Скільки вольт в вольтовом стовпі

А ВИ ЗНАЛИ, ЩО.

При енергійному кипінні краплі рідини навколо неї утворюється «парова сорочка», настільки погано проводить тепло, що можна, наприклад, на долоні без побоювання тримати краплю рідкого азоту, що має температуру мінус 196 градусів Цельсія. Однак крапля звичайного окропу сильно обпікає руку, так як тепло йде від краплі до руки, і парової оболонки не виникає.

СТАТИСТИКА

МИ ВКОНТАКТЕ

Наші спонсори

Скільки вольт в вольтовом стовпі?

У XVIII ст. з подачі професора анатомії Л. Гальвані вчені вважали, що м'язи тварин виробляють електрику.

У 1780 р він препарував мертву жабу і вивісив на балкон для просушки лапку цієї жаби на мідному дроті. Вітер розгойдував лапку, і Гальвані зауважив, що, торкаючись до залізних поручнів, вона скорочується, зовсім як у живої істоти. З цього Гальвані зробив помилковий (як потім з'ясували) висновок, що м'язи і нерви тварин виробляють електрику.

Малюнок 1. Алесcандро Вольта (1745-1827)

Італійський вчений Алеcсандро Вольта не погодився з цим і довів, що електрику тут виходить через контакт двох різних металів. Лапка жаби служить лише чутливим приладом для виявлення цього електрики.

Він замінив жабу своєю мовою і відчув, як він пише "смак електрики". На середину мови він поклав золоту монету або срібну ложку, а до кінчика язика доклав чисту олов'яну пластинку і привів її в контакт з монетою або ложкою. При цьому він відчув "такий же кислуватий смак, що і при наближенні мови до кінчика штучно наелектризованого провідника."

Вольта поставив наступний експеримент: чотирьох своїх помічників він поставив на смолу, щоб ізолювати від землі. Першому з стоять велів взяти в мокру праву руку цинкову пластинку, а лівої торкнутися мови свого сусіда. Той, в свою чергу, повинен був мокрим пальцем торкнутися очного яблука наступного. Третій і четвертий тримали в руках свежепрепарірованную жабу. І крім того, у четвертого в вільної мокрій руці була затиснута срібна пластинка. Коли срібло стосувалося цинку, мова другого відчував кислий смак, в оці у третього спалахувало світлову пляму, лапки жаби між третім і четвертим починали сіпатися. Чудовий результат! Чи не доводить він, що ніякого "тваринної електрики" не існує? Вся справа в контакті різних металів.

У 1799 р Вольта виготовив першу електричну батарею, названу вольтова стовпа. Стовп цей (див. Рисунок 2) складався з срібних (пізніше замінених на дешеву мідь) і цинкових пластинок, нанизаних на непровідний стрижень; між пластинками були прокладки, змочені слабкою сірчаною кислотою. Першу і останню платівку з'єднали з проводами - і перша в світі батарейка готова!

Малюнок 2. Вольтов стовп

Кожна пара пластинок давала 1,1 В. Якщо, наприклад, в батареї таких пар було 100, то напруга становила 110 В, і від нього цілком можна було отримати вольтову дугу, якщо замкнути батарею на два вугільних електрода (рисунок 3).

Малюнок 3. Вольтова дуга

Справу було зроблено: Вольта довів, що різні метали, з'єднані через провідний електроліт (прокладки в кислоті), дають електричний струм.

На честь Вольта одиниця напруги струму і названа вольт. А в честь Гальвані, хоч він і помилявся, все джерела електрики, подібні описаному, стали називати гальванічними елементами. При цьому до створення гальванічних елементів Гальвані не мав ніякого відношення!

Насправді виявилося, що Гальвані не так вже й помилявся - живі тканини все-таки виробляють електрику, але надзвичайно малої потужності. Візьміться руками за контакти точного приладу (гальванометра), і він покаже наявність у вас «тваринного» електрики.

Нескладно самому спорудити щось на зразок вольтова стовпа: зібрати мідні і «білі» монети в стовпчик, проклавши їх шматочками паперу, потім залити все «розсолом» зі звичайної солі і закатати герметично в поліетилен. І від такого вольтова стовпа довжиною близько 10 см настінний годинник можуть йти кілька років.

