Вольтагаас Гасснер хүртэл буюу 19-р зууны химийн гүйдлийн эх үүсвэрүүд. Аллесандро Вольта ба анхны цахилгаан химийн генератор (Волтайн багана) Луижи Галванигийн бүтээлүүд

Одоо бид Гилбертийн бүтээл хэвлэгдсэнээс хойш бараг хоёр зуун жилийн дараа хийсэн судалгааны талаар ярих болно. Эдгээр нь Италийн анатоми, анагаах ухааны профессор Луижи Галвани, Италийн физикийн профессор Алессандро Вольта нарын нэртэй холбоотой юм.

Булонийн их сургуулийн анатомийн лабораторид Луижи Галвани туршилт хийсэн бөгөөд түүний тайлбар нь дэлхийн бүх эрдэмтдийг цочирдуулсан юм. Лабораторийн ширээн дээр мэлхийнүүдийг задалсан. Туршилтын зорилго нь тэдний мөчний нүцгэн мэдрэлийг харуулах, ажиглах явдал байв. Энэ ширээн дээр цахилгаан статик машин байсан бөгөөд түүний тусламжтайгаар оч үүсгэж, судалжээ. Луижи Галванигийн өөрийнх нь “Булчингийн хөдөлгөөний үеийн цахилгаан хүчний тухай” бүтээлээс хэлсэн үгийг иш татъя: “... Нэг туслах маань мэлхийний гуяны дотоод мэдрэлд санамсаргүй байдлаар маш хөнгөхөн хүрч, мэлхийн хөл огцом татлаа. ” Мөн цааш нь: "... Энэ нь машины конденсатораас оч гарах үед боломжтой юм."

Энэ үзэгдлийг дараах байдлаар тайлбарлаж болно. Оч гарч буй хэсгийн агаарын атом, молекулууд өөрчлөгдөж буй цахилгаан орны нөлөөлөлд өртөж, улмаар цахилгаан цэнэгийг олж авч, саармаг байхаа болино. Үүссэн ион ба цахилгаан цэнэгтэй молекулууд нь цахилгаан статик машинаас тодорхой, харьцангуй богино зайд тархдаг тул хөдөлж, агаарын молекулуудтай мөргөлдөхдөө цэнэгээ алддаг. Үүний зэрэгцээ тэдгээр нь газрын гадаргуугаас сайн тусгаарлагдсан металл объектууд дээр хуримтлагдаж, газар руу дамжуулагч цахилгаан хэлхээ үүссэн тохиолдолд цэнэггүй болдог. Лабораторийн шал нь хуурай, модон байв. Тэрээр Галванигийн ажиллаж байсан өрөөг газраас сайн дулаалжээ. Цэнэгүүд хуримтлагдсан объект нь металл хусуур байв. Мэлхийний мэдрэлд хуйхыг бага зэрэг шүргэх нь хясаан дээр хуримтлагдсан статик цахилгааныг "цэвэршүүлэхэд" хүргэдэг бөгөөд ингэснээр хөл нь ямар ч механик гэмтэлгүйгээр татагдахад хүргэдэг. Цахилгаан статик индукцийн улмаас үүссэн хоёрдогч цэнэгийн үзэгдэл тухайн үед аль хэдийн мэдэгдэж байсан.

Туршилтын гайхалтай авъяас чадвар, олон тооны олон төрлийн судалгаа явуулсан нь Галванид цахилгаан инженерчлэлийн цаашдын хөгжилд чухал ач холбогдолтой өөр нэг үзэгдлийг нээх боломжийг олгосон. Агаар мандлын цахилгааныг судлах туршилтууд явагдаж байна. Галванигийн өөрийнх нь хэлснийг иш татъя: “... дэмий хүлээлтээс залхаж... эхэлсэн... нугасанд наалдсан зэс дэгээг төмөр сараалжтай тулж шахаж – мэлхийн хөл агшжээ. Гадаа биш, дотор нь ажиллаж байгаа цахилгаан статик машин байхгүй үед хийсэн туршилтын үр дүн нь мэлхийний биед хүрэх үед цахилгаан статик машины очоос үүссэн агшилттай адил мэлхийн булчин агшилт үүсдэг болохыг баталжээ. нэгэн зэрэг хоёр өөр металл объект - утас, зэс, мөнгө эсвэл төмөр хавтан. Галванигаас өмнө ийм үзэгдлийг хэн ч ажиглаж байгаагүй. Ажиглалтын үр дүнд үндэслэн тэрээр зоримог, хоёрдмол утгагүй дүгнэлт хийдэг. Цахилгаан эрчим хүчний өөр нэг эх үүсвэр байдаг, энэ нь "амьтны" цахилгаан юм (энэ нэр томъёо нь "амьд эд эсийн цахилгаан үйл ажиллагаа" гэсэн нэр томъёотой тэнцүү). Амьд булчин нь Лейдений сав шиг конденсатор бөгөөд түүний дотор эерэг цахилгаан хуримтлагддаг гэж Галвани үзэж байна. Мэлхийн мэдрэл нь дотоод "дамжуулагчийн" үүргийг гүйцэтгэдэг. Хоёр металл дамжуулагчийг булчинд холбосноор цахилгаан гүйдэл үүсэх бөгөөд энэ нь цахилгаан статик машинаас гарсан оч шиг булчин агшихад хүргэдэг.

Галвани зөвхөн мэлхийн булчинд хоёрдмол утгагүй үр дүнд хүрэхийн тулд туршилт хийсэн. Магадгүй энэ нь түүнд мэлхийн хөлний "физиологийн бэлдмэл" -ийг цахилгаан эрчим хүчний тоолуур болгон ашиглахыг санал болгох боломжийг олгосон байх. Үүнтэй ижил төстэй физиологийн үзүүлэлтийг үнэлэх цахилгаан эрчим хүчний хэмжүүр нь нугасны дундуур дамждаг дэгээгээр нэгэн зэрэг шүргэсэн металл хавтанд хүрэх үед сарвууг өргөх, унах үйл ажиллагаа байв. мэлхийн утас, нэгж хугацаанд сарвуугаа өргөх давтамж. Хэсэг хугацааны туршид ийм физиологийн үзүүлэлтийг нэр хүндтэй физикчид, ялангуяа Георг Ом хүртэл ашиглаж байсан.

Галванигийн хийсэн электрофизиологийн туршилт нь Алессандро Вольтад цахилгаан эрчим хүчний анхны цахилгаан химийн эх үүсвэрийг бий болгох боломжийг олгосон бөгөөд энэ нь эргээд цахилгаан инженерчлэлийн хөгжилд шинэ эрин үеийг нээсэн юм.

Алессандро Вольта бол Галванигийн нээлтийг үнэлсэн анхны хүмүүсийн нэг юм. Тэрээр Галванигийн туршилтыг маш болгоомжтой давтаж, түүний үр дүнг баталгаажуулсан олон тоо баримт хүлээн авдаг. Гэхдээ аль хэдийн "Амьтны цахилгааны тухай" анхны нийтлэлүүддээ болон 1792 оны 4-р сарын 3-ны өдрийн доктор Борониод бичсэн захидалдаа Вольта ажиглагдсан үзэгдлийг "амьтны" цахилгааны байр сууринаас тайлбарладаг Галванигаас ялгаатай нь химийн болон физикийн үзэгдлүүдийг онцолсон байдаг. Вольта эдгээр туршилтуудад өөр өөр металл (цайры, зэс, хар тугалга, мөнгө, төмөр) ашиглахын ач холбогдлыг тогтоож, тэдгээрийн хооронд хүчилд дэвтээсэн даавууг байрлуулсан байна.

Вольта ингэж бичжээ: "Галванигийн туршилтанд цахилгааны эх үүсвэр нь мэлхий. Гэсэн хэдий ч мэлхий эсвэл ямар нэгэн амьтан гэж юу вэ? Юуны өмнө эдгээр нь мэдрэл, булчингууд бөгөөд тэдгээр нь янз бүрийн химийн нэгдлүүдийг агуулдаг. Хэрвээ задалсан мэлхийн мэдрэл булчингууд нь хоёр өөр металлтай нийлдэг бөгөөд ийм хэлхээ хаагдах үед цахилгаан нөлөө гарч ирдэг.Миний сүүлчийн туршилтанд хоёр өөр металл оролцсон - эдгээр нь станиол (хар тугалга) ба мөнгө юм. Шингэнийг хэлний шүлс тоглодог байв.Хэлхээг холбогч хавтангаар хааснаар би цахилгаан шингэнийг нэг газраас нөгөөд тасралтгүй хөдөлгөх нөхцөлийг бүрдүүлсэн.Гэхдээ би эдгээр төмөр зүйлийг зүгээр л усанд хийж, эсвэл Шүлстэй төстэй шингэн болж хувирдаг, "амьтны" цахилгаан түүнтэй ямар холбоотой вэ?"

Вольтагийн хийсэн туршилтууд нь чийгтэй даавуу эсвэл хүчиллэг уусмалд дэвтээсэн даавуунд хүрэх үед цахилгаан үйл ажиллагааны эх үүсвэр нь өөр өөр металлын гинж юм гэсэн дүгнэлтийг гаргах боломжийг бидэнд олгодог.

Вольта найз Васаги эмчдээ бичсэн захидлуудынхаа нэгэнд (эмчийн цахилгааныг сонирхож байгаагийн нэг жишээ) "Бүх үйлдэл нь цахилгаан шингэн орж ирдэг металлаас үүсдэг гэдэгт би эртнээс итгэлтэй байсан. чийгтэй эсвэл устай бие.Үүний үндсэн дээр цахилгааны бүх шинэ үзэгдлийг металд хамааруулж, "амьтны цахилгаан" гэсэн нэрийг "металл цахилгаан" гэсэн хэллэгээр солих эрхтэй гэж би бодож байна.

Вольтагийн хэлснээр мэлхийн хөл бол мэдрэмтгий цахилгаан дуран юм. Галвани, Вольта хоёрын хооронд, мөн тэдний дагалдагчдын хооронд түүхэн маргаан үүссэн - "амьтны" эсвэл "металл" цахилгааны тухай маргаан.

Галвани бууж өгсөнгүй. Тэрээр металыг туршилтаас бүрмөсөн хасч, мэлхийнүүдийг хүртэл шилэн хутгаар задалсан байна. Ийм туршилт хийсэн ч гэсэн мэлхийний гуяны мэдрэл булчинд нь хүрэх нь металлын оролцоотой харьцуулахад хамаагүй бага боловч тодорхой мэдэгдэхүйц агшилтыг бий болгосон нь тогтоогджээ. Энэ нь зүрх судасны болон бусад олон хүний ​​тогтолцооны орчин үеийн электродиагностик дээр үндэслэсэн био цахилгаан үзэгдлийн анхны бичлэг байв.

