Где бы вы ни были и куда бы ни пошли, вы, так или иначе, столкнетесь с батарейками или аккумуляторами. Попробуйте представить мир, в котором бы все электроприборы питались от розеток – никаких телефонов, фонариков, ноутбуков, автомобилей и прочих уже привычных благ цивилизации. Аккумуляторы повсюду: от мобильных телефонов до космических кораблей. О том, как работают эти портативные источники энергии, из чего они сделаны, и какие мифы о них правдивы, а какие – нет, мы попытаемся разобраться в этой статье.
Первые батарейки
Считается, что примитивными батарейками пользовались еще арабы во времена до нашей эры. В результате раскопок под Багдадом археологи нашли глиняные кувшины, в которых находились железные стержни в медной оболочке. Протестировав находки в лаборатории, ученые пришли к выводу, что кувшины были наполнены кислотной жидкостью, скорее всего, вином или уксусом. Для каких целей использовались подобные устройства не совсем понятно, т.к. представление об электричестве возникло спустя практически два тысячелетия, но факт остается фактом: батарейками пользовались еще до Рождества Христова.
Однако первые современные батарейки появились в 1800 году благодаря итальянскому ученому Алессандро Вольте, который получил непрерывный электрический ток, поместив цинковые и медные пластины в кислоту. Это изобретение получило название Вольтов столб, а единица измерения напряжения получила название в честь его создателя. С тех пор появились новые виды батареек с усовершенствованной конструкцией и улучшенным коэффициентом полезного действия, но принцип их работы существенно не изменился: при подключении батарейки к устройству в ней происходит электрохимическая реакция и вырабатывается электричество.
По типу электрохимической реакции различают два типа химических источников питания:
1. Гальванические элементы (батарейки)
. Они отличаются необратимой реакцией при выработке электроэнергии, поэтому их нельзя перезарядить. Попытка перезарядить батарейку может привести к утечке щелочи или другого вещества, в зависимости от батарейки.
2. Аккумуляторы
. Они отличаются обратимостью реакций при выработке электричества, поэтому их можно перезарядить. Аккумуляторы могут не только, как батарейки, преобразовывать химическую энергию в электрическую, но и наоборот.
Как работают батарейки
Главными компонентами батарейки, из которых она состоит на 90 %, являются электролит и два электрода: анод , подключенный к отрицательному полюсу (-) и катод , подключенный к положительному полюсу (+). Если подключить батарейку к электрической цепи, в ней начнут происходить окислительно-восстановительные процессы. Взаимодействуя с электролитом, материал анода начнет окисляться и выделять отрицательно заряженные частицы – электроны, – которые и образуют электрический ток. Во время работы батарейки в аноде (-) вырабатывается избыточное количество электронов, и единственным выходом для них является перемещение к положительному полюсу. Взаимодействуя с материалом катода, электроны нейтрализуются в результате реакции восстановления. Именно избыток электронов в отрицательном полюсе и их нехватка в положительном полюсе приводит к постоянному перераспределению электронов между полюсами и создает электрическое напряжение. Окислительно-восстановительные процессы протекают в батарейке постоянно, пока она подключена к электрической цепи, изменяя изначальный состав материалов анода и катода: образуются второстепенные элементы, которые препятствуют движению электронов. Это приводит батарейку в негодность.
Аккумуляторы
Аккумуляторы отличаются от батареек обратимостью химических процессов, проще говоря, возможностью перезарядки. В электрической цепи аккумулятор работает так же, как и батарейка: в аноде образуются электроны, которые перемещаются в катод, образуя электрическое напряжение. Когда материал анода истощается, электроны прекращают вырабатываться и аккумулятор садится. Вот здесь и кроется главное преимущество аккумуляторы: в отличие от батарейки, анод можно восстановить, пропустив через аккумулятор электрический ток. Естественно, это не значит, что аккумуляторы будут работать вечно, ведь материал анода в любом случае будет постепенно истощаться, но на сотню перезарядок обычного аккумулятора зачастую хватает.
В зависимости от материалов, используемых в качестве анода и катода, выделяют разные типы батареек. Каждый тип отличается производительностью, сроком эксплуатации, ценой и вредностью. К сожалению, не существует идеальных батареек, которые бы удовлетворяли пользователей всеми параметрами. О типах батареек и аккумуляторов, их преимуществах и недостатках читайте далее.
