S-ar părea că secolul al XVII-lea a contribuit foarte puțin la dezvoltarea cunoașterii fenomenelor electrice și magnetice, dar atunci s-au pus bazele și s-a dat un impuls puternic studiului acestor fenomene în secolele următoare.

În timpul experimentelor cu o mașină electrică conduse de oamenii de știință din secolul al XVIII-lea, ei au observat transferul de electricitate din cercul de sticlă frecat la conductor. De multe ori au încercat să descarce un „borcan Leyden” printr-un lanț lung de oameni care se țineau de mână, dar nimeni nu și-a exprimat o idee clară despre posibilitatea unui flux lung de electricitate prin conductori.

Descoperirea curentului electric a fost precedată de experimentele anatomistului italian Luigi Galvani.

În timp ce lucra într-un laborator în care se făceau experimente cu electricitate, Galvani a observat un fenomen care era cunoscut de mulți înaintea lui. Ea a constat în faptul că, dacă conductorul unei mașini electrice era descărcat prin nervul piciorului unei broaște, conectat printr-un fir de pământ, atunci s-au observat contracții convulsive ale mușchilor acesteia. Dar într-o zi Galvani a observat că laba a început să se miște când doar un bisturiu de oțel a intrat în contact cu nervul ei. Cel mai surprinzător lucru a fost că nu a existat niciun contact între mașina electrică și bisturiu. Această descoperire uimitoare l-a forțat pe Galvani să efectueze o serie de experimente pentru a descoperi cauza fenomenului observat. Într-o zi de toamnă a anului 1780, Galvani a efectuat un experiment pentru a afla dacă aceleași mișcări ale labei au fost cauzate de electricitatea fulgerului. Pentru a face acest lucru, Galvani a atârnat mai multe picioare de broaște pe cârlige de alamă într-o fereastră acoperită cu bare de fier. Și a descoperit, contrar așteptărilor sale, că contracțiile labelor apar în orice moment, indiferent de condițiile meteorologice. Prezența unei mașini electrice sau a unei alte surse de electricitate în apropiere s-a dovedit a fi inutilă. Galvani a mai stabilit că, în loc de fier și alamă, ar putea fi folosite oricare două metale diferite, iar combinația de cupru și zinc a provocat fenomenul în cea mai distinctă formă. Sticla, cauciucul, rășina, piatra și lemnul uscat nu au avut niciun efect. Din păcate, Galvani a ajuns la concluzia că țesuturile corpului broaștei conțineau „electricitate animală”. Prin urmare, atunci când conductorii (cupru, fier) ​​conectează nervul la mușchi, apare o descărcare. Drept urmare, pentru contemporanii săi conceptul de „electricitate animală” a început să pară mult mai real decât electricitatea de orice altă origine. Detectarea curentului electric era încă un mister. Unde apare curentul: numai în țesuturile corpului broaștei, numai în metale diferite sau într-o combinație de metale și țesuturi?

Luigi Galvani (1737–1798) - medic, anatomist și fiziolog italian, unul dintre fondatorii electrofiziologiei. Și-a făcut studiile la Universitatea din Bologna, unde a predat medicina.

Alessandro Volta (1745–1827) - fizician și fiziolog italian, unul dintre fondatorii doctrinei electricității. El a stabilit legătura dintre cantitatea de electricitate, capacitate și tensiune și a inventat prima sursă de curent chimic folosind o pereche cupru-zinc („coloană voltaică”, sau „baterie Volta”). În aprilie 1800, la Paris, Volta a fost primită de primul consul al Franței, Napoleon. Napoleon era interesat de științe, crezând pe bună dreptate că puterea statului în noul secol este de neconceput fără prosperitatea iluminismului. După ce și-a demonstrat experimentele admiratorului Napoleon, Volta a devenit cavaler al Legiunii de Onoare și a primit rangul de senator și conte.

Volta a trăit o viață lungă și fericită. Din păcate, aproape toate lucrurile sale personale, instrumentele, precum și 11 dosare uriașe cu lucrările sale au ars în incendiu. Dar Volta este eternă în volți - o unitate de tensiune electrică.

Din fericire, istoria a decretat că rezultatele experimentelor lui Galvani, prezentate de acesta în faimosul său „Tratat despre forțele electrice în mișcarea musculară”, care a fost publicat în 1791, au atras atenția omului de știință italian Alessandro Volta.