Вольта нээсэн ер бусын үзэгдлүүдийн мөн чанарыг тайлахыг оролдож байна. Тэрээр өөртөө дараах асуудлыг тодорхой томьёолжээ: “Цахилгаан үүслийн шалтгаан юу вэ?” гэж би өөрөөсөө та бүгдийн адил ингэж асуусан. Бодлогууд намайг нэг шийдэлд хөтөлсөн: хоёр өөр металлын шүргэлцэхээс эхлээд. жишээлбэл, мөнгө, цайр хоёр металлын цахилгааны тэнцвэр алдагддаг.Металлуудын хүрэлцэх цэг дээр эерэг цахилгаан нь мөнгөнөөс цайр руу чиглэж, сүүлчийнх нь дээр хуримтлагддаг бол сөрөг цахилгаан нь мөнгөн дээр төвлөрдөг. Энэ нь цахилгаан бодис тодорхой чиглэлд хөдөлдөг гэсэн үг юм.Би мөнгө, цайрын хавтанг завсрын зайгүй, өөрөөр хэлбэл цайрын хавтангууд нь мөнгөн хавтантай шүргэлцэж байх үед тэдгээрийн ерөнхий нөлөө нь тэг болж буурсан. Цахилгаан үр нөлөөг нэмэгдүүлэх эсвэл нэгтгэхийн тулд цайрын хавтан бүрийг зөвхөн нэг мөнгөтэй холбож, хамгийн олон тооны хосыг дарааллаар нь нэмнэ. Энэ нь цайрын хавтан бүр дээр нойтон даавуу тавьж, улмаар дараагийн хосын мөнгөн хавтангаас тусгаарлах замаар хийгддэг." Вольтагийн хэлсэн ихэнх нь орчин үеийн шинжлэх ухааны санааны үүднээс одоо ч гэсэн ач холбогдлоо алдаагүй байна.

Харамсалтай нь энэ маргаан эмгэнэлтэйгээр тасалдсан. Наполеоны арми Италийг эзэлсэн. Галвани шинэ засгийн газарт тангараг өргөхөөс татгалзсныхаа төлөө сандлаа алдаж, ажлаасаа халагдаж, удалгүй нас баржээ. Маргааны хоёр дахь оролцогч Вольта хоёр эрдэмтний нээлтийг бүрэн хүлээн зөвшөөрөх хүртэл амьдарсан. Түүхэн маргаанд хоёулаа зөв байсан. Биологич Галвани шинжлэх ухааны түүхэнд био цахилгааныг үндэслэгч, физикч Вольта - цахилгаан химийн гүйдлийн эх үүсвэрийг үндэслэгчээр оржээ.

"Тургуулийн ..." гарч ирсэн нь янз бүрийн улс орнуудад ихээхэн сонирхлыг төрүүлэв. Түүний хоёр дахь хэвлэл ирэх онд хэвлэгдэнэ. Галвани богино хугацаанд алдартай болсон. Олон алдартай эрдэмтэд түүний туршилтыг давтаж, үр дүнг шалгаж эхлэв. Тэдний дунд Италийн физикч Алессандро Вольта залуудаа Аббот Ноллегийн захидал харилцааны оюутан байжээ.

Энэ үед (1792) Вольта аль хэдийн алдартай физикч, Павиагийн их сургуулийн профессор, Лондонгийн хааны нийгэмлэгийн гишүүн байсан. Энэ үед тэрээр шинэ мэдрэмтгий электроскоп, цахилгаан конденсатор болон бусад олон хэрэгслийг зохион бүтээжээ. Түүний амьдралынхаа туршид шинжлэх ухааны сонирхол нь голчлон цахилгаантай холбоотой байсан бөгөөд Галванигийн ажил түүнд асар их сэтгэгдэл төрүүлсэн.

Тэрээр “Тургууль...”-ийг хүлээн авснаас хойшхи эхний 10 хоногт маш олон шинэ туршилт хийж, Галванигийн үр дүнг бүрэн баталж, шинжлэх ухааны энэ шинэ салбарт нэгэн хэмжүүр нэвтрүүлэх, өөрөөр хэлбэл, тоон судалгаа хийхээр зорив. "Амьтны цахилгаан", түүний үнэ цэнийг цахилгаан хэмжигчээр хэмжиж, булчингийн агшилтыг үүсгэхэд шаардагдах цэнэгийн хэмжээг хэмжинэ ("Эцсийн эцэст хэрэв та үзэгдлийг хэмжүүр, хэмжилтээр бууруулахгүй бол үнэ цэнэтэй зүйл хэзээ ч хийж чадахгүй, ялангуяа физикт" гэж Вольта бичжээ. ).

Эхний туршилтаар бид мэлхийн бэлдмэл нь цахилгаан гүйдэлд маш мэдрэмтгий байдгийг олж мэдсэн бөгөөд Лейден савны ийм сул цэнэг нь хамгийн сайн цахилгаан хэмжигчээр тогтоогддоггүй агшилттай байдаг.

Галвани бүх туршилтууддаа төмөр дамжуулагчийн нэг үзүүрийг мэдрэлд, нөгөө үзүүрийг булчинд наасан. Энэ нь түүний булчин бол мэдрэлээр дамждаг Лейден сав юм гэсэн санаатай холбоотой юм.

Вольта туршилтын нөхцлийг төрөлжүүлж, янз бүрийн бэлтгэл хийж, дамжуулагчийг янз бүрийн аргаар хэрэглэсэн. Тэрээр асуудлын тоон талыг сонирхож байгаа тул хамгийн бага цэнэг нь булчингийн агшилтыг үүсгэдэг нөхцөлийг эрэлхийлдэг. Үүний зэрэгцээ тэрээр сайн бэлтгэгдсэн мэдрэлийн хоёр өөр хэсгийг гадны дамжуулагчаар хаахад хамгийн сайн агшилт үүсдэг болохыг олж мэдэв. Эндээс тэрээр утас, мэдрэлээр дамждаг булчин биш, харин эсрэгээр цочролд илүү мэдрэмтгий мэдрэл нь догдолж, булчинд ямар нэгэн зүйл дамжуулдаг гэж дүгнэжээ.

Тиймээс Вольта Галванигийн онолын үзэл бодолд итгэх итгэл аль хэдийнээ ихээхэн ганхсан байна. Хэрэв Галвани булчинг "амьтны цахилгаан" эх үүсвэр гэж андуурсан бол тэр өөр алдаа гаргаж магадгүй юм. Тиймээс Вольта Галванигийн ажлын үндэс болох "амьтны цахилгаан" байгаа эсэхэд эргэлзэж байна.

Тэрээр асуулт тавьж байна: яагаад бүх зүйлд ижил төстэй нэг мэдрэлийн хоёр ойрхон цэгийн хооронд дамжуулагчтай богино холболт үүссэн үед ялгадас үүсдэг вэ? Энэ нь учир шалтгааны зарчимтай зөрчилдөж байна. Туршилт амжилттай болохын тулд хаалтын дамжуулагч яагаад хоёр өөр металлаас бүрдэх ёстой вэ? Эцсийн эцэст, Галванигийн үзэж байгаагаар энэ дамжуулагчийн үүрэг бол зөвхөн хэлхээг хаах явдал юм. Гэхдээ нэг төрлийн металл нь хэлхээг дуусгахад хангалттай.

Вольта энэ асуудлыг нарийвчлан судалж эхэлдэг. Тэрээр янз бүрийн хос металлыг хослуулахыг оролддог. Хэрэв эдгээр металлууд нь энгийн дамжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бол тэдгээрийн мөн чанар нь хамаагүй байх ёстой. Гэхдээ ямар нэг шалтгаанаар эдгээр металлууд өөрсдөө цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр болдог бол (Гилбертийн эрх мэдлийг даван туулж чадсан Вольтагийн шинэ хувьсгалт санаа энд байна!), эх үүсвэрийн хүч нь металлын хослолоос хамаарна. Вольта ийм хамаарлыг олж мэдэв.

Цайр, цагаан тугалга, хар тугалга, төмөр, гууль, хүрэл, зэс, цагаан алт, алт, мөнгө, мөнгөн ус, бал чулуу, нүүрс зэрэг хоёр өөр бодисын мэлхийн бэлдмэлд үзүүлэх нөлөө нь бие биенээсээ хол байх тусам илүү хүчтэй байдаг. .

1794 оны ажилд өгөгдсөн энэхүү тоололоос Вольта хэр идэвхтэй туршилт хийсэн нь тодорхой харагдаж байна. Галванигийн туршилтын цахилгааны эх үүсвэр нь мэлхийн булчин биш, харин Галвани түүнд хүрсэн хоёр металл байсан гэдэгт тэрээр улам бүр итгэлтэй байна.

Гэхдээ Галвани ганц металл хэрэглэж байсан ч булчингийн агшилтыг ажигласан! Вольта энэ тохиолдлыг нарийвчлан судалж, хоёр ширхэг зэс өөр өөр хольц агуулж болохыг харуулсан бөгөөд энэ нь хоёр өөр металл шиг ажиллахын тулд утасны нэг үзүүрийг бохирдуулах нь хангалттай бөгөөд нэг ширхэгийн эсрэг талын ирмэг дээр температурын бага зөрүүтэй байдаг. өдөөлт гэх мэт үүрэг гүйцэтгэхэд металл хангалттай.

Эцэст нь Вольта эцсийн дүгнэлтийг хийж байна: хоёр өөр металлын холбоо нь "амьд" электроскоп хариу үйлдэл үзүүлдэг цахилгааны шинэ эх үүсвэр юм. Энэ бол Галванигийн туршилтыг яг таг тайлбарлаж байна!

Вольтагийн энэхүү дүгнэлтийг олон янзын туршилтууд баталж байна. Жишээлбэл, Вольта нь мөнгө, цагаан тугалгатай утсыг авч, эдгээр утаснуудын зарим үзүүрийг хооронд нь холбож, нөгөө үзүүрээр нь хэлэнд хүрдэг: нэг металл нь хамгийн үзүүрт, нөгөө нь арай хол байна.

Хэлний үзүүрт мөнгө түрхвэл шүлтлэг амт мэдрэгдэж, цагаан тугалга түрхвэл исгэлэн амттай болохыг олж мэдэв. Хэрэв цахилгааны эх үүсвэр нь хэлний булчин байсан бол амт нь хаалтын металлын өөрчлөлтөөс өөрчлөгдөх ёсгүй гэж Вольта үзэж байна. Гэхдээ цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийн үүргийг хоёр өөр металл гүйцэтгэдэг бол тэдгээрийн байрлалыг өөрчилснөөр бид "нэмэх" ба "хасах" байрлалыг өөрчилдөг нь тодорхой байна. Зарим тохиолдолд цахилгаан шингэн нь хэлний үзүүрийн мэдрэл рүү орж, нөгөөд нь орхидог. Энэ нь янз бүрийн амтыг үүсгэдэг. Магадгүй бүх мэдрэхүйн ажил нь цахилгаантай холбоотой байж болох уу? - гэж Вольта асуув (мөн бидний одоо мэдэж байгаагаар энэ нь яг тийм юм).

