Корона сосудов электрическая батарея

john 15 апреля, 2014 – 15:29

Елена СЛАРЦЕВА

Этому ученому суждено было сделать открытия, значительно определившие ход истории всего человечества. Ведь сегодня мы не можем представить нашей жизни без электричества. А имя Алессандро Вольты обрело вечность в названии единицы электрического напряжения – вольте.

Алессандро Вольта родился в 1745 году в городке Коми, близ Милана, в обеспеченной и образованной семье. В детстве Алессандро считали физически и умственно отсталым. Первое слово он произнес только в 4 года. Затем развитие ребенка пошло очень быстро. И вот уже в 18 лет Вольта бойко переписывается с одним из крупнейших физиков-электриков того времени – преподобным аббатом Нолле (тем самым, который показывал королю Франции опыт с лейденской банкой, поражающей током отряд мушкетеров). В 24 года Вольта написал диссертацию, предметом которой стали некоторые опыты с лейденской банкой. В 29 лет он занял место преподавателя физики в гимназии родного города, а в 34 – получил профессуру в университете Павии.

Всемирную известность принесло Вольте изобретение в 1777 году электрофора – прибора для опытов со статическим электричеством. Электрофор состоял из сургучной подушки, металлического диска со стеклянной ручкой, собственного пальца экспериментатора и кошки (или кошачьей шкуры, однако кошка была предпочтительнее, потому что для хорошей электризации шерсть должна быть теплой). Принцип действия электрофора состоял в том, что заряд, сообщенный сургучу при трении его кошкой, мог быть увеличен в произвольное число раз при повторении цикла опускания металлической плиты на сургуч и отведения ее назад. При этом палец экспериментатора служил тем мостиком, по которому из диска убегала при каждом цикле очередная порция зарядов “ненужного” противоположного знака.

После изобретения электрофора на Вольту золотым дождем посыпались почести и заманчивые предложения от многих академий. Но главные открытия Вольты были еще впереди. А пока он просто прогрессивный профессор, ‘У которого хватило смелости порвать с латинским языком и начать учить студентов по книгам, написанным на итальянском.

Однажды Вольте попался на глаза трактат Гальвани “Об электрических силах в мускуле”. Опыты, проводимые Гальвани и его последователями над мертвыми животными и людьми, буквально потрясли Вольту. Он перечитывал трактат снова и снова, пока не нашел в нем то, что ускользнуло от внимания самого автора, – упоминание о том, что эффект содрогания лапок лягушки наблюдался лишь тогда, когда лапок касались двумя различными металлами. Вольта решил поставить видоизмененный опыт, но не на лягушке, а на самом себе.

Его опыт заключался в следующем: он брал две монеты – обязательно из разных металлов – и клал их себе в рот: одну – на язык, другую – под язык. Если после этого монеты Вольта соединял проволочкой, он чувствовал солоноватый вкус. Из опытов, проведенных ранее с электрофором, Вольта знал, что такой вкус вызывается электричеством. Поставив теперь друг на друга свыше 100 металлических (цинк и серебро) кружков, разделенных бумагой, смоченной соленой водой, Вольта получил довольно мощный источник электричества – вольтов столб. Присоединив к верхнему и нижнему концам столба проводнички и взяв их в рот, Вольта убедился; что его источник, в противовес электрофору, действует не одно краткое мгновение разряда статического электричества, а постоянно.

Сразу вслед за этим Вольта сделал еще одно изобретение – электрическую батарею, названную “короной сосудов” и состоявшую из многих последовательно соединенных цинковых и медных пластин, опущенных попарно в сосуды с разбавленной кислотой. Это был уже довольно солидный источник электрической энергии – солидный, конечно, по тем временам: сейчас с помощью “короны сосудов” можно было бы привести в действие разве что электрический звонок.