Наверное все из нас пользуются батарейками. Они незаменимы и сфера их применения обширна – от простого будильника или фонаря, до магнитофона. Вряд ли кому-то приходило в голову узнать о том, как появилась эта незаменимая помощница. Именно истории её происхождения и будет посвящена эта статья.
В конце XVII века неожиданно был изобретен первый источник тока. Сделал это итальянский учёный Л. Гальвани. Изначально цель опыта заключалась в том, чтобы узнать о реакции животных на местные раздражители. Но когда к мышечной массе лапки лягушки были присоединены две полоски разных металлов, ученый обнаружил протекание тока между ними. Процесс этот Гальвани объяснил неверно, но это послужило основой для дальнейших исследований еще одного итальянца А. Вольта. Он дал чёткое определение изобретению. Толчком появления тока является реактив химического происхождения, с участием двух металлов. Нехитрое изобретение Вольта из цинка и меди, погружённое в раствор соли – это доказало. Данная конструкция и стала прообразом современной батарейки.
В 1859 г. французский ученый Гастон Плантэ провел исследование, где использовались свинцовые пластины в качестве электродов, 
а разбавленная серная кислота являлась электролитом. После подключения элемента к источнику питания, происходила зарядка батареи. После этого прибор начинал сам вырабатывать электричество, выдавая при этом всю энергию затраченную на зарядку. При этом проделывать это можно было много раз. Вот так и появился первый свинцовый аккумулятор, который еще долгое время будет применяться в автомобилях.
Усовершенствованный источник питания вовсе не похож на изобретение Вольта, но принцип работы остался тот же. В состав батарейки входит катод с анодом и электролит, который расположен между ними. Выработка электричества происходит в ходе окислительно-восстановительной реакции, которая идёт между электролитами. Выход тока и остальных свойств находится в зависимом состоянии от выбираемых материалов взамен анода и катода, электролита, и от самой конструкции. Элементы питания делятся на первичные и вторичные группы. Для первичных процессов характерны необратимые химические действия, а для вторичных присущи обратимые свойства. Несложно догадаться, что к вторичным процессам относится всем известный аккумулятор, который можно подзарядить и заново использовать. К первичным процессам относится батарейка. После того, как она сядет, её можно будет только выбросить.
Химический источник питания, который в 1866 г. изобрёл француз Жорж Лекланше стал прообразом современных «сухих батареек». 
За альтернативу электродов были взяты марганец и цинк. Электролитом послужил соляной раствор.
Максимальная удельная ёмкость служит главным свойством в создании батареи. Физические параметры и ёмкость определяются, идущими внутри, химическими реакциями. В основе истории батарейки лежит поиск нанотехнологии для улучшения её функций и удобного использования, а также поиск разработки малых размеров.
В настоящий момент есть производство любых составляющих батарейки, вплоть до тех, которые использовались повсеместно в XIX веке.
Типы и виды батарей.
- Сухие батарейки. Состав электролита – хлорид цинка, нашатырь и диоксид марганца. Вместо катода служит уголь электролита и диоксид марганца. Цинк применяют вместо анода.
- Никель-кадмиевые батареи. В состав их входит никелевый анод и кадмиевый катод. Такие аккумуляторы популярны во всём мире. Они выдерживают от пятисот до тысячи зарядок.
- Свинцовые батареи. Большая часть аккумуляторов, которые сделаны из свинца. Широко используются в автомобильной промышленности.
- Литий-ионные батареи. Литий является быстродействующим химическим металлом. Его используют в мобильной технике. Выходное напряжение составляет от полутора вольт почти до трёх с половиной (без одной десятой).
- Литий полимерные зарядные устройства. Подобные элементы используются в компьютерах. Они способны хранить на 22% больше заряда, чем предыдущий вариант.
- Литий-железодисульфидные батареи. Выходное напряжение в два раза меньше 3 вольт. Минусом является то, что их нельзя перезарядить.
- Литиевые . Имеют большой срок хранения, большую плотность емкости, а так же могут работать в большом диапазоне температур. В состав входит: литиевый катод, органический электролит и анод из различных материалов. Все это способствует большому номиналу напряжения.