Бидний тайлбарлаж буй эрин үед гайхалтай туршилтуудыг хийх моод байсныг та санаж байна. Зэс дэгээнд өлгөөтэй мэлхийн хөл мөнгөн хайрцагт хүрэх үед Галвани "цахилгаан мэдрэлийн дүүжин" туршилтыг хийжээ. (Энэ бүхэн зэс, мөнгөний тухай! - Вольта хэлэх болно.) Мөн Вольта гайхалтай туршилт хийжээ.

Дөрвөн хүн “... бие биедээ гинж үүсгэж, нэг нь хөршийнхөө хэлний үзүүрт хуруугаараа хүрч, нөгөө нь нөгөө хөршийнхөө нүдний алимны гадаргууд мөн адил хүрч, нөгөө хоёр нь нойтон хуруугаараа нэгийг барина. сарвуугаар нөгөө нь шинэхэн бэлдсэн нуруугаар.. мэлхий

Эцэст нь, эгнээний эхнийх нь нойтон гартаа цайрын хавтанг барьж, сүүлчийнх нь мөнгөн хавтан барьж, дараа нь эдгээр ялтсуудыг харилцан холбоо барина.

Яг тэр мөчид гартаа цайр барьж байгаа хүн хэлний дээд хэсэгт исгэлэн амт мэдрэх мэдрэмж гарч ирнэ; нүдэнд? хөршийн хуруу хүрэхэд гэрлийн анивчсан мэдрэмж төрөх болно; Үүний зэрэгцээ хоёр гарт байгаа мэлхийн хөл хүчтэй агшиж эхэлнэ."

Цахилгаан шингэний замд байдаг бүх мэдрэлүүд - хэлний мэдрэл, нүдний мэдрэл, мэлхийн мэдрэл нь зүгээр л маш мэдрэмтгий цахилгаан хэмжигч ба металлууд бөгөөд тэдгээрийн холбоо барихад нөлөөлөл үүсдэг. Эдгээр нь энгийн дамжуулагч биш, харин цахилгааны "хөдөлгүүр" юм.

"Тиймээс амьтдын цахилгааны тухай ярихын оронд металлын цахилгааны тухай ярих нь илүү үндэслэлтэй" (Вольта, 1794). Тэгээд ч тэр дөрвөн хүний ​​гинжин хэлхээнд байгаа хүмүүс мөнгө, цайр барьдаггүй, зүгээр л гараараа хүрч байвал юу ч болохгүй. Галванигийн хэлснээр, мэлхийн дотор байрлах "амьд Лейден савны" ялгадас нь илүү амжилттай явагдах ёстой, учир нь хаалтын хэлхээ богиносч, үүнээс ямар нэгэн зүйл нэмэлгүйгээр хэсэг нь хасагдсан; гэхдээ ямар ч нөлөө байхгүй. Энэ нь шалтгаан нь мэлхийнд биш, харин металлууд - мөнгө, цайртай харьцдаг гэсэн үг юм.

Вольта зөв байсан нь өгөгдсөн жишээнүүдээс тодорхой харагдаж байна. Галванигийн алдарт зохиолд "амьтны цахилгаан" байдаг тухай нотлох баримт байдаггүй.

Галванигийн 1786 оны 9-р сарын 26-нд электробиологийн төрсөн өдөр хийсэн ажиглалт нь цэвэр физик үзэгдлээс үүдэлтэй бөгөөд үүний үндсэн дээр Вольта шууд гүйдлийн эх үүсвэрийг зохион бүтээсэн: гальваник элемент буюу вольт багана.

Энэхүү шинэ бүтээл нь цахилгаан, цахилгааны инженерийн сургаалыг эрчимтэй хөгжүүлэхэд хүргэж, 19-р зууныг зөвхөн уурын төдийгүй цахилгаан эрчим хүчний зуун болгох болно.

Найз нөхөд, дагалдагчдын тусламж, А.Гумбольдт зэрэг томоохон байгалийн судлаачдын дэмжлэгийг үл харгалзан Галвани Вольтатай маргалдсангүй. Вольтын аргументууд нэлээд үнэмшилтэй мэт санагдсан. 1797 онд эцсийн уналт болсон: улс төрийн шалтгаанаар Галвани их сургуулиас хөөгдөв. Ажил хийх боломжоо алдаж, жилийн дараа нас баржээ.

Гэсэн хэдий ч энэ удаад Вольта буруу байсан. Галвани дээр дурьдсан гурван туршилтанд үнэндээ "амьтны цахилгаан" -тай харьцаж байсан бөгөөд эцэст нь үүнийг олж чадсан юм.

Тогтмол гүйдлийн эх үүсвэрийг зохион бүтээсний дараа Вольта алдартай болж, хүн бүр хүлээн зөвшөөрөв. 1801 онд Наполеон түүнийг Парист урьж, Шинжлэх ухааны академид алдарт Вольтай баганаа үзүүлжээ.Вольта 1827 онд 82 насандаа алдар суунд дарагдан нас баржээ.

Беркинблит M. B., Glagoleva E. G. "Амьд организм дахь цахилгаан"

Вольта түүний электрофор нь "цэнэглэснээс хойш гурав хоногийн дараа ч үргэлжлүүлэн ажиллана" гэж хэлэв. Мөн цааш нь: "Миний машин цаг агаарын ямар ч нөхцөлд цахилгаан эрчим хүч авах боломжтой болгож, хамгийн сайн диск, бөмбөгөөс илүү сайн нөлөө үзүүлдэг. (электростатик - зохиогчийн тэмдэглэл)машинууд." Тэгэхээр электрофор гэдэг нь статик цахилгааны хүчтэй ялгадас гаргах боломжийг олгодог төхөөрөмж юм. Үүнээс гаргаж авсан вольт нь "арав, арван хоёр хурууны зузаан, түүнээс ч илүү оч үүсгэдэг...".

Вольтагийн электрофор нь "электрофор" гэж нэрлэгддэг индукцийн бүхэл бүтэн ангиллын машиныг бүтээх үндэс суурь болсон.

1776 онд Вольта хийн гар бууг зохион бүтээжээ - "Вольта гар буу" бөгөөд үүнд метан хий цахилгаан очоос дэлбэрч байв.

1779 онд Вольта Павиа хотын мянган жилийн түүхтэй их сургуулийн физикийн тэнхимийн эрхлэгчээр ажиллах урилга авч, тэнд 36 жил ажилласан байна.

Дэвшилтэт, зоригтой профессор тэрээр латин хэлийг эвдэж, итали хэлээр бичсэн номнуудаас оюутнуудад хичээл заадаг.

Вольта маш их аялдаг: Брюссель, Амстердам, Парис, Лондон, Берлин. Хот болгонд эрдэмтдийн хурал түүнийг угтаж, хүндэтгэл үзүүлж, алтан медаль гардуулдаг. Гэсэн хэдий ч Вольтагийн "хамгийн сайн цаг" өмнө нь байгаа бөгөөд энэ нь хорин гаруй жилийн дараа ирнэ. Энэ хооронд тэрээр арван таван жилийн турш цахилгаан эрчим хүчний судалгаанаас холдож, профессороор хэмжигдэх амьдралаар амьдарч, өөрийн сонирхсон янз бүрийн зүйлд оролцдог. Дөч гаруй настайдаа Вольта язгууртан Тереза ​​Пеллегринатай гэрлэж, түүнд гурван хүү төрүүлжээ.

Тэгээд одоо - сенсаци! Профессор Галванигийн саяхан хэвлэгдсэн "Булчингийн хөдөлгөөн дэх цахилгаан хүчний тухай" зохиолтой танилцав. Вольтагийн байр суурийг өөрчлөх нь сонирхолтой юм. Эхлээд тэр уг зохиолыг эргэлзээтэй хүлээж авдаг. Дараа нь тэр Галванигийн туршилтыг давтаж, 1792 оны 4-р сарын 3-нд тэрээр сүүлчийнхдээ: "... Би эдгээр гайхамшгуудыг нүдээр харж, ажигласнаас хойш итгэлгүй байдлаас фанатизм руу шилжсэн байх" гэж бичжээ.

Гэсэн хэдий ч энэ байдал удаан үргэлжилсэнгүй. 1792 оны 5-р сарын 5-нд тэрээр их сургуулийнхаа лекц дээр Галванигийн туршилтыг магтан дуулж байсан боловч 5-р сарын 14-ний өдрийн дараагийн лекц нь мэлхий бол зөвхөн цахилгааны үзүүлэлт юм гэсэн санааг илэрхийлсэн маргаантай хэлбэрээр явагдсан. , "алтан навчтай хамгийн мэдрэмтгий электрометрээс хэдэн арван дахин илүү мэдрэмтгий цахилгаан хэмжигч."

Удалгүй физикчийн хурц нүд физиологич Галванигийн анхаарлыг татаагүй зүйлийг анзаарав: мэлхийн хөл чичирч байгаа нь хоёр өөр металлын утсанд хүрэхэд л ажиглагддаг. Вольта булчингууд нь цахилгаан үүсгэхэд оролцдоггүй бөгөөд тэдгээрийн агшилт нь мэдрэлийн өдөөлтөөс үүдэлтэй хоёрдогч нөлөө юм. Үүнийг батлахын тулд тэрээр цагаан тугалга, тугалган хавтанг үзүүрт нь түрхэхэд хэл дээр исгэлэн амт мэдрэгдэж, хэлний дунд эсвэл хацар дээр мөнгө, алтан зоос түрхэхэд алдартай туршилт хийжээ. хавтан ба зоос нь утсаар холбогдсон байна. Бид хоёр батерейны контактыг нэгэн зэрэг долоох үед ижил төстэй амтыг мэдэрдэг. Металл эд зүйлсийг хэлээр солиход исгэлэн амт нь "шүлтлэг" болж хувирдаг, өөрөөр хэлбэл гашуун амтыг өгдөг.

1792 оны 6-р сард Вольта Галванигийн туршилтыг давтаж эхэлснээс хойш ердөө гуравхан сарын дараа тэрээр эргэлзэхээ больсон: "Тиймээс металууд нь зөвхөн маш сайн дамжуулагч төдийгүй цахилгаан хөдөлгүүр юм; тэд зөвхөн цахилгаан дамжуулах хамгийн хялбар замыг өгдөг.

шингэн, ... гэхдээ тэд өөрсдөө энэ шингэнийг гаргаж аваад, идиоэлектрикийг үрэхэд тохиолддогтой адил тэнцвэргүй байдлыг үүсгэдэг" (Тэд үүнийг Вольтагийн үед үрэлтийн улмаас цахилгаанжсан биет гэж нэрлэдэг байсан - зохиогчийн тэмдэглэл).

Тиймээс Вольта контактын стрессийн хуулийг тогтоожээ: хоёр өөр металл нь хоёулангийнх нь хооронд "тэнцвэрийн тэнцвэргүй байдал" (орчин үеийн хэллэгээр бол боломжит зөрүүг бий болгодог) үүсгэдэг бөгөөд үүний дараа тэрээр ийм аргаар олж авсан цахилгааныг "амьтан" гэж нэрлэхийг санал болгов. металл". Энэ нь түүний жинхэнэ агуу бүтээлд хүрэх долоон жилийн аянаа эхэлсэн юм.