Які б зміни Вольта ні надавав своєму стовпа, він переконувався, що два різнорідних металу, розділені "вологим тілом", являють собою нове джерело електрики, про який раніше ніхто не знав.

Найкращим виявився "стовп", який Вольта назвав "приладом з ланцюга чашок". Кілька десятків чашок, заповнених солоною водою, об'єднувалися металевими дугами, які робилися з двох металів - міді і цинку. Обидва металу були спаяні вище місця їх занурення в розчин. Один кінець дуги містився в одну чашку, інший - в іншу, так що в середніх чашках виявлялися два різних металу.

Після відкриття вольтова стовпа Вольта став знаменитий у всьому світі. У Парижі його прийняв Наполеон Бонапарт, вручив орден, завітав звання графа і посаду сенатора.

А тим часом нове - це добре забуте старе, так як гальванічні елементи, подібні елементу Вольти, існували кілька тисяч років тому, і знайдені вони були при розкопках поблизу Багдада німецьким археологом В. Кеніг ще до Другої світової війни. У своїй книзі «Загублений рай» він зазначив, що знайдений ним глиняний глазурований посудину з розташованими всередині нього мідним циліндром і залізним стрижнем є не що інше, як гальванічний елемент (рисунок 4). Надалі такі судини знаходили у великій кількості. Визначили, що заливалися вони оцтом, а герметизувати бітумом. Реставрували батарейку, залили оцтом - отримали струм! Використовували такі батарейки в давнину, очевидно, для гальванічного золочення дрібних срібних прикрас.

Малюнок 4. Давня електрична батарейка

Але Вольта не міг знати про ці набагато більш пізніх знахідки і, як це вже часто бувало в науці і техніці, зробив відкриття заново, ніж дав поштовх до цілої лавини досліджень в області гальванічних елементів, які активно тривають і зараз.

І був ще один недолік у елемента Вольта - він дуже швидко «втомлювався» - починав давати струми все більш низьких величин. Причина крилася в тому, що мідні пластини покривалися бульбашками водню, який виділявся при роботі елемента, і активна поверхня металу сильно зменшувалася.

Щоб усунути це явище, француз Лекланше придумав елемент, який служить нам до сих пір. У цинкову гільзу поміщається електроліт - розчин нашатирю (хлористого амонію, який використовують для пайки), туди ж опущений вугільний стрижень, обмотаний марлею з перекисом марганцю в ній. Таким чином, вугільний стрижень хоч і знаходиться в електроліті, але останній проникає до нього тільки через шар перекису марганцю, який і поглинає водень, що виділяється на вугільному електроді. В результаті елемент Лекланше майже «не втомлюється» до самого кінця терміну дії.

Залишається додати, що електроліт в сучасних елементах Лекланше не рідким, а у вигляді пасти або густого киселю. Тоді навіть при пошкодженні корпусу (що, до речі, часто буває при виснаженні елемента і сильному стоншенні цинкової гільзи) рідина не витікає. Такі «сухі» батарейки (рисунок 5) продаються сьогодні всюди, хоча є набагато більш ємкі, але і більш дорогі елементи.

Малюнок 5. Суха батарейка - модернізований елемент Лекланше

Ці ємні і дорогі елементи бувають двох видів. Перший - це мініатюрні «кнопки» для годин і приладів, де найбільше цінується термін служби і герметичність, такі сьогодні у великій кількості можна бачити в магазинах. А другий вид, який в магазинах так просто не зустрінеш, - метал-повітряні системи.

Це в основному потужні батареї, які можуть бути використані навіть для руху автомобіля. У них метал - цинк або алюміній - окислюється киснем повітря, який продувається через батарею. За рахунок окислення металу виробляється енергія. Витрачені металеві частини замінюють новими, і батарея знову працює. Метал, таким чином, є в них паливом. Тому елементи, що спалюють, або, правильніше, окислюють, метали, та й не тільки метали, а й паливо, і за рахунок цього виробляють електроенергію, називаються паливними елементами. За ними - велике майбутнє!

Кніга_Н. В. Гулиа «Дивовижна фізика»