К 225-летию вольтова столба и 280-летию Алессандро Вольта
Сегодня практически каждый из нас носит пару вольт в своем кармане, а при необходимости может зайти в любой хозяйственный магазин и приобрести еще пару десятков. Значительная часть мобильных устройств (и это не только смартфоны) содержат в себе различные элементы питания всей электроники, которая мигает, звенит, вибрирует, греет или просто обменивается сигналами с другой электроникой. А в быту то и дело мелькают «омы», «амперы» или «вольты». К сожалению, не все знают, что это не абстрактные слова, обозначающие единицы измерения вроде метра или грамма, а фамилии людей, сделавших для человечества так много, что навсегда остались его истории и языке.
Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта родился 18 февраля 1745 и стал четвертым сыном в семье Филиппо и Маддалены Вольта, не разговаривал до 5 лет, чуть не утонул в 12, но запомнился современникам энергичным и любопытным ребенком. С 13 лет он активно читает книги, которыми с ним делится его дядя, содержащие как естественнонаучные, так и философские темы. В 23 года Алессандро собирает свое первое устройство, принесшее пользу его малой родине – городу Комо – громоотвод. К 1774 году Вольта становится преподавателем физики, а спустя пять лет получает звание профессора.
Таким вот галопом мы приходим к моменту, когда начинается наша история.
Апрельским утром 1785 года просматривая свежие научные бюллетени, а именно так назывались сборники научных публикаций в конце 18-го века, Алессандро замечает краткое сообщение биолога Луиджи Гальвани о волшебном воздействии электричества на организм животного. Когда Гальвани занимался расчленением в своей лаборатории, его скальпель коснулся тела подопытной лягушки, и он увидел, что мышцы в ногах лягушки дергаются. Гальвани назвал это явление «животное электричество» полагая, что он обнаружил особую форму электричества. Краткий комментарий появляется в рабочем журнале Вольта: «…животное электричество? ... проверить…» И спустя пару лет начинает прорисовываться гипотеза, что дело не в животном, а в металлах для скальпеля и крюка, на котором висела тушка земноводного. С 1792 года эксперимент вступает в активную фазу. Вольт проверяет различные сочетания металлов и «среды» между ними. Он берет диски из различных металлов и соединяет их через смоченную в кислоте ткань. Подключенные к дискам из различных металлов контакты погружаются в разбавленный раствор кислоты. Часть опытов оказываются безрезультатными, эффект другой части различается по величине. Лягушку, конечно, уже никто не мучает, но газовыделение на контактах, подключенных к различным полюсам заставляет задуматься о том, что чем более разнородные по восстановительной силе металлы приведены в соприкосновение, тем больше энергии выделяется на полюсах этого «сэндвича», а значит более бурно протекает реакция выделения газа из раствора. На этом предположении начинает формироваться гипотеза об электрохимическом ряде напряжений(активностей) металлов.
И вот в конце осени 1799 года Алессандро Вольта собирает конструкцию первого химического источника тока – вольтов столб. Диск из цинка, смоченная в серной кислоте ткань, диск из меди, а после снова диск из цинка – ткань с кислотой –диск из меди, и так далее. Суммарно порядка ста «сэндвичей» дают напряжение и силу тока чувствительные для человека. Сообщение об открытии Вольта было отправлено президенту Лондонского Королевского общества 20 марта 1800 года. Письмо было доложено 26 июня того же года и вызвало сенсацию не только в научном мире. Наполеон лично присутствовал на демонстрации опыта Вольта в Париже.
С подачи приверженцев стандартизации теории электричества Латимера Кларка и Чарльза Брайта в 1861 году вольт стал единицей измерения сопротивления. Однако спустя 20 лет Международный электрический конгресс, учитывая особенности деятельности Алессандро Вольты, утвердил вольт как единицу измерения электродвижущей силы (в быту напряжения).
В конце этой истории хотелось бы указать значения напряжений некоторых вещей, которые встречаются нам каждый день.
· Разность потенциалов на мембране нейрона — 70 милливольт.
· Никель-кадмиевый аккумулятор — 1.2 вольта.
· Литий-железо-фосфатный аккумулятор — 3.3 вольта.
· Зарядное устройство для мобильных телефонов — 5 вольт.
· Батарейка «Крона» — 9 вольт.
· Автомобильный аккумулятор — 12 вольт.
· Напряжение бытовой сети в России — 230 вольт.
· Напряжение в контактной сети трамвая, троллейбуса — 600 вольт.
· Напряжение контактного рельса в метрополитене — 825 вольт.
Напряжение при разряде молнии — от 100 мегавольт и выше
Спасибо, что дочитали.
Не забывайте оставлять feedback и рассказывайте о нас.