Контакт потенциалын зөрүүг (CPD) хэмжих өвөрмөц туршилтуудын эхний цувралын үр дүнд элементүүдийг цайр, цагаан тугалга, хар тугалга, цагаан тугалга, төмөр, хүрэл, зэс, цагаан алт, алт, мөнгө, мөнгөн ус, бал чулуу (Вольта бал чулууг металл гэж андуурсан - зохиогчийн тэмдэглэл).

Тэд тус бүр цувралын дараагийн гишүүдтэй харьцахдаа эерэг цэнэгийг хүлээн авдаг бөгөөд дараагийнх нь сөрөг цэнэгийг хүлээн авдаг. Жишээлбэл, төмөр (+) / зэс (-); цайр (+) / мөнгө (-) гэх мэт Вольта нь хоёр металлын цахилгаан өдөөлт, эсвэл цахилгаан хөдөлгөгч хүч гэж нэрлэгддэг. Энэ хүч нь цахилгааныг хөдөлгөж, металлуудын хооронд хүчдэлийн зөрүү үүсдэг. Вольта цааш нь металлууд бие биенээсээ хол байх тусам хүчдэлийн зөрүү их байх болно гэдгийг тогтоожээ. Жишээлбэл, төмөр/зэс - 2, хар тугалга/цагаан тугалга - 1, цайр/мөнгө - 12.

1796-1797 онд Нэг чухал хууль илэрсэн: цувралын хоёр гишүүний хоорондох боломжит зөрүү нь бүх завсрын нөхцлийн боломжит зөрүүний нийлбэртэй тэнцүү байна.

A/B + B/C + C/D + D/E + E/F = A/F.

Үнэхээр 12 = 1 + 2 + 3 + 1 + 5.

Нэмж дурдахад туршилтууд нь "хаалттай цуваа" -д хүчдэлийн зөрүү үүсдэггүй болохыг харуулсан. A/B + B/C + C/D + D/A = 0. Энэ нь хэд хэдэн цэвэр металл контактуудаар дамжуулан зөвхөн хоёр металлтай шууд харьцахаас илүү өндөр хүчдэлд хүрэх боломжгүй гэсэн үг юм.

Орчин үеийн үүднээс авч үзвэл Вольтагийн санал болгосон контактын цахилгааны онол алдаатай байв. Тэрээр өөр төрлийн энерги зарцуулахгүйгээр гальваник гүйдэл хэлбэрээр эрчим хүчийг тасралтгүй олж авах боломжийг тооцоолсон.

Гэсэн хэдий ч 1799 оны сүүлээр Вольта хүссэн зүйлдээ хүрч чадсан юм. Тэрээр анх хоёр металл шүргэлцэхэд нэг нь нөгөөгөөсөө илүү ачаалал авдаг болохыг тогтоожээ. Жишээлбэл, зэс, цайрын хавтанг холбоход зэс хавтан нь 1, цайрын хавтан нь 12 потенциалтай байна. Дараачийн олон туршилтууд нь Вольтаг тасралтгүй цахилгаан гүйдэл нь зөвхөн хаалттай хэлхээнд л үүсдэг гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн. төрөл бүрийн дамжуулагчийн - металл (тэр үүнийг нэгдүгээр зэрэглэлийн дамжуулагч гэж нэрлэдэг) ба шингэн (түүнийг хоёрдугаар зэргийн дамжуулагч гэж нэрлэдэг).

Тиймээс Вольта үүнийг бүрэн ухамсарлахгүйгээр химийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргахад үндэслэсэн цахилгаан химийн элементийг бий болгоход хүрчээ.

18-р зууны эцэс хүртэл цахилгаан үзэгдлийг судалж буй физикчид өөрсдийн мэдэлд зөвхөн статик цахилгааны эх үүсвэрүүд байсан - хув, хайлсан хүхрийн бөмбөг, электрофор машин, Лейден сав. Английн физикч, эмч Уильям Гилберт (1544-1603) -аас эхлээд олон эрдэмтэд тэдэнтэй туршилт хийжээ. Ийм эх сурвалжууд бидний мэдэлд байгаа тул жишээлбэл, Кулоны хуулийг (1785) олж мэдэх боломжтой байсан ч Фарадейгийн хуулиудыг (1833) битгий хэл Ом-ын хуулийг (1826) нээх боломжгүй байв. Учир нь хуримтлагдсан статик цэнэг нь бага байсан бөгөөд дор хаяж хэдэн секунд үргэлжилсэн гүйдлийг хангаж чадахгүй байв.

Болоньягийн их сургуулийн анагаах ухааны профессор Луижи Галвани (1737-1798) "амьтны цахилгааныг" нээсний дараа байдал өөрчлөгдсөн. Түүний алдартай зохиолыг "Булчингийн хөдөлгөөн дэх цахилгааны хүчний тухай" гэж нэрлэдэг. Галванигийн туршилтуудын зарим нь дэлхийн хамгийн анхны радио долгионыг хүлээн авсан. Генератор нь электрофор машинаас гарсан оч, хүлээн авах антенн нь Галванигийн гарт байсан хусуур, хүлээн авагч нь мэлхийн хөл байв. Галванигийн туслах нь задалсан мэлхийнээс тодорхой зайд цахилгаан машинтай туршилт хийжээ. Үүний зэрэгцээ Галванигийн эхнэр Люсиа мэлхийний хөл машинд оч үсрэх яг тэр агшинд агшиж, санамсаргүй болон ажиглалтын үүрэг хоёулаа харагдаж байгааг анзаарчээ.

Италийн физикч Алессандро Жузеппе Антонио Анастасио Вольта (1745–1827) Галванигийн туршилтыг сонирхож эхэлжээ. Тэрээр аль хэдийн алдартай эрдэмтэн байсан: 1775 онд тэрээр давирхайн электрофорыг зохион бүтээжээ, өөрөөр хэлбэл тэрээр цахилгаан бодисыг нээсэн, 1781 онд мэдрэмтгий электроскоп, хэсэг хугацааны дараа конденсатор, электрометр болон бусад хэрэгслийг нээсэн. 1776 онд тэрээр дөлийн цахилгаан дамжуулах чанарыг нээсэн бөгөөд 1778 онд анх удаа намаг газраас цуглуулсан хийнээсээ цэвэр метан гаргаж авч, цахилгаан очоор гал асаах чадварыг харуулсан. Вольта эхлээд Галванигийн "амьтны цахилгаан" онолыг тууштай дэмжигч байсан. Гэвч түүний туршилтыг дахин давтсан нь Волтад Галванигийн туршилтыг огт өөр байдлаар тайлбарлах ёстой гэж итгүүлсэн: мэлхийн хөл бол эх үүсвэр биш, харин зөвхөн цахилгаан хүлээн авагч юм. Эх сурвалж нь бие биендээ хүрч байгаа өөр өөр металл юм. "Метал бол маш сайн дамжуулагч төдийгүй цахилгаан хөдөлгүүр юм" гэж Вольта бичжээ.

Энэ нь биднийг бүх талаар болон амьдралынхаа туршид хүрээлж буй гальван эсүүд, батерейнууд, аккумляторуудыг бий болгох боломжийг олгосон гол мэдэгдэл байв. Тэдний үйл ажиллагааны зарчмыг сургуулийн сурах бичигт тайлбарласан бөгөөд цаашдын хэлэлцүүлэгт шаардагдахаас хамаагүй илүү дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно. Үүний мөн чанар нь энгийн: дамжуулагч орчинд (электролит) хоёр өөр дамжуулагч (электрод) байдаг бөгөөд тэдгээр нь эсрэг цэнэгээр цэнэглэгддэг тул түүнтэй урвалд ордог. Хэрэв та эдгээр электродуудыг (анод ба катод) гадаад дамжуулагчтай (ачаалал) холбовол гүйдэл түүгээр урсаж эхэлнэ.

Галванийг эсэргүүцэж, Вольта эхлээд мэлхийнээс салж, түүнийг өөрийн хэлээр сольжээ. Тухайлбал, алт, мөнгөн зоосыг хэлэн дээрээ, зэс зоосыг хэлэн дээрээ тавьсан. Хоёр зоосыг утсаар холбомогц хэл дээр гар чийдэнгийн батерейны контактыг амталсан хэн бүхэнд танил болсон исгэлэн амт аманд шууд мэдрэгдэв. Дараа нь Вольта туршилтдаа зөвхөн багаж хэрэгслийг ашиглан "амьтны цахилгаан" -ыг туршилтаас бүрэн хасав.

1800 онд цахилгаан гүйдлийн анхны байнгын эх үүсвэрийг зохион бүтээх хүртэл нэг алхам үлдсэн байв. Энэ нь Вольта нь шүлтлэг уусмал эсвэл давстай усанд дэвтээсэн картон эсвэл арьсаар тусгаарлагдсан цайр, зэс ялтсуудыг цувралаар холбосон үед болсон. Энэхүү загварыг зохион бүтээгчийн нэрээр "цахилгаан багана" гэж нэрлэдэг байв. Дизайн нь хүнд, шингэн нь жийргэвчнээс шахагдсан тул Вольта үүнийг цайр, зэс (эсвэл мөнгө) тууз эсвэл дугуйлан дүрсэн хүчиллэг уусмал бүхий аягагаар сольсон. Аяга нь цувралаар холбогдсон бөгөөд батерейны терминалуудыг ойрхон байлгахын тулд Вольта өөрийн бие даасан элементүүдийг тойрог хэлбэрээр байрлуулсан. Энэхүү загварыг хэлбэр дүрсээрээ "Voltic титэм" гэж нэрлэдэг байв.

Вольта нээлтээ хийснийхээ дараа үүнийг сонирхохоо больж, шинжлэх ухааны ажлаасаа хөндийрч, цахилгааны тухай сургаалыг боловсруулах ажлыг бусад эрдэмтэд үлдээжээ. Гэхдээ Алессандро Вольтагийн цахилгааныг судлахад оруулсан хувь нэмэр маш их тул хүчдэлийн нэгжийг түүний нэрээр нэрлэсэн. Наполеон Шинжлэх ухааны академийн номын санд "Агуу Вольтерт" гэсэн бичээс бүхий лаврын хэлхээний дүрсийг хараад хэд хэдэн үсгийг устгасан тул "Их Вольта руу" гэж гарч ирэв. Вольтийн багана ба түүний өөрчлөлтүүд нь олон тооны эрдэмтдэд урт хугацааны тогтмол гүйдлийн эх үүсвэртэй туршилт хийх боломжийг олгосон. Энэ нээлтээр цахилгаан эрчим хүчний эрин үе эхэлсэн. Вольтагийн нээлтийн талаархи хамгийн урам зоригтой тоймыг түүний намтарч, Францын физикч Доминик Франсуа Араго (1786-1853) үлдээсэн байж магадгүй: "Зэс, цайр, нойтон даавуугаар хийсэн тойрог бүхий багана. Ийм хослолоос априори юу хүлээх вэ? Гэвч хачирхалтай бөгөөд идэвхгүй мэт санагдах энэ цуглуулга нь бага хэмжээний шингэнээр тусгаарлагдсан өөр өөр металлын багана нь дуран, уурын хөдөлгүүрийг эс тооцвол хүний ​​урьд өмнө хэзээ ч зохион бүтээж байгаагүй гайхалтай сумыг бүрдүүлдэг."

