монету или серебряную ложку, а к кончику языка прикладывает чистую оловянную пластинку и приводит ее в контакт с монетой или ложкой. При этом он ощущает "такой же кисловатый вкус, что и при приближении языка к кончику искусственно наэлектризованного проводника..."

Он поставил следующий эксперимент: четырех своих помощников он поставил на смолу, чтобы изолировать от земли. Первому из стоящих велел взять в мокрую правую руку цинковую пластинку, а левой коснуться языка своего соседа. Тот, в свою очередь, должен был мокрым пальцем коснуться глазного яблока следующего. Третий и четвертый держали в руках свежепрепарированную лягушку. И кроме того, у четвертого в свободной мокрой руке была зажата серебряная пластинка. Когда серебро касалось цинка, язык второго чувствовал кислый вкус, в глазу у третьего вспыхивало световое пятно, лапки лягушки между третьим и четвертым начинали дергаться. Превосходный результат! Разве не доказывает он, что никакого "животного электричества" не существует? Все дело в контакте различных металлов.

После статьи в "Физико-медицинском журнале" в 1794 г., где он утверждал, что надо говорить не о "животном" электричестве, а об электричестве "металлическом", оставалось дожидаться только одного: появления технического устройства из металлов, генерирующего электрический ток. Но идеи подобного устройства у Вольты в то время не было. Прошло пять лет, наполненных опытами, дискуссиями, размышлениями, сомнениями. Но вот в самом конце 1799 г. Вольта изготавливает источник электрического тока из двух разнородных металлов, разделенных влажным телом. Это был вольтов столб.

Мощность столба зависела от числа элементов. Но при большом количестве дисков столб становился неустойчивым, и Вольта придумал для него специальную ограду из четырех прутьев, не проводящих ток, или делил столб на несколько частей. Самым лучшим оказался "столб", который Вольта назвал "прибором из цепи чашек". Несколько десятков чашек, заполненных соленой водой, объединялись металлическими дугами, которые делались из двух металлов - меди и цинка. Оба металла были спаяны выше места их погружения в раствор. Один конец дуги помещался в одну чашку, другой - в другую, так что в средних чашках оказывались два разных металла.

Какие бы конфигурации Вольта ни придавал своему столбу, он убеждался, что два разнородных металла, разделенные "влажным телом", представляют собой новый источник электричества, о котором раньше никто не знал.

Предоставим слово современнику той поры - выдающемуся французскому ученому Араго, написавшему биографию Вольты:

"В начале 1800 года вследствие теоретических соображений знаменитый профессор придумал составить длинный столб из кружков: медного, цинкового и мокрого суконного. Чего ожидать заранее от такого столба? Это собрание, странное и, по-видимому, бездействующее, этот столб из разнородных металлов, разделенных небольшим количеством жидкости, составляет снаряд, чуднее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины".

20 марта 1800 года профессор естественной философии Алессандро Вольта послал письмо президенту Лондонского королевского общества сэру Джозефу Бэнксу, баронету. Путь от Павии до Лондона неблизкий, а почтовые кареты по дорогам Европы катились неторопливо. Поэтому точно сказать, когда послание пришло в столицу Британского королевства, трудно. Но в конце концов сэр Джозеф получил запечатанный пакет, вскрыл его и прочитал. Письмо было озаглавлено: "Об электричестве, возбуждаемом простым соприкосновением различных проводящих веществ". Вот отрывок из этого письма:

"После долгого молчания, в котором я не пытаюсь оправдываться, имею удовольствие сообщить Вам, синьор, а через Ваше посредство и Королевскому обществу о некоторых поразительных результатах, полученных мною... Главный... это создание прибора, который по своим действиям, то есть по сотрясению, испытываемому рукой и т.п., сходен с лейденской банкой или со слабо заряженной электрической машиной, но который, однако, действует непрерывно, одним словом, дает непрерывный поток электрического флюида".

Хотя президент общества был доктором юридических наук и членом королевского тайного совета, а основным событием в его жизни было "кругосветное" путешествие, совершенное с капитаном Куком, и главной заслугой считалось основание Африканского общества, он не был чужд и проблемам естествознания, заботивших его современников. Не очень разобравшись в излагаемых Вольтой темах, сэр Джозеф показал письмо друзьям - лондонскому врачу сэру Энтони Карлейлю и бывшему чиновнику Ост-Индской компании, инженеру и любителю естествознания Уильяму Никольсону. 30 апреля Никольсон и Карлейль смастерили по описаниям Вольты столб из семнадцати пластинок и сразу же принялись за эксперименты. Налив каплю воды в углубление цинковой пластинки для осуществления лучшего контакта с проволокой, экспериментаторы заметили, что, когда цепь замыкалась, в воде появлялись пузырьки. Никольсон понюхал и сказал, что похоже на запах водорода. Он взял стеклянную трубку, налил в нее свежей ключевой воды и заткнул пробками, через которые пропустил латунные проволоки. Далее присоединил обе проволоки к противоположным полюсам вольтова столба. И тотчас от конца одной из проволок побежали в воде пузырьки газа, а вторая проволочка на глазах начала темнеть и покрываться налетом. Непонятно, но любопытно. Джентльмены смешали полученный газ с равным количеством воздуха и подожгли. Раздался взрыв... Водород! Безусловно водород. Ведь это один из газов, входящих в состав воды.