- Солевые . Содержат в себе пассивный уголь и двуокись марганца, электролит из хлорида аммония и катод из цинка. В случае не использования имеет свойство восстановления - это продлевает срок жизни батарейки.
- Щелочные . Имеет почти такой же состав что и солевые, только в качестве электролита выступает щелочной электролит.
Поскольку сейчас практически во всех мобильных устройствах стоят ион-литиевые батареи, давайте их и рассмотрим при ответе на впорос, из чего состоит батарейка .
Потому что их кнструкция разительно отличается от привычных круглых батареек и аккумуляторов.
Ион-литиевые батарейки, как правило, плоские, чтобы их можно было поместить в корпус мобильного устройства. Такие батарейки состоят из слоев алюминиевой и медной фольги, разделеннных пористым полипропиленом, пропитанным электролитом. Алюминивая фольга служит катодом, медная - анодом. Носителем заряда является ион лития.
Вся эта конструкция строго герметично запаяна и снабжена защитой от перегрева и перегрузки.
Сейчас я вам в деталях объясню все составляющие батарейки:
- Положительный полюс
- Отрицательный полюс
- Прокладка с клапаном - предохранителем
- Анодный проводник
- Катод
- Металлический корпус
- Изоляция
Для любителей практики, а не теории предоставляю видео - Что внутри пальчиковой батарейки:
Так же вопрос по теме батарейки: Чем заменить батарейку?
Смотря какую батарейку вы имеете ввиду. Но практически все батарейки состоят из Анода , Катода и Электролита . В зависимости от цены батарейки завит из чего сделаны эти элементы.
К самым дешевым можно отнести цинк-углеродные батарейки (цинковый цилиндрический контейнер).
Также есть алкалиновые батарейки (никель-кадмиевые), цилиндр сделан из сплава никеля. Эти батарейки стоят дороже.
Для начала батарейка должна вмещать специальные элементы в изоляции, которые как скрывают их, так и делают их безопасными для нас. Изначально идет изоляция, затем положительный и отрицательный полюс, также внутри есть катоды и аноды, анодный проводник
Любые батарейки состоят из одинаковых элементов.
Часто под словом батарейка подразумевают гальванический элемент.
Любой гальванический элемент состоит из анода, катода и электролита твердого, жидкого или гелеобразного.
Я полагаю, что батарея состоит из нескольких пушек, а батарейка из одной, ну в крайнем случаи из двух пушек. Возможно и другое понимание Вашего вопроса, но я его понял именно так. А если бы и понял по другому, то не ответил бы, потому, что плохо учил химию, а по правде вообще не учил.
Современная батарейка состоит из пяти основных частей:
корпуса, анода (минус), катода (плюс), электролита (проводник заряда между плюсом и минусом), сепаратора (барьер между плюсом и минусом).
Принцип работы батарейки - это превращение химической энергии в электрическую.
Более подробная схема
Солевые батарейки - В них используется пассивный уголь и двуокись марганца, электролит из хлорида аммония и катод из цинка.
Алкалайновые (щелочные) батарейки. Здесь используется щелочной электролит.
Серебряные батарейки имеют катоды из оксида серебра.
Литиевые батарейки обладают очень большим сроком хранения, высокой плотностью энергии и сохраняют работоспособность в большом диапазоне температур, поскольку не содержат воды. В их состав входит литиевый катод, органический электролит и анод из различных материалов.
Солевые (угольно-цинковые, марганцево-цинковые) батарейки. В них используется пассивный уголь и двуокись марганца, электролит из хлорида аммония и катод из цинка. В перерывах между эксплуатацией элементы питания могут восстанавливаться это обусловлено выравниванием локальных неоднородностей в композите электролита, вызванных разрядом. Это немного продлевает срок службы батарейки.
Алкалайновые (щелочные) батарейки. От марганцево-цинковых их отличает химический состав электролита - здесь используется щелочной электролит. Такие батарейки имеют продолжительный срок хранения, а в процессе эксплуатации напряжение на электродах меняется гораздо меньше, чем у элементов с солевым раствором.
Серебряные батарейки имеют катоды из оксида серебра. Их напряжение на 0,2 В выше, чем угольно-цинковых в одних и тех же условиях. В остальном серебряные элементы питания похожи на угольно-цинковые.