"Асар том батарей"

Вольта 1800 оны 3-р сард тухайн үеийн шинжлэх ухааны тэргүүлэх төв болох Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч Жозеф Бэнкс (1743-1820) руу захидал илгээж маш ухаалаг ажилласан. Захидалдаа Вольта Галванигийн дурсгалд зориулж гальваник гэж нэрлэсэн цахилгааны эх үүсвэрийнхээ янз бүрийн загварыг дүрсэлсэн байна. Бэнкс ургамал судлаач байсан тул өөрийн хамтран ажиллагсад болох физикч, химич Уильям Николсон (1753–1815), эмч, химич, Хатан хааны мэс заслын коллежийн ерөнхийлөгч Энтони Карлайл (1768–1842) нарт захидлаа үзүүлжээ. Дөрөвдүгээр сард аль хэдийн Вольтагийн тайлбарласнаар тэд 17 батерейг хийж, дараа нь 36 цуврал холбогдсон цайрын дугуйлан, хагас титэм зоосыг 925 зэрэглэлийн мөнгөөр ​​хийсэн. Тэдний хооронд давстай усанд дэвтээсэн картон дэвсгэр байрлуулсан байв.

Туршилтын үеэр Николсон цайр ба зэс дамжуулагчийн контактын ойролцоо хийн бөмбөлөг ялгарч байгааг олж мэдэв. Тэрээр цайрыг хүчил эсвэл шүлтэнд уусгаснаар олж авсан устөрөгч нь ихэвчлэн үнэртэй байдаг тул энэ нь устөрөгч болохыг тогтоожээ. Цайр нь ихэвчлэн хүнцлийн хольц агуулдаг бөгөөд энэ нь арсин болж буурдаг бөгөөд задралын бүтээгдэхүүн нь сармис шиг үнэртэй байдаг. 1800 оны 9-р сард Германы физикч Иоганн Риттер (1776-1810) усны электролизийн явцад ялгарсан хийг өөр аккумуляторын электродоос цуглуулж, хүчилтөрөгч болохыг харуулсан. Мөн онд Английн химич Уильям Круикшанк (1745-1800) цайр, зэс хавтанг хэвтээ урт хайрцагт хийж, ашигласан (хагас ууссан, урвалын бүтээгдэхүүнээр бүрхэгдсэн) цайрын электродыг солиход хялбар байсан. Ашиглаагүй үед цайрыг үрэхгүй байхын тулд электролитийг хайрцагнаас нь шавхсан. Круикшанк аммонийн хлоридын уусмалыг электролит болгон, дараа нь шингэрүүлсэн хүчил ашигласан. Фарадей хүхрийн болон азотын хүчлийн сул (1-2%) уусмалын холимогийг санал болгосон. Энэхүү электролитийн тусламжтайгаар цайр аажмаар уусч, устөрөгчийн жижиг бөмбөлөгүүдийг ялгаруулдаг. Мөн зэсийн анод дээр устөрөгч ялгарч, нэг батерейны цахилгаан эрчим хүч нь ердөө 0.5 В байв.

Цайр дээрх устөрөгчийн хувьсал нь энэ электродын туйлшралтай холбоотой бөгөөд энэ нь дотоод эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, элементийн потенциалыг бууруулдаг. Энэ үзэгдлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд анхны цахилгаан соронзыг бүтээгч Британийн физикч, цахилгааны инженер Уильям Стургеон (1783-1850) цайрын хавтангуудыг нэгтгэв. 1840 онд Английн эмч Альфред Сми (1818-1877) зэс электродыг барзгар цагаан алтаар бүрсэн мөнгөн электродоор сольсон. Энэ нь уусмалаас устөрөгчийн бөмбөлгийг ялгаруулахыг хурдасгаж, emf-ийг нэмэгдүүлсэн. Ийм батерейг цахилгаанаар бүрэх технологид өргөн ашигладаг байсан. Тиймээс Санкт-Петербург хотын Исаакийн сүмд галт зэвсгийн аргаар барималуудыг хийсэн. Металлаар электролитийн хуулбар хийх аргыг Санкт-Петербургийн академич Мориц Херманн (Борис Семенович) Якоби 1838 онд сүм хийдийн барилгын ажлын үеэр боловсруулжээ. Та энэ аргын талаар "Уран баримлын ном бүхий номын сан" вэбсайтаас уншиж болно.

Түүний цаг үеийн шилдэг батерейны нэгийг Английн нэрт эмч, химич Уильям Хайд Волластон (Уолластон, 1766-1828) угсарч, палладий, родийг нээсэн, мөн хамгийн сайн металл утас үйлдвэрлэх технологиор алдартай болсон. мэдрэмтгий багаж хэрэгсэлд ашигладаг. Эс бүрт цайрын электродыг гурван талаас нь зэс электродоор хүрээлж, устөрөгчийн бөмбөлгийг агаарт гаргадаг жижиг завсартай байв.

Английн нэрт физикч Хамфри Дэви (1778–1829) анх Вольта өөрөө өгсөн батерейгаар туршилт хийсэн; Дараа нь тэрээр аммиакийн усан уусмалаар тусгаарлагдсан зэс, цайрын хавтангаас өөрийн загвараар улам бүр хүчирхэг үйлдвэрлэж эхлэв. Түүний анхны батерей нь ийм төрлийн 60 элементээс бүрдэж байсан боловч хэдэн жилийн дараа тэрээр аль хэдийн мянган элементээс бүрдсэн маш том зайг угсарчээ. Эдгээр батерейны тусламжтайгаар тэрээр анх удаа литий, натри, кали, кальци, бари зэрэг металлыг, амальгам хэлбэрээр магни, стронцийг олж авч чаджээ.

Хамгийн том батерейны нэгийг 1802 онд физикч, цахилгааны инженер Василий Владимирович Петров (1761-1834) бүтээсэн. Түүний нэг хагас инч хэмжээтэй 4200 ширхэг зэс, цайрын хавтан бүхий "асар том батарей" нь нарийн модон хайрцагт байрладаг байв. Батерейг бүхэлд нь зэс хаалтаар цувралаар холбосон 3 м орчим урттай дөрвөн эгнээнээс бүрдсэн байв. Онолын хувьд ийм батерей нь 2500 В хүртэл хүчдэл гаргаж чаддаг ч бодит байдал дээр 1700 орчим хүчдэл өгчээ. Энэхүү аварга зай нь Петровт олон туршилт хийх боломжийг олгосон: тэрээр янз бүрийн бодисыг гүйдэлээр задалж, 1803 онд цахилгаан нумыг үйлдвэрлэжээ. дэлхийд анх удаа. Түүний тусламжтайгаар метал хайлж, том өрөөнүүдийг тод гэрэлтүүлэх боломжтой байв. Гэсэн хэдий ч энэ батарейг арчлах нь маш их хөдөлмөр шаарддаг. Туршилтын явцад ялтсууд исэлдэж, байнга цэвэрлэж байх ёстой байв. Түүгээр ч барахгүй нэг ажилчин цагийн дотор 40 таваг цэвэрлэж чаддаг байв. Өдөрт 8 цаг ажилладаг энэ ажилчин ганцаараа дараагийн туршилтуудад зориулж зайгаа бэлдэхэд дор хаяж хоёр долоо хоног зарцуулсан байх юм.

Магадгүй хамгийн ер бусын вольт эсийг Германы химич Фридрих Вёлер (1800-1882) хийсэн байх. 1827 онд хөнгөн цагаан хлоридыг калитай халааж, металл хөнгөн цагааныг нунтаг хэлбэрээр гаргаж авсан. Хөнгөн цагааныг ембүү хэлбэрээр олж авахад 18 жил зарцуулсан. Wöhler элементэд хоёр электродыг хөнгөн цагаанаар хийсэн! Түүнээс гадна нэгийг нь азотын хүчилд, нөгөөг нь натрийн гидроксидын уусмалд дүрсэн. Уусмалын савнууд нь давсны гүүрээр холбогдсон байв.

Даниел, Лекланш болон бусад

Орчин үеийн гальваник эсийн үндсийг 1836 онд Английн физикч, химич, цаг уур судлаач Жон Фредерик Даниел (1790-1845) боловсруулсан (тэр бас чийгшүүлэгч хэмжигчийг зохион бүтээсэн). Даниел электродын туйлшралыг даван туулж чадсан. Түүний эхний элементэд голд нь цайрын саваа бүхий шингэрүүлсэн хүхрийн хүчлээр дүүргэсэн бухын улаан хоолойн хэсгийг зэсийн сульфатын уусмал агуулсан зэс саванд хийжээ. Фарадей цайрыг боодлын цаасаар тусгаарлахыг санал болгосон бөгөөд түүний нүх нь электролитийн ионыг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Гэвч Даниел сүвэрхэг шавар савыг диафрагм болгон ашиглаж эхлэв. 1829 онд цацраг идэвхт бодисыг нээсэн, 1903 онд Кюритэй хуваалцаж байсан хамгийн алдартай Антуан Анри Беккерелийн өвөө Антуан Сезар Беккерел (1788-1878) зэсийн нитрат, цайрын уусмалд дүрсэн зэс, цайрын электродуудыг туршиж үзсэнийг анхаарна уу. сульфат, тус тус буцаж 1829. Физикийн Нобелийн шагнал. Даниелийн элемент нь 1.1 В-ийн тогтвортой хүчдэлийг удаан хугацаанд үйлдвэрлэсэн.Энэ шинэ бүтээлийнхээ төлөө Даниел Хатан хааны нийгэмлэгийн дээд шагнал Коплийн алтан медалиар шагнагджээ. Сүүлийн 180 жилийн хугацаанд энэ элементийн олон өөрчлөлт гарсан; Үүний зэрэгцээ тэдний хөгжүүлэгчид сүвэрхэг савнаас салахын тулд янз бүрийн аргыг туршиж үзсэн.

Телеграфын шугам гарч ирснээр сүвэрхэг хуваалтгүй, нэг электролиттэй, урт хугацааны үйлчилгээтэй илүү тохиромжтой, хямд гүйдлийн эх үүсвэрийн хэрэгцээ гарч ирэв. 1872 онд Даниел элементийг Жосиа Латимер Кларкийн (1822–1898) ердийн элементээр сольсон: эерэг электрод - мөнгөн ус, сөрөг - 10% цайрын амальгам, эмф 1.43 В. Мөн 1892 онд Эдвардын мөнгөн ус-кадми элементээр сольсон. Уэстон (1850–1936) нь 1.35 В-ийн эмф. Түүний өөрчлөлтийг ердийн Weston элемент гэж нэрлэдэг бөгөөд хүчдэлийн стандарт болгон ашигладаг хэвээр байна - бага ачаалалтай үед энэ нь 1.01850–1.01870 В мужид өндөр тогтвортой хүчдэл өгдөг. тав дахь тэмдэгт хүртэлх нарийвчлал.