Șocat, Volta recitește tratatul și găsește în el ceva care a scăpat de atenția autorului însuși - o mențiune că efectul tremurării labelor era observat doar atunci când labele atingeau două metale diferite. Volta decide să efectueze un experiment modificat, dar nu asupra unei broaște, ci asupra lui însuși. „Mărturisesc”, a scris el, „am început primele experimente cu neîncredere și foarte puține speranțe de succes: mi s-au părut atât de incredibile, atât de departe de tot ce știam până atunci despre electricitate... Acum am trecut la experimente. , eu însumi am fost martor ocular, el însuși a făcut un efect miraculos și a trecut de la neîncredere, poate, la fanatism!”

Acum Volta putea fi văzut făcând o activitate ciudată: a luat două monede - întotdeauna din metale diferite - și... le-a băgat în gură - una pe limbă, cealaltă sub limbă. Dacă după aceasta Volta a conectat monede sau cercuri cu un fir, a simțit un gust acru, același gust, dar mult mai slab, pe care îl putem simți lingând două contacte de baterie în același timp. Din experimentele efectuate mai devreme cu electrofori, Volta știa că acest gust era cauzat de electricitate. Volta a sugerat că cauza fenomenului observat de Galvani a fost prezența a două metale diferite. Ghidat de acest gând, a efectuat multe experimente și, în cele din urmă, a făcut o descoperire importantă, pe care a raportat-o ​​Societății Regale din Londra în 1800. Volta a scris că a găsit o nouă sursă de electricitate care a acționat ca o baterie de borcane Leyden slab încărcate. Cu toate acestea, spre deosebire de o baterie galvanică, dispozitivul său se încarcă singur și se descarcă continuu. În același timp, a dat și o descriere a dispozitivului său.

La 15 iunie 1802, în Franța, pe atunci una dintre cele mai avansate țări din punct de vedere științific, a fost instituit un premiu de stat sub forma unei medalii de aur și a unei sume substanțiale de bani „celui care, cu descoperirile sale, ca și Volta. și Franklin, va promova știința electricității și magnetismului.” Primul consul care a dat acest ordin, viitorul împărat Napoleon I, își încheie instrucțiunile cu cuvinte profetice: „Scopul meu este să încurajez, să atrag atenția fizicienilor către acest departament de fizică, care, după cum simt, reprezintă calea către mari descoperiri.” Primul care a primit acest premiu a fost Humphry Davy în 1806. Apropo, premiul francez a fost acordat englezului tocmai în momentul în care aceste țări erau în război. Cu toate acestea, nu a existat nicio indignare publică. Din partea lui Napoleon I, acesta a fost cu adevărat un act demn de imitat.

Volta și-a aranjat dispozitivul așa. A stivuit câteva zeci de perechi de cercuri de zinc și cupru una peste alta, separate de hârtie înmuiată în apă sărată. Când experimentatorul a atins cercul de cupru inferior cu o mână și cercul de zinc superior cu cealaltă mână, a experimentat un șoc electric puternic. În acest caz, dispozitivul nu s-a descărcat și de câte ori a atins cercurile, lovitura s-a repetat, adică. sarcina de electricitate a apărut continuu. Astfel, Volta a primit prima sursă destul de puternică de electricitate - celebra „coloană Voltaică”, care a constituit o întreagă eră în istoria fizicii (Fig. 6.1).

Astfel, a fost descoperit un nou fenomen - mișcarea continuă a electricității într-un conductor, sau curent electric. Crearea primei surse de curent electric a jucat un rol uriaș în dezvoltarea științei electricității și magnetismului. Contemporanul lui Volta, omul de știință francez Arago, considera coloana voltaică „cel mai remarcabil dispozitiv inventat vreodată de oameni, fără a exclude telescopul și motorul cu abur”.

Imediat după aceasta, Volta a mai făcut o mare invenție: a inventat o baterie galvanică, numită pompos „coroana vaselor” și formată din multe

Plăcile de zinc și cupru conectate în serie, coborâte în perechi în vase cu acid diluat, reprezintă deja o sursă destul de solidă de energie electrică (Fig. 6.2). Se poate considera că din acea zi, surse de curent electric continuu

coloană de volți și baterie galvanică - au devenit cunoscute de mulți fizicieni și au găsit o largă aplicație în cercetările ulterioare.

