Ровно 275 лет назад родился Алессандро Вольта, человек, которому мы обязаны революционным изобретением: первая батарея. Вольта, родившийся 18 февраля 1745 года в Комо, Италия, таким образом проложил путь к электротехнике и электронике и, благодаря первому постоянному источнику питания, который можно было использовать, позволил исследовать электричество и многочисленные изобретения из него. Но один за другим.
Самостоятельное изучение электричества
Родители Вольты изначально хотели, чтобы он продолжил юридическую карьеру. Тем не менее, его страсть была к физике, и поэтому, все еще изучая право, он учил себя преподаванию электричества и установил контакты с великими физиками.
Вскоре он полностью посвятил себя физике: в 1775 году он изобрел электрофорез - устройство, которое производит и транспортирует статическое электричество, создаваемое воздействием (электростатическая индукция). Он открыл метан и его взрывные свойства и придумал слово «напряжение». Наконец, в 1778 году он стал профессором физики и кафедрой экспериментальной физики в Университете Павии.
Как дергались лягушки на батарее
В то время выяснилось, что естествоиспытатель Луиджи Гальвани сделал далеко идущее открытие: в экспериментах с лягушачьими лапками он обнаружил, что мышцы начали сокращаться, как только их коснулись соединенные между собой медь и железо.
Врач и анатом были уверены, что обнаружили новую форму электричества и назвали его «животным электричеством». Это электричество открылось сквозь металл, и лягушка была конденсатором, поэтому Гальвани был уверен.
Вольта знал, как правильно интерпретировать это явление: «гальванизм», как он назвал, был простым сокращением мышц посредством электрического тока, а дергающаяся лягушка была скорее своего рода детектором, индикатором тока. Гальвани случайно сумел создать схему.
То, что сегодня может показаться очевидным для нас, вызвало в научном мире целый год спор о том, кто был прав: Вольта или Гальвани. Одним из последствий этого было то, что Вольта интенсивно занимался контактным электричеством и, наконец, пришел к своему величайшему изобретению: первой батарее, или «колонке Вольта», как он ее назвал. Это опроверг Гальвани.
«Искусственный электрический орган» изобретен
Колонка Вольта считается первой действующей батареей и была разработана Вольтой около 1800 года и внедрена в науку. Колонна состоит из множества сложенных медных и цинковых пластин, которые разделены кусочками картона или кожи, пропитанными электролитом.
Таким образом, один элемент колонны состоит из медной фольги, слоя электролита и цинковой фольги. Альтернативно, серебро можно использовать вместо меди, а олово можно использовать вместо цинка. Один элемент обеспечивает очень мало энергии, поэтому многие из этих элементов использовались в гальванической колонне.
Алессандро Вольта о «Колонне Вольта»
Вот как работает колонка Вольта: основной металл растворяется в отрицательном полюсе, аноде. Когда цинковая пластинка растворяется, каждый атом цинка высвобождает два электрона, что приводит к избытку электронов в цинковом электроде. Восстановление происходит в разряде положительного электрода, катода и ионов меди. Электроны движутся от анода к катоду, и электрический ток течет.
Первый стабильный источник энергии был изобретен
Конечно, первая электрическая батарея была далека от совершенства и имела много недостатков. Постоянное дальнейшее развитие в конечном итоге принесло нам изобретение, которое сегодня делает возможным множество технических достижений.
Колонка Вольта оказала огромное влияние на науку: благодаря первому стабильному источнику энергии можно было бы изобрести электролиз, и впервые было представлено много основных металлов. Началась электрическая телеграфия, и было изобретено первое электрическое освещение с использованием дуговых ламп, хотя и невероятно неэффективное. Даже электрическая лодка впервые появилась в 1839 году на колонке Вольта.
Этим изобретением и его вкладом в изучение электричества Вольта также сделал свое имя бессмертным: когда в конце 19-го века было установлено устройство для электрического напряжения, было принято решение о «вольтах». Однако Вольта больше не получает этой чести: он умирает в 1827 году.
Экскурс: "Багдадская батарея"
Существовали ли батареи 2000 лет назад?
Во время раскопок парфянского поселения в 1936 году ученые наткнулись на замечательный глиняный горшок. Снаружи заметен цилиндр из листовой меди и железный прут в сосуде. Тогдашний директор раскопок Вильгельм Кениг выдвинул теорию, что это может быть античная батарея. На сегодняшний день находка датируется примерно 300 г. до н. До н.э., известный как "Багдадская батарея". Фактически, установка могла производить электричество: в копии ученые добавили раствор уксуса в качестве электролита в вазу, и ток протекал при напряжении 0,5 вольт.
Однако до сих пор нет подтверждения или опровержения этой теории. Поскольку никаких аксессуаров, таких как провода, не было найдено, и были только похожие вазы с другим, не похожим на батарею содержимым, ученые сегодня предполагают, что «батарея Багдада» была скорее культовым объектом.