Даниел элементийн сүвэрхэг таславчгүй нэг хувилбарыг 1859 онд Германы физикч, зохион бүтээгч Хайнрих Майдингер (1831-1905) боловсруулсан. Савны ёроолд зэс электрод, зэсийн сульфатын талстууд байдаг (тэдгээр нь юүлүүрээс гардаг), цайрын электрод нь дээд хэсэгт бэхлэгддэг. Доод хэсэгт зэсийн сульфатын хүнд ханасан уусмал үлддэг: зэсийн ионуудын цайрын электрод руу тархах нь элементийн үйл ажиллагааны явцад эдгээр ионуудын ялгаралтаас сэргийлж, уусмалуудын хоорондох хил хязгаар нь маш тод харагдаж байна. Тиймээс энэ төрлийн эх үүсвэрийн нэр нь таталцлын элемент юм. Майдингер элемент нь засвар үйлчилгээ, урвалж нэмэхгүйгээр хэдэн сарын турш тасралтгүй ажиллах боломжтой. Энэ элементийг 1859-1916 онд Германд төмөр замын телеграфын сүлжээнд эрчим хүчний эх үүсвэр болгон өргөн ашиглаж байжээ. Үүнтэй төстэй эх сурвалжууд Франц, АНУ-д байсан - Каллот ба Локвуд элементүүдийн нэрээр. 1839 онд Английн физикч, химич Уильям Роберт Гроувын (1811-1896) санал болгосон элемент нь сайн шинж чанартай байв. Түүний доторх электродууд нь цайр, цагаан алт байсан бөгөөд сүвэрхэг хуваалтаар тусгаарлагдсан бөгөөд хүхрийн болон азотын хүчлийн уусмалд тус тус дүрэгдсэн байв.

Нээлт, шинэ бүтээлээрээ алдартай Роберт Вильгельм Бунсен (1811–1899) (спектр анализ, шатаагч гэх мэт) үнэтэй цагаан алт электродыг дарагдсан нүүрстөрөгчөөр сольсон. Нүүрстөрөгчийн электродууд орчин үеийн батерейнд бас байдаг боловч Бунсенд тэдгээр нь деполяризаторын үүрэг гүйцэтгэдэг азотын хүчилд дүрэгдсэн (одоо тэдгээр нь манганы давхар исэл юм). Бунсений элементүүдийг удаан хугацааны туршид лабораторид өргөнөөр ашиглаж ирсэн. Тэд богино хугацаанд ч гэсэн их хэмжээний гүйдлийг хангаж чадна. Жишээлбэл, Бунсений элементүүдийг хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх электролитийн аргыг нээсэн залуу Чарльз Мартин Холл (1863-1914) ашигласан. Ийм олон эсийг холбосон батерей үүсгэсэн; Үүний зэрэгцээ 1 г тусгаарлагдсан хөнгөн цагаанд бараг 16 г цайр шаардлагатай байсан! Францын химич, зохион бүтээгч Эдме Ипполит Мари-Дэви (1820–1893) Бунсений элемент дэх азотын хүчлийг мөнгөн ус (I) сульфат ба хүхрийн хүчлийн зуурмагаар сольсон; Электролит нь цайрын сульфатын уусмал байв. 1859 онд эдгээр эсийн 38 ширхэг батерейг (1.4 В тус бүр нь EMF) 60 Даниел эсийн зайтай харьцуулсан. Эхнийх нь 23 долоо хоног ажилласан, хоёр дахь нь зөвхөн 11. Гэсэн хэдий ч мөнгөн усны давсны өндөр өртөг, хоруу чанар нь ийм элементүүдийг өргөнөөр ашиглахаас сэргийлсэн.

Германы физикч Иоганн Кристиан Поггендорф (1796-1877) өөрийн элементэд деполяризатор болгон хүхрийн хүчил дэх калийн бихромат уусмалыг ашигласан. Поггендорф сэтгүүлийн нийтлэгч гэдгээрээ алдартай Аннален дер Физик ба Чеми-Тэрээр энэ албыг 36 жил хашсан. Поггендорфын элемент нь хамгийн өндөр EMF (2.1 В), богино хугацаанд өндөр гүйдэл үүсгэдэг. Чухал давуу тал нь цайрын электродыг цэвэрлэх эсвэл солихын тулд уусмалаас зайлуулах чадвар байв.

Сар, нарны гэрэл зургийг анх авсан Уоррен де ла Рю (1815–1889) 1868 онд 14 мянган эс бүхий том батарейг угсарчээ. Тэдгээрийн электродууд нь мөнгөн хлорид ба амальмаг цайраар бүрсэн мөнгө байсан бөгөөд электролит нь натрийн хлорид, цайрын хлорид эсвэл калийн гидроксидын уусмал байв. Цайр-мөнгө хлоридын эсийг өнөөдөр ч ашиглаж байна; тэдгээрийг хуурай хэлбэрээр хадгалж, цэвэр эсвэл далайн усаар дүүргэх замаар идэвхжүүлдэг бөгөөд дараа нь элемент нь 10 сар хүртэл ажиллах боломжтой. Ийм элементүүдийг усны ослын хохирогчид ашиглаж болно. Илүү хямд боловч хүч чадал багатай эсүүд Cu/CuCl электродыг ашигладаг.

Хамгийн алдартай химийн гүйдлийн эх үүсвэрүүдийн нэг бол 1868 онд Францын химич Жорж Лекланш (1839-1882) тайлбарлаж, хэдэн жилийн өмнө түүний боловсруулсан манган-цайрын элемент юм. Энэ үүрэнд нүүрстөрөгчийн электрод нь манганы давхар ислийн деполяризатороор хүрээлэгдсэн бөгөөд цахилгаан дамжуулах чанарыг сайжруулахын тулд нүүрстөрөгчийн нунтагтай холилдоно. Электролит (аммонийн хлоридын уусмал) асгах үед хольцыг бутрахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд сүвэрхэг саванд анодтой хамт байрлуулсан. Leclanche элемент нь удаан хугацаанд үйлчилсэн, засвар үйлчилгээ шаарддаггүй бөгөөд нэлээд их гүйдэл үүсгэж чаддаг байв. Үүнийг илүү тохиромжтой болгохыг хичээсэн Лекланш электролитийг зуурмагаар өтгөрүүлэхээр шийджээ. Энэ нь бүх зүйлийг хувьсгалт байдлаар өөрчилсөн: Лекланчетийн элементүүд санамсаргүйгээр унахаас айхаа больсон бөгөөд тэдгээрийг ямар ч байрлалд ашиглаж болно. Лекланшийн шинэ бүтээл тэр даруй арилжааны амжилтанд хүрч, зохион бүтээгч өөрөө үндсэн мэргэжлээ орхиж, элемент үйлдвэрлэх үйлдвэрийг нээжээ. Leclanchet-ийн манган-цайрын эсүүд нь хямд бөгөөд их хэмжээгээр үйлдвэрлэгддэг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг "хуурай" гэж нэрлэх нь тийм ч зөв биш юм: тэдгээрийн доторх электролит нь "хагас шингэн" байсан боловч жинхэнэ хуурай эсүүдэд энэ нь хатуу байх ёстой. Лекланш ийм элементүүдийг зохион бүтээхээс өмнө 43 настайдаа нас баржээ.

1802-1812 онуудад хэд хэдэн хуурай батерейнууд баригдсан бөгөөд тэдгээрийн хамгийн алдартай нь замбониев буюу замбониев багана юм ("Хими ба амьдрал" 2007 оны 6-р дугаарыг үзнэ үү). Италийн физикч, тахилч Жузеппе Замбони (1776-1846) 1812 онд хэдэн зуун цаасан дугуйлан бүхий багана угсарч, нэг талд нь цайрын нимгэн давхарга, нөгөө талд нь манганы давхар исэл, ургамлын бохь холилдсон байв. Электролит нь цаасанд агуулагдах чийг юм. Ийм туйл нь өндөр хүчдэл үүсгэдэг боловч маш бага гүйдэл үүсгэдэг. Энэ бол бараг хоёр зууны турш Оксфордын Кларендон лабораторид байрлах хонхны аягыг жингэнэх боломжийг олгосон Замбони багана юм. Гэхдээ ийм батерей нь практикт тохиромжгүй байдаг.

Практикт ашиглаж болох анхны хуурай гальваник эсийг 1886 онд Германы инженер Карл Гасснер (1855-1942) патентжуулжээ. Түүнд явагдсан химийн урвалууд нь өмнөх загвартай адил байсан: Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → 2MnO (OH) + Cl 2. Энэ тохиолдолд цайрын электрод нь нэгэн зэрэг гаднах савны үүрэг гүйцэтгэдэг. Электролит нь гурил, гипс хольц байсан бөгөөд үүн дээр аммонийн болон цайрын хлоридын уусмал шингэсэн (гипсийг дараа нь цардуулаар сольсон). Электролитэд цайрын хлорид нэмснээр цайрын электродын зэврэлтийг мэдэгдэхүйц бууруулж, эсийн хадгалах хугацааг уртасгасан. Эерэг электрод нь цаасан уутанд хийсэн манганы давхар исэл, хөө тортогоор хүрээлэгдсэн нүүрстөрөгчийн саваа байв. Элементийг дээрээс нь битумаар битүүмжилсэн. Элементүүдийн хүчин чадлыг тэдгээрийн хэмжээгээр нөхөн төлсөн. Гасснерийн давсны элемент нь ерөнхийдөө өнөөг хүртэл хадгалагдан үлдсэн бөгөөд жилд олон тэрбум ширхэг үйлдвэрлэгддэг. Гэвч 20-р зуунд тэд англи хэлнээс орчуулахдаа толь бичгээс хайхрамжгүй "шүлтлэг" гэж андуурдаг шүлтлэг элементүүдээр өрсөлддөг байв.

Эцэст нь хэлэхэд, нэг эсвэл өөр загварын гальваник батерей нь динамо зохион бүтээх хүртэл цахилгаан эрчим хүчний гол эх үүсвэр байсан гэдгийг бид тэмдэглэж байна.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч. - "Элементүүд".

Вольта ба Галвани

1801 онд Парист шинжлэх ухааны түүхчдийн нэг бус удаа дүрсэлсэн нэгэн гайхалтай үйл явдал болсон: Наполеон Бонапартын дэргэд Алессандро Вольтагийн "Могой загас эсвэл хатгуурын байгалийн цахилгаан эрхтнийг дуурайсан хиймэл цахилгаан эрхтэн" бүтээлийг үзүүлэв. энэ эрхтэний загвар. Наполеон зохиолчийг харамгүй шагнасан: эрдэмтний хүндэтгэлд медаль гардуулж, 80,000 экюгийн шагналыг бий болгосон. Нэгэн өдөр Наполеон Францын академийн номын санд "Агуу Вольтерт" гэсэн бичээстэй лаврын цэцгийн хэлхээг хараад сүүлчийн үсгийг нь устгаж, "Их Вольта руу" гэж гарч ирэв ... Бүх тэргүүлэх шинжлэх ухааны нийгэмлэгүүд Тухайн үеийн Санкт-Петербургийн Шинжлэх Ухааны Академи зэрэг нь Вольтаг өөрийн эгнээндээ харах хүсэлтэй байгаагаа илэрхийлж, Европын шилдэг их сургуулиуд түүнд тэнхимүүдээ өгөхөд бэлэн байв.