В марте 1800 года Вольта сообщил о своих исследованиях Лондонскому королевскому обществу. Распространению известности и расширению опытов с электричеством способствовало приглашение Вольты в Париж для чтения лекций перед видными физиками Франции. Уже по пути в Париж, в Женеве, в честь Вольты были даны невиданные пиры. Четыре недели занял путь до Парижа. По приезде во Францию Вольта был принят Первым консулом Наполеоном, который интересовался науками, справедливо полагая, что сила государства в новом веке немыслима без их процветания. Вольта стал рыцарем Почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, на которых присутствовал Вольта, тем более что он был академиком по классу геометрии, каковым сам себя и избрал. А однажды Наполеон, увидев в библиотеке академии лавровый венок с надписью “Великому Вольтеру”, стер последние буквы таким образом, что получилось “Великому Вольте”. О личной жизни Вольты известно очень мало. Лишь то, что он женился в 39 лет на знатной даме Терезе Пеллегрини, которая родила ему трех сыновей: Джованни, Фламино и Луиджи. Он прожил долгую и счастливую жизнь. Старость свою Вольта провел в Комо, где и умер в возрасте 82 лет после апоплексического удара. Через несколько лет после смерти Вольты его семья воздвигла над могилой сооружение, напоминающее небольшой замок, украшенный аллегорическими фигурами и горельефами, а также бюстом Вольты, выполненным скульптором Комолли.

В 1875 году наследники Вольты разрешили двум антропологам Цезарю Ломброзо и Паоло Мантегацце по просьбе университета, где много лет преподавал Вольта, вскрыть гробницу и обмерить его череп. На церемонии вскрытия гробницы присутствовали представители правительства и всех итальянских университетов. Череп Вольты был крупным, он напоминал черепа древних римлян, которые часто находили археологи. Объем мозга был значительно выше среднего. Некоторые особенности строения черепа Вольты позволяли, поданным науки того времени, уверенно сказать, что Вольта был… стяжателем. Последнее заявление вызвало смех у присутствующих – настолько хорошо были известны всем безукоризненная честность, бескорыстность и высочайшая нравственность ученого.

В1900 году, когда исполнилось 100 лет со дня великого открытия Алессандро Вольты, в городке Комо, в Италии, где он родился, была устроена электрическая выставка, сопровождавшаяся пышными церемониями. На выставке в особом павильоне были представлены уникальные приборы и личные вещи Вольты. По иронии судьбы, богатая выставка, посвященная памяти одного из создателей электротехники, полностью сгорела в результате пожара, вызванного неисправностью электропроводки. Избежал огня лишь сенаторский меч, некогда подаренный Вольте Наполеоном.

Источник: “Телегид” 2006, №4.

Источник

Алессандро Вольта (1745-1827) – итальянский учёный-физик, один из авторов учения об электричестве, известный физиолог и химик. Открытое им «контактное электричество» создало глубокую предпосылку для изучения природы тока и поиска направлений его практического использования.

Алессандро Вольта (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta)

Детство и юность

Алессандро Вольта появился на свет 18 февраля 1745 года в итальянском городишке Комо, расположенном рядом с Миланом. Его родители Филиппо и Маддалена были представителями среднего класса, поэтому могли создать ребенку хорошие условия жизни. В раннем детстве воспитанием мальчика занималась кормилица, уделявшая мало внимания развитию ребенка. Будущий ученый начал разговаривать только в четыре года, с трудом произнося звуки. Тогда все свидетельствовало об определенной умственной отсталости ребенка, произнесшего первым слово «Нет».

Только к семи годам мальчик приобрел полноценную речь, но вскоре потерял отца. На воспитание Алессандро взял родной дядя, который дал возможность получить племяннику хорошее образование в школе ордена иезуитов. Он с усердием изучал историю, латынь, математику, жадно впитывая все знания. Практически сразу выявилась страсть Вольты к физическим явлениям. Ради этого он устроил переписку с известным в то время автором и демонстратором физических опытов аббатом Жаном-Антуаном Нолле.

В 1758 году земляне в очередной раз наблюдали приближение к планете кометы Галлея. Пытливый ум Вольта сразу проявил огромный интерес к этому явлению, и юноша принялся изучать научное наследие Исаака Ньютона. Также он интересовался работами Бенджамина Франклина и по мотивам одной из них соорудил в своем городе громоотвод, оглашавший окрестности звоном колокольчиков во время грозы.

После окончания учебы Алессандро остался преподавать физику в гимназии Комо. Однако роль скромного учителя не соответствовала уровню таланта Вольты и через несколько лет он становится профессором физики одного из старейших университетов в Павии (город на севере Италии в регионе Ломбардия). После переезда сюда Вольта много путешествовал по Европе, побывав со своими лекциями во многих столицах. В этой должности ученый проработает 36 лет, а в 1815 году он возглавил философский факультет университета в Падуе.