Dispozitivul lui Volta i-a determinat pe oamenii de știință să lucreze la inventarea unor surse de curent similare. În special, celula galvanică a fost creată de chimistul englez John Daniel (1790–1845). În elementul Daniel, o placă de cupru curbată cilindric este scufundată într-o soluție de sulfat de cupru. Placa de zinc este plasată într-un vas de lut poros umplut cu acid sulfuric diluat. Un curent electric trece prin conductorul care conectează placa de cupru de placa de zinc. În 1839, fizicianul german Robert Bunsen (1811–1899) a înlocuit placa de cupru cu un cilindru de carbon scufundat în acid azotic. În cele din urmă, chimistul parizian Leclanche a creat un element foarte ieftin și convenabil care și-a găsit aplicație largă. Elementul său conține, de asemenea, o placă de zinc curbată cilindric și un cilindru de carbon, dar ambele sunt scufundate într-o soluție de amoniac.

Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, fizicienii care studiau fenomenele electrice aveau la dispoziție doar surse de electricitate statică - bucăți de chihlimbar, bile de sulf topit, mașini cu electrofor, borcane Leyden. Mulți oameni de știință au experimentat cu ele, începând cu fizicianul și medicul englez William Gilbert (1544–1603). Având astfel de surse la dispoziție, a fost posibil să descoperim, de exemplu, legea lui Coulomb (1785), dar a fost imposibil să descoperim chiar și legea lui Ohm (1826), ca să nu mai vorbim de legile lui Faraday (1833). Deoarece sarcina statică acumulată era mică și nu putea furniza un curent care să dureze cel puțin câteva secunde.

Situația s-a schimbat după munca profesorului de medicină de la Universitatea din Bologna, Luigi Galvani (1737–1798), care a descoperit, așa cum credea el, „electricitatea animală”. Faimosul său tratat se numea „Despre forțele electricității în mișcarea musculară”. În unele dintre experimentele lui Galvani, a avut loc prima recepție de unde radio din lume. Generatorul era scântei de la un electrofor, antena de recepție era un bisturiu în mâinile lui Galvani, iar receptorul era picior de broască. Asistentul lui Galvani a efectuat experimente cu o mașină electrică la o oarecare distanță de broasca disecată. Totodată, soția lui Galvani, Lucia, a observat că picioarele broaștei se contractă chiar în momentul în care o scânteie sare în mașină, astfel încât rolul întâmplării și al observației este vizibil atât.

Fizicianul italian Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (1745–1827) a devenit interesat de experimentele lui Galvani. Era deja un om de știință celebru: în 1775 a proiectat un electrofor de rășină, adică a descoperit substanțe electret, în 1781 - un electroscop sensibil și puțin mai târziu - un condensator, un electrometru și alte instrumente. În 1776, a descoperit și conductivitatea electrică a flăcării, iar în 1778, pentru prima dată, a obținut metan pur din gazul colectat în mlaștini și a demonstrat capacitatea de a-l aprinde dintr-o scânteie electrică. Volta a fost la început un susținător înfocat al teoriei lui Galvani despre „electricitatea animală”. Dar propria sa repetiție a experimentelor l-a convins pe Volta că experimentele lui Galvani ar trebui explicate într-un mod complet diferit: piciorul broaștei nu este o sursă, ci doar un receptor de electricitate. Sursa sunt diferite metale care se ating. „Metalele nu sunt numai conductoare excelente”, a scris Volta, „ci și motoare de electricitate”.

Aceasta a fost afirmația cheie care a făcut posibilă crearea de celule galvanice, baterii și acumulatori care ne înconjoară din toate părțile și de-a lungul vieții noastre. Principiul funcționării lor este descris în manualul școlar și mult mai detaliat decât este necesar pentru discuții ulterioare. Esența este simplă: într-un mediu conducător (electrolit) există doi conductori (electrozi) diferiți, care reacţionează cu acesta în așa fel încât să fie încărcați cu sarcini opuse. Dacă conectați acești electrozi (anod și catod) cu un conductor extern (sarcină), curentul va începe să curgă prin ei.