Вольтагийн "хиймэл цахилгаан эрхтэн" гэж даруухан санал болгосон шинэ бүтээл нь орчин үеийн бүх батерей, аккумляторуудын анхны загвар юм. Вольтагийн орчин үеийн Францын эрдэмтэн Араго "Вольт баганыг" "дуран болон уурын хөдөлгүүрийг эс тооцвол хүмүүсийн зохион бүтээсэн хамгийн гайхамшигтай төхөөрөмж" гэж үздэг.

Вольтаг өөрийн шинэ бүтээлийг бий болгоход хүргэсэн зам нь үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулахаас өөр цахилгаан үйлдвэрлэх боломжийг нээсэн Луижи Галванигийн алдартай туршилтуудаас эхэлдэг. Яагаад түүнийг хамгийн түрүүнд, эсвэл ядаж Вольтагийн дэргэд өргөмжилсөнгүй вэ? Үүний шалтгаан нь Галвани тэр үед аль хэдийн нас барсан биш юм - хэрэв тэр амьд байсан бол Наполеоны шагнал ямар ч байсан Вольтад очих байсан байх. Энэ нь Наполеоны тухай биш юм - дараагийн жилүүдэд тэр Вольтаг өргөсөн цорын ганц хүн биш юм. Мөн үүний шалтгаан байсан. Энэ бол урт бөгөөд сонирхолтой түүх юм. Үүнийг товчхон хэлье.

Галвани булчингийн агшилтыг судлах туршилтаараа алдартай болсон. 1771 онд тэрээр цахилгаан гүйдлийн нөлөөгөөр задалсан мэлхийн булчингууд агших үзэгдлийг нээсэн тухай бидний эхний бүлэгт авч үзсэн. Энэ нь К.Фламмарионы номонд өгөгдсөн тайлбарт хэрхэн тохиолдсоныг эндээс үзнэ үү: "Мэдээж хүн бүр 1791 онд хатагтай Галванид зориулан бэлтгэсэн алдарт мэлхийн шөлийг санаж байгаа байх. Галвани өмнөх профессор Люсиа Галеозцигийн хөөрхөн охинтой гэрлэж, түүнд маш их хайртай байв. Тэрээр хэрэглээний улмаас өвдөж, Болонья хотод үхэж байв. Эмч түүнд мэлхийнээр хийсэн тэжээллэг шөлийг зааж өгсөн бөгөөд хоол нь маш амттай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Галвани өөрөө хоол хийхийг хүссэн нь гарцаагүй. Тэрээр тагтан дээрээ суугаад хэд хэдэн мэлхийг цэвэрлэж, туршилт хийхдээ ашигласан зэс дэгээгээр тагтны төмөр сараалж дээр биеэс нь тусгаарласан доод мөчрийг өлгөв. Гэнэт тэр мэлхийнүүд тагтны төмрийг санамсаргүй хүрэх болгонд хөл нь чичирч, чичирч байгааг ихэд гайхан анзаарав. Тухайн үед Болоньягийн их сургуулийн физикийн профессор байсан Галвани энэ үзэгдлийг ховор ухааралтайгаар анзаарч, удалгүй түүнийг нөхөн үржих бүх нөхцлийг олж нээсэн юм.

Арьсыг нь салгасан арын хөлийг авбал гавлын ясыг харж болно. Сарвууны ил гарсан мэдрэлийг цагаан тугалгад боож, сарвууг нь зэс туузан дээр байрлуулсны дараа та цагаан тугалга хавтанг зэстэй холбох хэрэгтэй. Үүний үр дүнд хөлний булчингууд агшиж, тулгуурласан хавтан нь ихээхэн хүчээр хөмрөх болно." Гэхдээ мэлхийний хөлний агшилтыг хэн анзаарсан болохыг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Гэсэн хэдий ч ямар ч байсан Болонийн физикчийн ажиглалтыг инээдтэй хүлээж авсан бөгөөд зөвхөн цөөн хэдэн ноцтой эрдэмтэд тэдэнд зохих ёсоор анхаарал хандуулсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хөөрхий эрдэмтэн ихэд бухимдав. Тэрээр 1792 онд "Намайг эрдэмт, мунхаг гэсэн тэс өөр хоёр урсгал дайрч байна" гэж бичжээ. Хоёулаа намайг шоолон инээж, мэлхийн бүжгийн мастер гэж дууддаг. Энэ хооронд би байгалийн хүчнүүдийн нэгийг нээсэн гэдэгтээ итгэлтэй байна."

Гэсэн хэдий ч урсгалын гарал үүсэл нь нууц хэвээр байв. Гүйдэл хаана гарч ирдэг вэ - зөвхөн мэлхийн биеийн эд эсэд, зөвхөн өөр өөр металл эсвэл металл, эд эсийн хослол уу? Харамсалтай нь Галвани гүйдэл нь зөвхөн мэлхийн биеийн эд эсээс үүсдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Үүний үр дүнд түүний үеийнхэнд "амьтны цахилгаан" гэсэн ойлголт бусад гарал үүсэлтэй цахилгаанаас хамаагүй бодитой мэт санагдаж эхлэв. Өргөн хүрээний харвалтаар тэрээр цахилгаан анагаах ухааны боломжит аргууд, хамгийн чухал нь амьд биетийн үйл ажиллагаанд цахилгаан гүйдлийн үүрэг ролийн талаархи зургийг зурдаг. Тэрээр 1791 онд "Булчингийн хөдөлгөөн дэх цахилгааны хүчний тухай" (Motu Musculari Commentarius дахь Де Вирибус Электратит) бүтээлдээ ажиглалтын үр дүн, "амьтны цахилгаан"-ын онолыг тодорхойлсон.

Галванигийн нээлт шуугиан тарьсан. Трактийн дүр төрх нь янз бүрийн улс орнуудад ихээхэн сонирхлыг төрүүлэв. Түүний хоёр дахь хэвлэл ирэх онд хэвлэгдэнэ. Галвани богино хугацаанд алдартай болсон. Европ даяар туршилтын давалгаа үүсч, биологийн лаборатори, махны дэлгүүр, гильотин, оршуулгын газруудын хооронд шууд холбоо тогтоожээ. Вольта гартаа электрод бариад хонины хэлийг тасдаж, толгойгүй царцаа дуулжээ. Занетти гурван хэсэг болгон хуваасан могойн хэсэг тус бүрийн агшилтыг хоёр цагийн турш ажиглажээ. Хэрэв та хүний ​​цогцосоор цахилгаан гүйдэл дамжуулвал юу болох вэ гэж тэд бодсон. Галванигийн зээ хүү Жованни Алдини Европ руу аялахдаа олон нийтэд сэтгэл хөдлөм үзүүлбэр үзүүлжээ. Түүний хамгийн гайхалтай жагсаал нь 1803 оны 1-р сарын 17-нд 120 вольтын батерейны шонгуудыг цаазлагдсан алуурчин Жорж Форстерийн биед холбосон явдал байв. Алдини утсыг ам, чихэндээ тавихад нүүрний булчингууд татарч, өвдөлтийн ярвайлт гарч ирэв. Зvvн нvд нь тарчлаан зовоогчоо харах гэсэн шиг нээгдэв. Алдини нэг утсыг чихэндээ холбож, нөгөө утсыг шулуун гэдсээр нь хийснээр шоу ёслол төгөлдөр өндөрлөв. Цогцос зэвүүн бүжиглэж эхлэв. "Лондон Таймс" сонинд "Олон нийтийн мэдлэггүй хэсэг нь азгүй хүн амьд гарах гэж байгаа юм шиг санагдаж магадгүй юм" гэж бичжээ.

Тоо томшгүй олон хүмүүс Галванигийн аргыг ашиглан туршилт хийж эхлэв. Тэд энэ тухай хуучин нэвтэрхий толь бичгүүдийн нэгэнд бичжээ: "Мянган жилийн турш хүйтэн цуст мэлхийн овог байгалиас заяасан ёсоор амьдралын замаа хайхрамжгүйгээр хийж, эрх чөлөөтэй өсч, дэлхийн адислалуудыг эдэлж, ганц дайсныг мэддэг байв. , Ноён өрөвтас, магадгүй, олон янзын төрөл зүйлээс хос мэлхийн хөл хэлбэрээр өөрсдөдөө зориулж золиослол хийхийг шаардсан тансаг хоолтнуудаас хохирол амссан байж магадгүй юм. Гэвч өнгөрсөн зууны төгсгөлд мэлхийнүүдийн хувьд таагүй зуун эхэлсэн. Муу хувь тавилан тэдний дээр ноёрхож, мэлхий хэзээ ч түүнээс ангижрах нь юу л бол. Ангуучилж, олзолж, тамлан зовоож, толгойг нь хуулж, алж, толгойг нь тайруулсан боловч үхэл тэдний золгүй явдлыг эцэслэсэнгүй. Мэлхий биет төхөөрөмж болж өөрийгөө шинжлэх ухааны мэдэлд оруулсан. Тэд түүний толгойг тайрч, арьсыг нь урж, булчинг нь шулуун болгож, нурууг нь утсаар цоолох боловч тэр мөнхийн амрах газар руугаа явж зүрхлэхгүй байна; Физикч, физиологичдын тушаалыг дагаснаар түүний мэдрэл нь цочромтгой болж, "амьд усны" сүүлчийн дусал хатах хүртэл булчингууд нь агших болно."

Физиологич Галвани "амьтны цахилгаан" байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн нь зүйн хэрэг юм. Туршилтын бүх нөхцөл байдал үүн рүү түлхсэн. Тэрээр булчингийн агшилтын шалтгааныг тайлсан гэдэгт итгэлтэй байсан бөгөөд өнөөг хүртэл байгалийн бүх эрдэмтдийн хувьд "гүн харанхуйд булагдсан" хэвээр байна. Галвани үхсэн мэлхийнүүдийн хөл яагаад татагдаж байгааг ойлгох хувь тавилангүй байв. Үүнийг эх орон нэгт Галвани хийсэн бөгөөд тэрээр хамгийн түрүүнд халуухан хөөцөлдөж эхэлсэн юм. Энэ бол Алессандро Вольта байв. Тэрээр Галванигаас найман насаар дүү байсан боловч сүүлчийнх нь түүний зохиолд түүнийг Вольтагийн нийтэлсэн зөвлөмжийн дагуу хамгийн алдартай, хөгжмийн зэмсэг гэж нэрлэдэг. Вольта Галванигаас илүү нэр хүндтэй гэр бүлээс гаралтай, маш сайн боловсрол эзэмшсэн, Европт олон нэр хүндтэй физикчидтэй биечлэн танилцаж, Английн Хатан хааны нийгэмлэгтэй захидал харилцаатай байсан бөгөөд түүний эгнээнд элссэний дараа түүнд мэдэгдэхүйц байхыг хүсч байсан. Галванигаас ялгаатай нь тэрээр амьдралынхаа сүүлийн жилүүдэд Галванийг сандал дээрээс нь буулгасан Италийн Наполеоныг дэмжигч шинэ засгийн газартай амархан холбоо тогтоожээ.