Литиевые батарейки обладают очень большим сроком хранения, высокой плотностью энергии и сохраняют работоспособность в большом диапазоне температур, поскольку не содержат воды. В их состав входит литиевый катод, органический электролит и анод из различных материалов. Так как литий имеет наивысший отрицательный потенциал по отношению к остальным металлам, следовательно, он имеет наибольшее номинальное напряжение при минимальных размерах.
Состав батарейки зависит от того, какая именно батарейка.
Пальчиковая батарейка является самой распространнной, имеет пластиковый или металлический корпус, который защищает элемент от коррозии и замыкания.
В связи с тем, что в батарейке содержится множество опасных элементов (ртуть, свинец и другие), она подлежит правильной утилизации, нужно сдавать в пункты прима.
Выбрасывать в мусорное ведро нельзя, так как всего одна батарейка загрязняет около 20 квадратных метров почвы.
Батарейка состоит из положительного и отрицательного полюсов по краям, катода и анода.
Также в батарейке есть анодный проводник.
Вот известная марка батареек Duracell в разрезе для наглядности. На схеме четко видно размещение всех составляющих:
Батарейки бывают разных типов и разных составово. Например, литиевые, солевые, щелочные. Разберем каждый тип:
Современная жизнь проходит под знаком электричества, которое повсюду. Страшно даже подумать, что будет, если вдруг все электрические приборы разом исчезнут или выйдут из строя. Электростанции различных типов, разбросанные по всему миру, исправно подают ток в электрические сети, питающие приборы на производстве и в быту. Однако человек устроен так, что никогда не бывает доволен тем, что имеет. Быть привязанным проводом к электрической розетке слишком неудобно. Спасением в этой ситуации являются устройства, питающие током электрические фонарики, мобильные телефоны, фотоаппараты и другие приборы, которые используются в отдалении от источника электричества. Даже маленьким детям известно их название это батарейки.
Строго говоря, обиходное название «батарейка» является не совсем корректным. Оно объединяет сразу несколько видов источников электричества, предназначенных для автономного питания устройства. Это может быть одиночный гальванический элемент, аккумулятор или соединение нескольких таких элементов в батарею для увеличения снимаемого напряжения. Именно это соединение и породило привычное для нашего уха название.
Батарейки и гальванические элементы, и аккумуляторы представляют собой химический источник электрического тока. Первый такой источник был изобретен как это часто бывает в науке случайно итальянским врачом и физиологом Луиджи Гальвани в конце XVIII в.
Хотя электричество как явление знакомо человечеству с древнейших времен, многие века эти наблюдения не имели никакого практического применения. Лишь в 1600 г. английский физик Уильям Гилберт выпустил в свет научный труд «О магните, магнитных телах и о большом магните Земле», где были обобщены известные на тот момент данные об электричестве и магнетизме, а в 1650 г. Отто фон Герике создал электростатическую машину, представлявшую собой серный шар, насаженный на металлический стержень. Спустя столетие голландцу Питеру ван Мушенбруку впервые удалось накопить с помощью «лейденской банки» первого конденсатора небольшое количество электричества. Однако оно было слишком мало для проведения серьезных экспериментов. Исследованиями «природного» электричества занимались такие ученые, как Бенджамин Франклин, Георг Рихман, Джон Уолш. Именно труд последнего об электрических скатах заинтересовал Гальвани.
Настоящую цель знаменитого эксперимента Гальвани, совершившего революцию в физиологии и навсегда вписавшего свое имя в науку, теперь уже никто и не вспомнит. Гальвани препарировал лягушку и поместил ее на стол, где стояла электростатическая машина. Его помощник случайно дотронулся острием скальпеля до открытого бедренного нерва лягушки и мертвая мышца неожиданно сократилась. Другой помощник заметил, что такое происходит только тогда, когда из машины извлекается искра.
Вдохновленный открытием, Гальвани начал методично исследовать обнаруженное явление способность мертвого препарата демонстрировать жизненные сокращения под влиянием электричества. Проведя целую серию опытов, Гальвани получил особенно интересный результат, использовав медные крючки и серебряную пластинку. Если крючок, державший лапку, прикасался к пластинке, лапка, дотронувшись до пластинки, немедленно сокращалась и поднималась. Потеряв контакт с пластинкой, мышцы лапки немедленно расслаблялись, она вновь опускалась на пластинку, снова сокращалась и поднималась.