Opunându-i lui Galvani, Volta a scăpat mai întâi de broască, înlocuind-o cu propria sa limbă. De exemplu, a pus o monedă de aur sau de argint pe limbă și o monedă de aramă sub limbă. De îndată ce două monede au fost conectate cu o bucată de sârmă, s-a simțit imediat un gust acru în gură, familiar pentru oricine a gustat contactele bateriei unei lanterne pe limbă. Apoi Volta a exclus complet „electricitatea animală” din experimente, folosind doar instrumente în experimentele sale.

A mai rămas un pas până la inventarea, în 1800, a primei surse permanente de curent electric. Acest lucru s-a întâmplat când Volta a conectat în serie perechi de plăci de zinc și cupru, separate prin distanțiere din carton sau piele, care au fost înmuiate într-o soluție alcalină sau apă sărată. Acest design a fost numit „stâlp voltaic” după inventator. Designul a fost greu, lichidul a fost stors din garnituri, așa că Volta l-a înlocuit cu pahare cu o soluție acidă, în care au fost scufundate benzi sau cercuri de zinc și cupru (sau argint). Cupele au fost conectate în serie, iar pentru a menține bornele bateriei aproape, Volta și-a plasat elementele individuale într-un cerc. Acest design a fost numit „coroana voltică” datorită formei sale.

După descoperirea sa, Volta și-a pierdut interesul pentru ea și s-a retras din activitatea științifică, lăsând alți oameni de știință să dezvolte doctrina electricității. Dar contribuția lui Alessandro Volta la studiul electricității este atât de semnificativă încât unitatea de tensiune poartă numele lui. Și când Napoleon a văzut în biblioteca Academiei de Științe o imagine a unei coroane de laur cu inscripția „Către Marele Voltaire”, a șters mai multe litere, așa că s-a dovedit: „Către Marea Volta”. Coloana voltaică și variațiile sale au permis numeroșilor oameni de știință să efectueze experimente cu o sursă de curent continuu de lungă durată. Cu această descoperire a început epoca electricității. Probabil cea mai entuziastă recenzie a descoperirii lui Volta a fost lăsată de biograful său, fizicianul francez Dominique François Arago (1786–1853): „O coloană compusă din cercuri de cupru, zinc și pânză umedă. La ce să te aștepți a priori de la o astfel de combinație? Dar această colecție, ciudată și aparent inactivă, această coloană de metale diferite separate de o cantitate mică de lichid, constituie un proiectil mai minunat decât pe care omul nu l-a inventat niciodată, fără a exclude măcar telescopul și mașina cu abur.”

„Baterie uriașe”

Volta a acționat foarte înțelept trimițând o scrisoare în martie 1800 lui Joseph Banks (1743–1820), președintele Societății Regale din Londra, principalul centru științific al vremii. În scrisoare, Volta a descris diferitele modele ale surselor sale de electricitate, pe care le-a numit galvanice în memoria lui Galvani. Banks era botanist, așa că le-a arătat scrisoarea colegilor săi - fizicianul și chimistul William Nicholson (1753–1815) și medicului și chimistul, președintele Colegiului Regal al Chirurgilor Anthony Carlyle (1768–1842). Și deja în aprilie, conform descrierii lui Volta, au făcut o baterie din 17, apoi din 36 de cercuri de zinc conectate în serie și monede în jumătate de coroană, care au fost apoi făcute din argint de calitate 925. Între ele erau așezate tampoane de carton înmuiate în apă sărată.

În timpul experimentelor, Nicholson a descoperit eliberarea de bule de gaz lângă contactul conductorului de zinc și cupru. El a stabilit că era hidrogen - și după mirosul său, deoarece hidrogenul obținut prin dizolvarea zincului în acizi sau alcalii are adesea miros. Zincul conține de obicei un amestec de arsen, care este redus la arsenă, iar produșii săi de descompunere miroase a usturoi. În septembrie 1800, fizicianul german Johann Ritter (1776–1810) a colectat gazul eliberat în timpul electrolizei apei de la un alt electrod al bateriei și a arătat că este oxigen. În același an, chimistul englez William Cruikshank (1745–1800) a plasat plăci de zinc și cupru într-o cutie lungă orizontală - în timp ce era ușor să înlocuiască electrozii de zinc uzați (pe jumătate dizolvați și acoperiți cu produse de reacție). Când nu a fost utilizat, electrolitul a fost scurs din cutie pentru a nu se risipi zincul. Cruickshank a folosit soluție de clorură de amoniu ca electrolit și apoi a diluat acidul. Faraday a recomandat un amestec de soluții slabe (1–2%) de acizi sulfuric și azotic. Cu acest electrolit, zincul s-a dizolvat încet, eliberând mici bule de hidrogen. De asemenea, hidrogenul a fost eliberat pe anodul de cupru, iar fem-ul unei celule a bateriei a fost de numai 0,5 V.