Вольта Галванигийн ажилтай танилцсан бөгөөд түүний уг зохиолд өгсөн анхны хариу үйлдэл нь энд байна: "Гэхдээ би анхны туршилтуудаа итгэлгүй, амжилтанд хүрэх их найдваргүйгээр эхлүүлсэн гэдгээ хүлээн зөвшөөрөх ёстой: тайлбарласан үзэгдлүүд надад үнэхээр гайхалтай санагдсан. Тэд хоорондоо зөрчилддөггүй байсан ч өнөөг хүртэл цахилгаан эрчим хүчний талаар мэддэг байсан бүх зүйлээс илүү байсан, тэд надад үнэхээр гайхалтай санагдсан. Үүнийхээ төлөө би итгэлгүй, ичих ч үгүй ​​зөрүүд үзлийнх нь төлөө нээлтийн зохиогчоос уучлалт гуйж, одоо түүнийг харж, гарт нь хүрсэнийхээ дараа түүнд хүндэтгэл үзүүлэх нь миний алдар суут үүрэг гэж бодож байна. яаж хүрэх, харахаас өмнө итгэхэд хэцүү байсан зүйлийг гар. Гэсэн хэдий ч би өөрөө энэ бүх гайхамшгийн гэрч, бүтээгч болсныхоо дараа эцэст нь хөрвөж, үл итгэх байдлаас, магадгүй фанатизм руу шилжсэн." Энэ үед (1792) Вольта аль хэдийн алдартай физикч, Павиагийн их сургуулийн профессор, Лондонгийн хааны нийгэмлэгийн гишүүн байсан. Энэ үед тэрээр шинэ мэдрэмтгий электроскоп, цахилгаан конденсатор болон бусад олон хэрэгслийг зохион бүтээжээ. Тэрээр мөн задалсан мэлхийтэй туршилт хийж, Галванитай ижил үр нөлөөг ажигласан.

Эдгээр туршилтууд нь Галванигийн үр дүнг бүрэн баталгаажуулсан боловч Вольта шинжлэх ухааны энэхүү шинэ салбарт нэгэн хэмжүүр нэвтрүүлэх, өөрөөр хэлбэл, "амьтны цахилгаан" -ын тоон судалгаа хийх, түүний хэмжээ, үүсэхэд шаардагдах цэнэгийн хэмжээг хэмжих зорилготой байв. цахилгаан хэмжигчээр булчингийн агшилт. "Хэрэв та үзэгдлийг хэмжүүр, хэмжүүр болгон багасгахгүй бол, ялангуяа физикт хэзээ ч үнэ цэнэтэй зүйл хийж чадахгүй" гэж тэр бичжээ. Вольта туршилтуудыг сайтар судалж үзээд Галванигийн туршилтын цахилгаан гүйдэл нь булчингийн агшилтыг шууд үүсгэдэггүй, харин зөвхөн мэдрэлийг өдөөдөг бөгөөд энэ нь булчинд үл мэдэгдэх байдлаар үйлчилдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Үүнээс гадна олон туршилтын үндсэн дээр Вольта хоёр өөр металлаар хийсэн хавтангууд нь энгийн дамжуулагч биш, харин "жинхэнэ өдөөгч ба цахилгаан шингэний хөдөлгүүр" гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ.

Вольтагийн анхны туршилтууд нь маш энгийн. Тэрээр өөр өөр металлын хоёр зоос авч, нэгийг нь хэлэн дээрээ, нөгөөг нь доор нь тавив; Тэдгээрийг утсаар холбоход исгэлэн амт мэдрэгддэг байсан нь тухайн үед мэдэгдэж байсан цахилгааны эх үүсвэрээс утсыг "хэл дээр амтлах" үетэй адил юм. Хэрэв Галвани мэлхийний эд эсийг өөр өөр металлаар шүргэх замаар задалсан эд нь цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр гэж үзэж байсан бол Вольта эдгээр эдүүд нь өөр өөр металлуудтай хүрэлцэх үед үүссэн цахилгааны үзүүлэлт гэдэгт итгэлтэй байв. Ийм байдлаар контактын боломжит зөрүүг олж мэдсэн.

Хоёр өөр металл шүргэлцэхэд үүссэн гүйдэл нь мэлхийн хөлний булчингуудыг агшихад хүргэдэг болохыг Вольта нотолсон. Үүгээр тэрээр булчинд цахилгаан үүснэ гэсэн Галванигийн таамаглалыг үгүйсгэв. Үзэл бодлоо батлахын тулд тэрээр хоёр аяганд давсны уусмал хийж, металл нумаар холбосон. Эдгээр нумануудын нэг үзүүр нь зэс, нөгөө нь цайр байв. Тэдгээрийг аяга бүрт нэг төрлийн электрод агуулсан байхаар суурилуулсан. Энэхүү загвар нь уусмал дахь хоёр металлын химийн харилцан үйлчлэлээр цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг анхны зай болсон юм. 1800 онд тэрээр үүнийг сайжруулж, шууд гүйдлийн анхны эх үүсвэр болох алдарт "вольтийн туйл"-аа бүтээжээ. Энэ нь давсны уусмалд дэвтээсэн арьс, даавуугаар доторлогоотой, хоёр өөр металлаар хийсэн 20 хос дугуйнаас бүрдсэн байв.

Одоо бид асуултанд хариулж чадна - яагаад Галвани анх удаа, эсвэл ядаж Вольтагийн дэргэд хүндэтгэл үзүүлээгүй юм бэ? Шалтгаан нь тэр үед Галвани аль хэдийн нас барсан биш юм. Галвани бодит байдалд физикч биш, харин физиологич хүний ​​хувьд үхсэн эм нь амьд материалаар илэрч болох чадварыг сонирхож байсан (Майер, Жоулийн түүхтэй адил, доороос үзнэ үү) мөн энэ үзэгдлийг судалжээ. маш болгоомжтойгоор, янз бүрийн параметрүүдийг өөрчлөх. Галвани энэ үзэгдлийг "амьтны цахилгаан" байгаатай холбон тайлбарлаж, үүний ачаар булчингууд нь Лейдений сав шиг цэнэглэгддэг. Галвани үхсэн мэлхийнүүдийн хөл яагаад татагдаж байгааг ойлгох хувь тавилангүй байв. Гагцхүү агуу Алессандро Вольта л өөр өөр металл дамжуулагчийн холболт (Галвани төмөр тагтан дээр зэс утсыг холбосон) нь өөрөө тэдний төгсгөлд цахилгаан цэнэг үүсгэдэг гэдгийг ойлгосон. Хэрэв та мэлхийний биений төгсгөлийг хаавал цахилгаан гүйдэл үүсдэг бөгөөд энэ нь Отто фон Герикийн "аймшигтай туршилтууд" шиг богино хугацааны биш боловч удаан үргэлжилдэг. Хоёр өөр металл цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр болж чаддаг нь Вольта болон бусад физикчдийн хувьд физикийн үзэл баримтлалд цочирдмоор хувьсгал болсон юм.

Галвани, Вольта болон тэдний дагалдагчдын хоорондох маргаан бол "амьтны" болон "металл" цахилгааны тухай маргаан юм. Дараа нь бүх дэлхий хоёр хуаранд хуваагдав. Зарим нь Галванийг дэмжиж байхад зарим нь Вольтаг дэмжсэн. Эрдэмтэд хоёулаа өөр өөрийнхөөрөө зөв байсан тул энэ маргаан хэрхэн дуусахыг өнөөдөр хэлэхэд хэцүү байна. Өнөөдөр бид цахилгаан нь амьтны булчинд байдаг гэдгийг мэддэг. Үүний зэрэгцээ, цахилгаан эрчим хүчийг зөвхөн холбоо барих үр дүнд цэнэглэгддэг өөр өөр металлаас амьтдын оролцоогүйгээр үүсгэж болно. Тиймээ, Галвани "амьтны" цахилгааны талаархи үзэл бодлоороо буруу байсан ч Вольта алдаагаа зассан. Гэсэн хэдий ч Галвани бол цахилгааны сургаалыг үндэслэгч бөгөөд түүний туршилтууд нь шинжлэх ухааны шинэ чиглэл болох электрофизиологийн үндэс суурийг тавьсан юм. Галванигийн туршилтууд нь хүний ​​бие дэх цахилгаан гүйдлийг судлах урт аялалын эхлэл болж байна. Жишээлбэл, булчин агшиж байвал цахилгаан хүчдэл аажмаар үүсч, бүдгэрч, энэ нь маш сул, баригдашгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч эмч, инженерүүд энэхүү цахилгаан хүчдэлийн зөрүүний ачаар зүрх эрүүл эсэх, ямар нэгэн согог байгаа эсэхийг тодорхойлох төхөөрөмжийг бүтээж чаджээ. Энэ төхөөрөмжийг "электрокардиограф" гэж нэрлэдэг.

Шинжлэх ухааны түүхэнд Галвани, Вольта хоёрын нэр зэрэгцэн оршдог. Гэхдээ тэд нөхдүүд биш, харин амьтны цахилгааны тухай алдартай маргааныг эсэргүүцэгчид юм. Галвани бие махбодийн хэд хэдэн гайхалтай нээлтүүдийг хийсэн ч физикч гэж хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй бөгөөд тэр үүнд бараг тэмүүлсэнгүй. Вольтаг физикч гэж үздэг бөгөөд Галванигийн туршилтуудыг давтаж, өөр тайлбар өгдөг. "Волтик багана" -ын ялалт нь Вольта Галванийг ямар ч болзолгүйгээр ялсан юм. Амьдралыг - байгалийн хамгийн нарийн төвөгтэй үзэгдлийг цахилгаан эрчим хүчний шинжлэх ухаанаас хасч, физиологийн үйл ажиллагаанд зөвхөн урвалжийн идэвхгүй үүргийг өгснөөр Вольта энэ шинжлэх ухааны хурдацтай, үр өгөөжтэй хөгжлийг баталгаажуулсан. Гэхдээ инээдтэй зүйл бол: бие махбодийн бус газруудын тухайд гэвэл Галвани нэртэй холбоотой нэр томъёо нь нэлээд хүлээн зөвшөөрөгддөг: гальванотерапия, гальваник банн, гальванотаксис. Хэрэв энэ нь физиктэй холбоотой бол гальваник нэр томъёо бүрийн хувьд гальваникийн эсрэг нэр томъёо байдаг: гальванометр биш, харин амперметр; гальваник гүйдэл биш, харин дамжуулах гүйдэл; гальван элемент биш, харин химийн гүйдлийн эх үүсвэр.