Луиджи Гальвани. Журнальная иллюстрация. Франция. 1880 г.
Так в результате серии кропотливых опытов и был открыт новый источник электричества. Сам Гальвани, впрочем, не думал о том, что причина открытого им явления контакт разнородных металлов. По его мнению, источником тока служила сама мышца, которая возбуждалась действием мозга, передаваемым по нервам. Открытие Гальвани произвело сенсацию и повлекло за собой множество экспериментов в различных отраслях науки. Среди последователей итальянского физиолога оказался его соотечественник физик Алессандро Вольта.
В 1800 г. Вольта не только дал правильное объяснение открытому Гальвани явлению, но и сконструировал устройство, ставшее первым в мире искусственным химическим источником электрического тока, прародителем всех современных батареек. Оно состояло из двух электродов анода, содержащего окислитель, и катода, содержащего восстановитель, контактирующих с электролитом (раствором соли, кислоты или щелочи). Разность потенциалов, возникавшая между электродами, соответствовала в этом случае свободной энергии окислительно-восстановительной реакции (электролиза), в ходе которой катионы электролита (положительно заряженные ионы) восстанавливаются, а анионы (отрицательно заряженные ионы) окисляются на соответствующих электродах. Реакция может начаться только в том случае, если электроды соединены внешней цепью (Вольта соединял их обыкновенной проволокой), по которой свободные электроны переходят от катода к аноду, создавая таким образом разрядный ток. И хотя современные батарейки имеют мало общего с устройством Вольты, принцип их работы остается неизменным: это два электрода, погруженные в раствор электролита и соединенные внешней цепью.
Изобретение Вольты дало значительный толчок исследованиям, связанным с электричеством. В том же году ученые Уильям Никольсон и Энтони Карлайл с помощью электролиза разложили воду на водород и кислород, чуть позднее Хэмфри Дэви таким же образом открыл металлический калий.
Эксперименты Гальвани с лягушкой. Гравюра 1793 г.
Но в первую очередь гальванические элементы это, несомненно, важнейший источник электрического тока. С середины XIX в., когда появились первые электроприборы, начался массовый выпуск химических элементов питания.
Все эти элементы можно разделить на два основных типа: первичные, в которых химическая реакция является необратимой, и вторичные, которые можно перезарядить.
То, что мы привыкли называть батарейкой, является первичным химическим источником тока, иными словами неперезаряжаемым элементом. Первыми батарейками, запущенными в массовое производство, стали изобретенные в 1865 г. французом Жоржем Лекланше марганцево-цинковые элементы питания с солевым, а затем с загущенным электролитом. Вплоть до начала 1940-х годов это был практически единственный вид используемых гальванических элементов, который вследствие невысокой стоимости широко распространен до сих пор. Такие батарейки называют сухими или угольно-цинковыми элементами.
Гигантская электрическая батарея, сконструированная У. Уолластоном для экспериментов X. Дэви.
Схема работы искусственного химического источника тока А. Вольты.
В 1803 г. Василий Петров создал самый мощный в мире вольтов столб, использовав 4200 металлических кругов. Ему удалось развить напряжение 2500 вольт, а также открыть такое важное явление, как электрическая дуга, которое позднее стало использоваться в электросварке, а также для электрических запалов взрывчатки.
Но настоящим технологическим прорывом стало появление щелочных батареек. Хотя по химическому составу они не особенно отличаются от элементов Лекланше, а их номинальное напряжение по сравнению с сухими элементами увеличено незначительно, за счет принципиального изменения конструкции щелочные элементы могут прослужить в четыре-пять раз дольше сухих, правда, при соблюдении определенных условий.
Важнейшей задачей при разработке батарей является увеличение удельной емкости элемента при уменьшении его размера и веса. Для этого постоянно ведется поиск новых химических систем. Самыми высокотехнологичными первичными элементами на сегодняшний день являются литиевые. Их емкость в два раза выше емкости сухих элементов, а срок службы существенно дольше. Кроме того, если сухие и щелочные батарейки разряжаются постепенно, литиевые держат напряжение в течение практически всего срока службы и лишь затем резко теряют его. Но даже самая лучшая батарейка не может сравниться по эффективности с перезаряжаемым аккумулятором, принцип действия которого основан на обратимости химической реакции.