Evoluția hidrogenului pe zinc este asociată cu polarizarea acestui electrod, care crește rezistența internă și scade potențialul elementului. Pentru a preveni acest fenomen, fizicianul și inginerul electric britanic William Sturgeon (1783–1850), creatorul primului electromagnet, a amalgamat plăci de zinc. În 1840, medicul englez Alfred Smee (1818–1877) a înlocuit electrodul de cupru cu un electrod de argint acoperit cu un strat dur de platină. Acest lucru a accelerat eliberarea bulelor de hidrogen din soluție și a crescut EMF. Astfel de baterii au fost utilizate pe scară largă în tehnologia de galvanizare. Astfel, sculpturile au fost realizate la Catedrala Sf. Isaac din Sankt Petersburg folosind metoda galvanoplastiei. Metoda de producere a copiilor electrolitice în metal a fost dezvoltată de academicianul din Sankt Petersburg Moritz Hermann (Boris Semenovich) Jacobi în 1838, chiar în timpul construcției catedralei. Puteți citi mai multe despre această tehnică pe site-ul „Biblioteca cu cărți despre sculptură”.

Una dintre cele mai bune baterii ale timpului său a fost asamblată de celebrul medic și chimist englez William Hyde Wollaston (Wallaston, 1766–1828), renumit pentru descoperirea paladiului și rodiu, precum și pentru tehnologia de fabricare a celor mai fine fire metalice care au fost folosit la instrumentele sensibile. În fiecare celulă, un electrod de zinc a fost înconjurat pe trei laturi de un electrod de cupru cu un mic spațiu prin care bulele de hidrogen au fost eliberate în aer.

Celebrul fizician englez Humphry Davy (1778–1829) a efectuat pentru prima dată experimente cu o baterie dată lui de însuși Volta; apoi a început să producă altele din ce în ce mai puternice, după design propriu - din plăci de cupru și zinc separate printr-o soluție apoasă de amoniac. Prima sa baterie a fost formată din 60 de astfel de elemente, dar câțiva ani mai târziu a asamblat o baterie foarte mare, formată deja din o mie de elemente. Cu ajutorul acestor baterii, a reușit pentru prima dată să obțină metale precum litiu, sodiu, potasiu, calciu și bariu și sub formă de amalgam - magneziu și stronțiu.

Una dintre cele mai mari baterii a fost creată în 1802 de către fizicianul și inginerul electrician Vasily Vladimirovici Petrov (1761–1834). „Bateria uriașă” a lui de 4.200 de plăci de cupru și zinc de „un inch și jumătate” era amplasată în cutii înguste de lemn. Întreaga baterie era compusă din patru rânduri, fiecare de aproximativ 3 m lungime, conectate în serie cu console de cupru. Teoretic, o astfel de baterie poate produce o tensiune de până la 2500 V, dar în realitate a dat aproximativ 1700. Această baterie gigantică i-a permis lui Petrov să efectueze multe experimente: a descompus diverse substanțe cu curent, iar în 1803 a produs un arc electric pentru prima data in lume. Cu ajutorul lui, a fost posibilă topirea metalelor și iluminarea puternică a încăperilor mari. Cu toate acestea, întreținerea acestei baterii a fost extrem de intensivă în muncă. În timpul experimentelor, plăcile s-au oxidat și au trebuit curățate în mod regulat. Mai mult, un muncitor putea curăța 40 de farfurii într-o oră. Lucrând 8 ore pe zi, acest muncitor singur ar fi petrecut cel puțin două săptămâni pregătind bateria pentru următoarele experimente.

Probabil cea mai neobișnuită celulă voltaică a fost realizată de chimistul german Friedrich Wöhler (1800–1882). În 1827, prin încălzirea clorurii de aluminiu cu potasiu, obține aluminiu metalic - sub formă de pulbere. I-a luat 18 ani pentru a obține aluminiu sub formă de lingot. În elementul Wöhler, ambii electrozi au fost fabricați din aluminiu! Mai mult, unul a fost scufundat în acid azotic, celălalt într-o soluție de hidroxid de sodiu. Vasele cu soluții au fost conectate printr-o punte de sare.