Первые открытия

Ещё в годы учительства Вольта всецело предавался науке и активно занимался изучением атмосферного электричества, проводя серию опытов по электромагнетизму и электрофизиологии. Первым заметным изобретением итальянца стал конденсаторный электроскоп, оснащенный расходящимися соломинками. Такой прибор был гораздо чувствительнее своих предшественников с подвешенными на нитке шариками.

Электроскоп Вольты

В 1775 году Алессандро изобрел электрофор (электрическую индукционную машину), способную вырабатывать разряды статического электричества. В основе работы прибора лежало явление электризации с помощью индукции. Он состоит из двух металлических дисков, один из которых покрыт смолой. В процессе его натирания происходит заряд отрицательным электричеством. При поднесении к нему другого диска последний заряжается, однако если отвести несвязанный ток в землю предмет получит положительный заряд. С помощью многократного повторения этого цикла можно существенно увеличивать заряд. Автор утверждал, что его прибор не теряет эффективности даже через трое суток после зарядки.

Электрофор Вольты

Во время одной из лодочных прогулок по озеру, Вольта сумел убедиться, что находящийся на дне газ хорошо горит. Это позволило ему сконструировать газовую горелку и выдвинуть предположение о возможности строительства линии проводной сигнальной электропередачи. В 1776 году ученому удалось создать электро-газовый пистолет («пистолет Вольта»), действие которого основано на взрыве метана от электрической искры.

Вольтов столб

К своему самому известному открытию ученый пришел занимаясь изучением опытов своего соотечественника Луиджи Гальвани, которому удалось обнаружить эффект сокращения мышечных волокон препарированной лягушки в процессе взаимодействия ее вскрытого нерва с двумя разнородными металлическими пластинками. Автор открытия объяснил явление существованием «животного» электричества, однако Вольта предложил другую интерпретацию. По его мнению, подопытная лягушка выступала своеобразным электрометром, а источником тока был контакт разнородных металлов. Сокращение мышц было вызвано вторичным эффектом от действия электролита – жидкости, находящейся в тканях лягушки.

Чтобы доказать правильность выводов Вольта провел эксперимент на самом себе. Для этого он приложил к кончику языка оловянную пластинку и параллельно к щеке серебряную монету. Предметы были соединены небольшой проволочкой. В результате ученый почувствовал языком кисловатый привкус. В дальнейшем он усложнил свой опыт. На этот раз Алессандро положил себе на глаз кончик оловянного листочка, а во рту разместил серебряную монету. Предметы соприкасались друг с другом с помощью металлических острий. Всякий раз при контакте он чувствовал глазом свечение, подобное эффекту молнии.

В 1799 году Александро Вольта окончательно пришел к выводу, что «животного электричества» не существует, а лягушка реагировала на электрический ток возникающий при контакте разнородных металлов.

Этот вывод Алессандро использовал при разработке собственной теории «контактного электричества». Сначала он доказал, что при взаимодействии двух металлических пластин одна приобретает большее напряжение. В ходе дальнейшей серии экспериментов Вольта убедился, что для получения серьезного электричества одного контакта разнородных металлов мало. Оказывается, для появления тока необходима замкнутая цепь, элементами которой выступают проводники двух классов – металлы (первый) и жидкости (второй).

В 1800 году ученый сконструировал Вольтов столб – простейший вариант источника постоянного тока. В его основе лежали 20 пар металлических кружочков, выполненные из двух видов материала, которые были разделены бумажными или тканевыми прослойками, смоченными щелочным раствором или соленой водой. Присутствие жидких проводников автор объяснял наличием особого эффекта, согласно которому в ходе взаимодействия двух различных металлов появляется некая «электродвижущая» сила. Под ее воздействием электричество противоположных знаков сосредотачивается на разных металлах. Однако Вольта не смог понять, что ток возникает как результат химических процессов между жидкостями и металлами, поэтому представил иное объяснение.

Если сложить вертикальный ряд пар различных металлов (например, цинка и серебра без прокладок), то заряженная током одного знака цинковая пластина будет взаимодействовать с двумя серебряными, которые заряжены электричеством противоположного знака. В результате вектор их совместного действия будет обнуляться. Для обеспечения суммирования их действий необходимо создать контакт цинковой пластины только с одной серебряной, что можно достичь с помощью проводников второго класса. Они эффективно дифференцируют пары металлов и не создают помех для движения тока.

Вольтов Столб – гальванический элемент (химический источник постоянного тока). По сути дела – это первая в мире аккумуляторная батарея

О своем открытии в 1800 году Вольта сообщил Лондонскому королевскому обществу. С этого времени источники постоянного тока, изобретенные Вольтой, стали известны всему физическому сообществу.