О возможности создания такого устройства начали задумываться еще в XIX в. В 1859 г. француз Гастон Планте изобрел свинцово-кислотный аккумулятор. Электрический ток в нем возникает в результате реакций свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде. Во время генерации тока разряжаемый аккумулятор расходует серную кислоту, образуя сульфат свинца и воду. Чтобы зарядить его, необходимо ток, получаемый из другого источника, пропустить по цепи в обратную сторону, при этом вода будет использована для образования серной кислоты с высвобождением свинца и диоксида свинца.
Несмотря на то что принцип действия такого аккумулятора был описан довольно давно, его массовое производство началось только в XX в., поскольку для перезарядки устройства требуется ток высокого напряжения, а также соблюдение целого ряда других условий. С развитием электросетей свинцово-кислотные аккумуляторы стали незаменимы и используются по сей день в автомобилях, троллейбусах, трамваях и прочих средствах электротранспорта, а также для аварийного электроснабжения.
Немало небольших бытовых электроприборов также работают на «многоразовых батарейках» перезаряжаемых аккумуляторах, имеющих ту же форму, что и невосстанавливаемые гальванические элементы. Развитие электроники напрямую зависит от достижений в этой области.
Элемент питания Ж. Лекланше.
Сухая аккумуляторная батарея.
Мобильным телефоном, цифровым фотоаппаратом, навигатором, мобильным компьютером и прочими подобными устройствами в XXI в. уже никого не удивишь, однако появление их стало возможным лишь с изобретением качественных компактных аккумуляторов, емкость и срок службы которых с каждым годом стараются увеличить.
Первыми на смену гальваническим элементам пришли никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы. Их существенным недостатком был «эффект памяти» снижение емкости, в случае если зарядка производилась при не полностью разряженном аккумуляторе. Кроме того, они постепенно теряли заряд даже при отсутствии нагрузки. Эти проблемы в значительной степени были решены при разработке литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, которые в настоящее время повсеместно используются в мобильных устройствах. Их емкость значительно выше, они без потерь заряжаются в любой момент и хорошо удерживают заряд в состоянии ожидания.
Несколько лет назад в средства массовой информации просочились слухи о том, что американские ученые близко подошли к изобретению «вечной батарейки» бетавольтаического элемента, источником энергии в котором являются радиоактивные изотопы, излучающие бета-частицы. Предполагается, что такой источник энергии позволит мобильному телефону или ноутбуку работать без подзарядки до 30 лет. Более того, по истечении срока службы нетоксичный и нерадиоактивный элемент питания останется абсолютно безопасным. Появление этого чудо-устройства, которое, без сомнения, произвело бы революцию в промышленности, очень сильно ударило бы по карману производителей традиционных батареек возможно, поэтому его до сих пор нет на прилавках.
Современное устройство для зарядки перезаряжаемых элементов АА.
Физике все возрасты покорны
Среди последователей славного болонского анатома (об исследованиях Луиджи Гальвани читайте нашелся один внимательный физик, профессор Тессинского университета в Италии Алессандро Вольта , заметивший одну незначительную деталь опытов с «животным электричеством», на которую не обратил внимания сам Гальвани: когда к лягушке присоединяли провода из разнородных металлов, мышечные сокращения становились сильнее.
Вольта решил, что два металла, разделенные телом, в котором много воды, хорошо проводящей электрический ток (лягушка, без сомнений, может быть отнесена к таким телам), рождают свою собственную электрическую силу. Смелое и неожиданное предположение!
Решающий эксперимент Вольта провел… на самом себе. «Я накладываю на глазное яблоко конец оловянного листочка, беру в рот серебряную монету или ложку и затем привожу обе эти обкладки в соприкосновение при помощи двух металлических острий,- описывал Вольта свой оригинальный физический опыт.- Это оказывается достаточным, чтобы тотчас же или каждый раз, как производится соприкосновение, получить явление света или преходящей молнии в глазу».