Daniel, Leclanche și alții

Baza celulelor galvanice moderne a fost dezvoltată în 1836 de către John Frederick Daniel (1790–1845), un fizician, chimist și meteorolog englez (el a inventat și un contor de umiditate - un higrometru). Daniel a reușit să depășească polarizarea electrozilor. În primul său element, o bucată de esofag de taur umplută cu acid sulfuric diluat cu o tijă de zinc în mijloc a fost introdusă într-un vas de cupru care conținea o soluție de sulfat de cupru. Faraday a propus izolarea zincului cu hârtie de împachetat, ai cărei pori ar putea permite, de asemenea, trecerea ionilor de electroliți. Dar Daniel a început să folosească un vas poros de lut ca diafragmă. Rețineți că în 1829, Antoine César Becquerel (1788–1878), bunicul mai faimosului Antoine Henri Becquerel, care a descoperit radioactivitatea și a împărtășit-o cu soții Curie în 1903, a experimentat cu electrozi de cupru și zinc scufundați în soluții de nitrat de cupru și zinc. sulfat, respectiv, încă din 1829. Premiul Nobel pentru Fizică. Elementul lui Daniel a produs o tensiune stabilă de 1,1 V pentru o lungă perioadă de timp. Pentru această invenție, Daniel a primit cel mai înalt premiu al Societății Regale - Medalia de Aur Copley. În ultimii 180 de ani, au apărut multe modificări ale acestui element; în același timp, dezvoltatorii lor au încercat diferite moduri de a scăpa de vasul poros.

Odată cu apariția liniilor telegrafice, a apărut necesitatea unor surse de curent mai convenabile și mai ieftine, fără partiții poroase, cu un singur electrolit și cu o durată de viață lungă. În 1872, elementul Daniel a fost înlocuit cu elementul normal al lui Josiah Latimer Clark (1822–1898): electrod pozitiv - mercur, negativ - 10% amalgam zinc, fem 1,43 V. Și în 1892 a fost înlocuit cu elementul mercur-cadmiu al lui Edward. Weston (1850–1936) cu o fem de 1,35 V. Modificarea sa, numită elementul Weston normal, este încă folosită ca standard de tensiune - la sarcini mici oferă o tensiune foarte stabilă în intervalul 1,01850–1,01870 V, cunoscută cu precizie până la al cincilea caracter.

O versiune a elementului Daniel, care nu avea un sept poros, a fost dezvoltată în 1859 de către fizicianul și inventatorul german Heinrich Meidinger (1831–1905). În fundul vasului se află un electrod de cupru și cristale de sulfat de cupru (vin din pâlnie), electrodul de zinc este fixat în partea de sus. O soluție saturată grea de sulfat de cupru rămâne în partea inferioară: difuzia ionilor de cupru la electrodul de zinc este contracarată de descărcarea acestor ioni în timpul funcționării elementului, iar granița dintre soluții iese foarte puternic în evidență. De aici și numele surselor de acest tip - element gravitațional. Elementul Meidinger poate funcționa continuu timp de câteva luni fără întreținere sau adăugare de reactivi. Acest element a fost utilizat pe scară largă în Germania între 1859 și 1916 ca sursă de energie pentru rețeaua telegrafică feroviară. Surse similare au existat în Franța și SUA - sub numele de elemente Callot și Lockwood. Elementul propus în 1839 de fizicianul și chimistul englez William Robert Grove (1811–1896) avea caracteristici bune. Electrozii din acesta erau zinc și platină, separați printr-un perete poros și, respectiv, cufundați în soluții de acizi sulfuric și azotic.