26 июня этого же года, несмотря на лето, сэр Джозеф Бэнкс на собрании членов общества обнародовал письмо Вольты. А Карлейль с Никольсоном продемонстрировали опыт по разложению воды. Их работа произвела сенсацию. Ученые и до того знали о возможности разложения воды электрической искрой. Но здесь процесс проходил непрерывно! А изготовить "снаряд" Вольты было так просто!..

Письмо Вольты было опубликовано в "Философских трудах" Королевского общества и мир узнал о появлении химического источника тока.

С быстротой молнии разлетелась новость по научным кругам Европы. Все уважающие себя физики взялись за сооружение вольтовых столбов и за их испытание. Еще бы, такая новость - "снаряд" итальянского изобретателя беспрерывно вырабатывал электричество совсем не так, как это делали электрические машины. Там его нужно было накапливать, а здесь оно тихо текло и текло беспрерывным потоком.

Экспериментаторы писали о разложении с использованием электричества многих растворов солей с выделением металлов на отрицательном полюсе вольтова столба.

20 октября 1800 года князь Дмитрий Алексеевич Голицын, чрезвычайный русский посланник в Гааге, написал на имя президента Петербургской академии наук Генриха Людвига Николаи письмо. В нем он осведомлял: "Гальванисты открыли весьма любопытное электрическое явление. Цинковые и серебряные пластинки, положенные попеременно друг на друга и отделенные друг от друга слегка смоченной фланелью, производят толчок и даже электрические искры". Сам Николаи не интересовался физикой. Но письмо нашло своего адресата. Потому что ровно через год произошло в русской столице событие, о котором сохранилась запись в "Санкт-Петербургских ведомостях" за 1 октября 1801 года. В ней говорилось, что на заседании конференции Академии наук вицепрезидент Бергколлегии и член Лондонского королевского общества граф Аполлос Аполлосович Мусин-Пушкин, известный своими трудами в сфере химии, минералогии и физики, показал немало "куриозных экспериментов с вольтовым столбцом, состоявшим из 150 элементов". Для тех времен это была весьма внушительная батарея. Присутствовавшие немало изумлялись искусству экспериментатора.

Осенью 1800 года профессору Алессандро Вольте пришло приглашение из Парижа прочесть курс лекций перед виднейшими физиками Франции. Путь от Павии до Парижа не слишком долог. Но эта поездка превратилась в сплошной триумф. Каждый город, в который он приезжал, желал выразить ему свое восхищение. В Женеве в Обществе естествоиспытателей приезжий прочел доклад о "тождестве гальванизма с обыкновенным электричеством". "Обыкновенным" в ту пору считали электричество, получаемое в процессе трения. А ведь были еще эксперименты с турмалином. Было "животное электричество" морских скатов и американских угрей, "атмосферное электричество". И теперь еще этот странный вольтов столб. Тут было от чего прийти в сомнение.

В Парижской академии наук организовали специальную комиссию по изучению гальванизма. В нее вошли самые известные ученые. Они соорудили по описаниям вольтов столб и повторили все эксперименты итальянского исследователя перед его приездом. Погрузив один из концов "электродвигательного прибора" в воду и присоединив к другому его концу металлическую проволоку, академики засовывали руку в чашку с водой и одновременно прикладывали второй электрод к языку, к веку, к кончику носа или на лоб. В момент замыкания цепи следовал такой удар, что некоторые чуть не лишались языка. Но... наука требует жертв. Ощущения были настолько неожиданными! При наложении проволоки на веко создавалось ощущение вспышки. А когда два электрода от противоположных полюсов батареи вставляли в уши, в голове раздавался шум... "Это было нечто вроде треска или лопанья, как если бы кипело какое-то масло или вязкое вещество", - писал сам Вольта. Он полагал, что в дальнейшем его прибор сможет послужить медикам для излечения болезней. Другого применения гальваническому электричеству он не представлял.

Хочется надеется, что у читателя этой статьи не появится желание повторить эксперименты уважаемых ученых того времени, с засовыванием электродов в уши или глаза.

Не было, как будто, таких наград, которые не получил бы в Париже итальянский исследователь. Наполеон оказывал ему такое особое внимание, что это спровоцировало немалую ревность со стороны французских коллег. И Вольта, умный и дальновидный, заспешил домой. В 1815 году он перешел в Падуанский университет, в котором принял пост директора философского факультета. Последние годы своей жизни Вольта прожил скромно. Ничего существенно нового для науки не совершил. В 1819 году вышел в отставку и ушел на покой в родной Комо.

Вольта был не особенно силен в области теории. Тем не менее причины, возбуждающие электрический ток в вольтовом столбе, он должен был объяснить. И он предложил так называемую контактную теорию, которая утверждала, что электрический ток возбуждается в результате контакта металлов. Достаточно одного лишь соприкосновения разнородных металлов, утверждал Вольта, чтобы появилась "электродвигательная сила", которая разделяет соединенные положительное и отрицательное электричества и гонит их в виде токов в противоположных направлениях.

Многие пробовали доказать, что электрический ток возбуждается в результате химических процессов в вольтовом столбе. Но должно было пройти более тридцати лет, потребовался приход в науку Фарадея, чтобы в этот вопрос была внесена ясность. Но к тому времени итальянский исследователь Алессандро Вольта уже лежал в фамильном склепе на кладбище того же города, где и увидел свет.

В случаи использования содержимого сайта, необходимо ставить активные ссылки на данный сайт видимые посетителями и поисковыми роботами.

Литература

 














Copyright © 2007-2009 PowerInfo.ru