Молнии озарений освещали дальнейшие мысли Вольты, и наконец 20 марта 1800 года в письме к сэру Джозефу Бэнксу, президенту Лондонского Королевского общества, Вольта подробно расскажет об изобретенном им новом источнике электричества: «…я взял несколько дюжин круглых медных пластинок, а еще лучше серебряных диаметром примерно в один дюйм и такое же количество оловянных или лучше цинковых пластинок. Затем из пористого материала, который может впитывать и удерживать много влаги (картон, кожа), я вырезал достаточное количество кружков. Все эти пластинки я расположил таким образом, что металлы накладывались друг на друга всегда в одном и том же порядке и что каждая пара пластинок отделялась от следующей влажным кружком из картона или кожи…»
А. Вольта в лаборатории и фотография одного из изобретенных им «вольтовых столбов», первой в мире электрохимической батареи.
Электрохимические батареи, которые сначала все называли «вольтовыми столбами», начали свое победное шествие по земному шару. Из лабораторий ученых они сейчас проникли всюду, путешествуя в самые отдаленные уголки земли,- ведь удобные переносные радиоприемники, магнитофоны, телевизоры работают в местах, где нет знакомой электрической розетки от центральной электросети, благодаря маленьким и емким электрохимическим батарейкам, а автомобили трогаются в путь, получив сильный импульс электрического тока от большой стартерной электрохимической батареи.
Собрав достаточное количество монет из разных сплавов и картонных кружков, каждый школьник сейчас может составить источник тока по рецепту Вольты.
В декабре 1801 года Алессандро Вольта после доклада перед Французской Академией наук получает из рук Наполеона Большую золотую медаль, присуждаемую за выдающиеся достижения в науке. Вольте в это время 56 лет, он опровергает своей судьбой устоявшееся мнение, что открытия в физике совершаются только до 30 лет…
Наполеон всегда помнил о Вольте, питая к нему, видимо, не только глубокое уважение, но и сердечную привязанность. Когда первооткрыватель нового источника электрической энергии хотел оставить университетскую кафедру, то Наполеон сказал: «…добрый генерал должен умереть на поле чести» - и просил передать Вольте, что если чтение лекций отвлекает его от исследовательской работы, то «…если хочет, пусть читает одну лекцию в год». Вольта остался в университете.
Термоэлектрический эффект
Через двадцать лет был изобретен еще один источник тока - термоэлектрический. Оказалось, что, нагревая теплом руки, пламенем свечи или керосиновой лампы спай двух проволочек из разных металлов, можно с других, свободных концов проволочек «снять» заметный электрический сигнал.
Причину возникновения термоэлектрического эффекта физики смогли объяснить до конца только в тридцатые годы нашего столетия. Свободные электроны в одной из проволочек под действием теплоты быстрее двигаются к холодному концу, чем в другой! Разница в количестве электронов приводит к появлению электрического напряжения между двумя проволочками. Если их присоединить к внешней электрической цепи, то в ней потечет электрический ток - количество электронов во всех участках цепи начнет выравниваться…
«Внуки» столбов Вольты - удобные, маленькие, легкие современные батарейки прочно вошли в нашу жизнь. Этой милой девочке кажется, что сломанную заводную игрушку можно оживить, если положить ей в рот батарейку.
Описанное явление можно сравнить с горным водопадом, с опусканием воды в речных шлюзах, с работой гидроэлектростанции: мы затратили энергию на подъем воды наверх - вода отдает ее, падая вниз.
С изобретением каждого нового источника тока ученые, изучавшие электричество, могли не только упростить и улучшить свои лабораторные эксперименты. Они с интересом обнаруживали, что таинственное электричество возникает под действием совершенно разнородных сил, например тепла или еще неизвестных химических реакций на границе между металлами и водой в «вольтовых столбах». Лишь проникновение в структуру вещества, в атомную и молекулярную природу материи, позволило понять, что объединяет эти столь различные внешне явления.
Кстати, сам Вольта скромно именовал свое изобретение «искусственным электрическим органом» и предложил в честь Гальвани называть электрохимические батарейки «гальваническими элементами». Вольта подал своим многочисленным потомкам в науке пример, достойный подражания. И не потому ли так часто до сих пор применяются слова: гальванические элементы, которые давно уже пишутся без кавычек…