Robert Wilhelm Bunsen (1811–1899), cunoscut pentru descoperirile și invențiile sale (analiza spectrală, arzător etc.), a înlocuit scumpul electrod de platină cu carbon presat. Electrozii de carbon sunt prezenți și în bateriile moderne, dar la Bunsen au fost scufundați în acid azotic, care joacă rolul unui depolarizator (acum sunt dioxid de mangan). Elementele lui Bunsen au fost utilizate pe scară largă în laboratoare de multă vreme. Ele ar putea furniza, deși pentru o perioadă scurtă de timp, un curent mare. Elementele Bunsen, de exemplu, au fost folosite de tânărul Charles Martin Hall (1863–1914), care a descoperit metoda electrolitică pentru producerea aluminiului. Multe astfel de celule au fost conectate pentru a forma o baterie; În același timp, au fost necesare aproape 16 g de zinc pentru 1 g de aluminiu izolat! Chimistul și inventatorul francez Edme Hippolyte Marie-Davy (1820–1893) a înlocuit acidul azotic din elementul Bunsen cu o pastă de sulfat de mercur (I) și acid sulfuric; Electrolitul a fost o soluție de sulfat de zinc. În 1859, s-a făcut o comparație între o baterie de 38 dintre aceste celule (emf de fiecare 1,4 V) cu o baterie de 60 de celule Daniel. Prima a funcționat timp de 23 de săptămâni, a doua - doar 11. Cu toate acestea, costul ridicat și toxicitatea sărurilor de mercur au împiedicat utilizarea pe scară largă a unor astfel de elemente.

Fizicianul german Johann Christian Poggendorff (1796–1877) a folosit o soluție de dicromat de potasiu în acid sulfuric ca depolarizant în elementul său. Poggendorff este cunoscut ca editorul revistei Annalen der Physik und Chemie- A ocupat acest post timp de 36 de ani. Elementul Poggendorff a produs cel mai mare EMF (2,1 V) și pentru o perioadă scurtă de timp - curent mare. Un avantaj important a fost capacitatea de a îndepărta electrodul de zinc din soluție pentru a-l curăța sau înlocui.

Warren de la Rue (1815–1889), care a fotografiat pentru prima dată Luna și Soarele, a asamblat o baterie mare de 14 mii de celule în 1868. Electrozii din ele erau acoperiți cu argint cu clorură de argint și zinc amalgamat, iar electrolitul era o soluție de clorură de sodiu, clorură de zinc sau hidroxid de potasiu. Celulele zinc-clorură de argint sunt încă folosite astăzi; acestea sunt depozitate uscate și activate prin umplere cu apă proaspătă sau de mare, după care elementul poate funcționa până la 10 luni. Astfel de elemente pot fi folosite de victimele unui accident de apă. Celulele mai ieftine, dar mai puțin puternice folosesc un electrod Cu/CuCl.

Una dintre cele mai cunoscute surse de curent chimic este elementul mangan-zinc, descris în 1868 de chimistul francez Georges Leclanche (1839–1882) și dezvoltat de acesta cu câțiva ani mai devreme. În această celulă, electrodul de carbon este înconjurat de un depolarizator de dioxid de mangan, amestecat cu pulbere de carbon pentru o mai bună conductivitate electrică. Pentru a preveni sfărâmarea amestecului la turnarea electrolitului (soluție de clorură de amoniu), acesta a fost plasat împreună cu anodul într-un vas poros. Elementul Leclanche a servit mult timp, nu necesita întreținere și putea produce un curent destul de mare. Încercând să-l facă mai convenabil, Leclanche a decis să îngroașe electrolitul cu o pastă. Acest lucru a schimbat lucrurile într-un mod revoluționar: elementele lui Leclanchet nu se mai temeau să se răstoarne accidental, puteau fi folosite în orice poziție. Invenția lui Leclanche a primit imediat succes comercial, iar inventatorul însuși, abandonând profesia sa principală, a deschis o fabrică de producție de elemente. Celulele mangan-zinc ale lui Leclanchet erau ieftine și produse în cantități mari. Cu toate acestea, numirea lor „uscate” nu este în întregime corectă: electrolitul din ele era „semilichid”, dar în celulele uscate reale ar trebui să fie solid. Leclanche a murit la vârsta de 43 de ani, înainte de inventarea unor astfel de elemente.

Din 1802 până în 1812, au fost construite mai multe baterii uscate, dintre care cel mai faimos este așa-numitul zamboniev sau pilonul zamboniev (vezi „Chimie și viață” nr. 6, 2007). Fizicianul și preotul italian Giuseppe Zamboni (1776–1846) a asamblat în 1812 o coloană de câteva sute de cercuri de hârtie, pe o parte a cărora era un strat subțire de zinc, iar pe cealaltă un amestec de dioxid de mangan și gumă vegetală. Electrolitul era umiditatea conținută în hârtie. Un astfel de stâlp producea o tensiune mare, dar doar un curent foarte mic. Este stâlpul Zamboni care a lăsat cupele să tindă în clopot, aflat în Laboratorul Clarendon din Oxford, timp de aproape două secole. Cu toate acestea, o astfel de baterie nu este potrivită pentru scopuri practice.