Несмотря на определенную научную ограниченность выводов Алессандро вплотную приблизился к созданию гальванического элемента, который связан с трансформацией химической энергии в электрическую. В дальнейшем ученые многократно проводили эксперименты с вольтовым столбом, которые привели к открытию химических, световых, тепловых, магнитных действий электричества. Одним из наиболее заметных вариантов конструкции вольтова столба можно признать гальваническую батарею В. Петрова.

В качестве эксперимента, можно создать Волтов столб своими руками из подручных средств.

Вольтов столб своими руками. Между медными монетами находится кусочки салфетки смоченные уксусом (электролитом) и кусочки алюминиевой фольги

Другие изобретения

Иногда Вольту считают создателем прототипа современной свечи зажигания, без которой невозможно представить автомобиль. Он сумел изготовить простую конструкцию, состоящую из металлического стержня, который находился внутри глиняного изолятора. Также он создал собственную электрическую батарею, названную им «короной сосудов». Она состоит из последовательно соединенных медных и цинковых пластин, которые находятся внутри сосудов с кислотой. Тогда это был солидный источник тока, которого сегодня хватило бы на приведение в действие маломощного электрического звонка.

Вольта создал специальный прибор, предназначенный для изучения свойств горящих газов, который получил название эвдиометр. Он представлял собой сосуд, наполненный водой, который в перевернутом виде опускается в специальную чашу с жидкостью. После долгой паузы в 1817 году Вольту публикует теорию града и периодичности гроз.

Семейная жизнь

Супругой итальянского ученого стала графиня Тереза Перегрини, родившая ему троих сыновей.В 1819 году, находящийся в годах ученый, покидает общественную жизнь и удаляется к себе в имение. Алессандро Вольта скончался 5 марта 1827 года в собственном имении Камнаго и был захоронен на его территории. Впоследствии оно получило новое название Камнаго-Вольта.

После смерти судьба сыграла с ученым злую шутку. Во время выставки, посвященной вековому юбилею создания «Вольтова столба» случился большой пожар, практически полностью уничтоживший его личные вещи и приборы, а причиной возгорания была названа неисправность электрических проводов.

Интересные факты

• Находясь в библиотеке Академии, Наполеон Бонапарт прочитал на лавровом венке надпись: «Великому Вольтеру» и удалил из нее две последние буквы, оставив вариант «Великому Вольте».
• Наполеон был хорошо расположен к великому итальянцу и однажды уподобил, изобретенный им «Вольтов столб» самой жизни. Французский император назвал прибор позвоночником, почки положительным полюсом, а желудок отрицательным. Впоследствии по приказу Бонапарта в честь Вольты выпустят медаль, наделят его титулом графа и в 1812 году назначат президентом коллегии выборщиков.

Вольта демонстрирует Наполеону свои изобретения – Вольтов столб и гелиевую пушку

• По инициативе Вольты в науке были утверждены понятия электродвижущая сила, ёмкость, цепь и разность напряжений. Его собственное имя носит единица измерения электрического напряжения (с 1881 года).
• В 1794 году Алессандро организовал опыт под мрачным названием «Квартет мертвых». В нем участвовали четверо человек с мокрыми руками. Один из них правой рукой соприкасался с цинковой пластинкой, а левой прикасался к языку второго. Он, в свою очередь, касался глаза третьего, державшего препарированную лягушку за лапки. Последний прикасался к туловищу лягушки правой рукой, а в левой держал серебряную пластинку, которая соприкасалась с цинковой. В ходе последнего касания первый человек резко вздрагивал, второй ощущал во рту кислый вкус, третий чувствовал свечение, четвертый переживал неприятные симптомы, а мертвая лягушка будто оживала, трепеща своим телом. Это зрелище потрясало до глубины души всех очевидцев.
• Именем Вольта названа научная награда за заслуги ученых в области электричества.
• Вольта скончался в один день и час с известным французским математиком Пьером-Симоном Лапласом.
• Портрет учёного был изображен на итальянской денежной купюре.

Портрет Алессандро Вольты на купюре в 10000 лир. Купюра вышла в обращение в 1984 году

• В итальянском городе Комо есть музей Алессандро Вальта – его открыли в 1927 году к столетию со дня смерти ученого.

Музей Алессандро Вольта в городе Комо (Италия)

Источник