Prima celulă galvanică uscată care putea fi utilizată în practică a fost brevetată în 1886 de inginerul german Karl Gassner (1855–1942). Reacțiile chimice care au avut loc în el au fost aceleași ca și în modelele anterioare: Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → 2MnO(OH) + Cl 2. În acest caz, electrodul de zinc a servit simultan ca recipient exterior. Electrolitul a fost un amestec de făină și gips; pe el a fost absorbită o soluție de cloruri de amoniu și zinc (gipsul a fost înlocuit ulterior cu amidon). Adăugarea de clorură de zinc la electrolit a redus semnificativ coroziunea electrodului de zinc și a prelungit durata de valabilitate a celulei. Electrodul pozitiv era o tijă de carbon, care era înconjurată de o masă de dioxid de mangan și funingine într-o pungă de hârtie. Elementul a fost sigilat deasupra cu bitum. Capacitatea elementelor a fost compensată de dimensiunea lor. Elementul de sare al lui Gassner a supraviețuit, în general, până în zilele noastre și este produs în cantități de multe miliarde de bucăți pe an. Dar, în secolul al XX-lea, au fost concurați de elemente alcaline, care uneori sunt numite în mod greșit „alcaline”, fără a vă deranja să căutați în dicționar atunci când traducem din engleză.

În concluzie, observăm că bateriile galvanice de un design sau altul au fost principalele surse de energie electrică până la inventarea dinamului.

Forta electromotoare. - "Elemente".

Luigi Galvani - cercetător în bioelectricitate

Născut la 9 septembrie 1737 la Bologna (Statele Papale), el a trăit și a murit acolo la 4 decembrie 1798, după ce a trăit 61 de ani. Prin ocupație a fost medic, fizician și filozof, ceea ce era destul de comun la acea vreme. Numele său latin este Aloysius Galvani.

Luigi Galvani a fost primul care a explorat bioelectricitate. În 1780, Luigi a efectuat experimente pe corpurile broaștelor moarte. El a trecut un curent electric prin mușchii lor, iar labele lor s-au zvâcnit, mușchii au început să se contracte. Acesta a fost primul pas spre studierea semnalelor sistemului nervos.

scurtă biografie

Luigi Galvani (1737-1798)

Născut din Dominico și din a patra soție, Barbara Foschi. Părinții lui Luigi nu erau aristocrați, dar aveau destui bani pentru a-și educa unul dintre copiii lor. Luigi Galvani dorea să primească o educație religioasă bisericească, în acea epocă era în mare măsură prestigioasă, și a studiat timp de 15 ani la un institut religios, și anume la capela Padri Filippini (Oratorio dei Padri Filippini). În viitor, a plănuit să depună jurăminte religioase, dar părinții l-au convins să nu facă acest lucru și să-și continue educația. În jurul anului 1755, Luigi a intrat la Facultatea de Arte de la Universitatea din Bologna. Acolo, Luigi a urmat un curs de medicină în care a studiat lucrările Hipocrate, GalenaȘi Avicena (Ibn Sina). Pe lângă studiile lucrărilor, Luigi a fost angajat în practica medicală, inclusiv în chirurgie. Acest lucru i-a permis să studieze și să cerceteze în continuare bioelectricitate.

În 1759, Luigi Galvani a primit o diplomă în medicină și filozofie, ceea ce i-a dat dreptul să țină prelegeri la universitate, după ce și-a susținut teza, pe care a susținut-o la 21 iunie 1761. Deja în 1762 a devenit lector onorific în anatomie și chirurgie. În același an, s-a căsătorit cu Lucia Galeazzi, fiica unuia dintre profesorii universitari. Luigi s-a mutat să locuiască în casa profesorului Galeazzi și l-a ajutat în cercetările sale. După moartea socrului său în 1775, Luigi Galvani a fost numit profesor în locul defunctului Galezzi.

Responsabilitatea lui Galvani ca membru al Academiei de Științe din 1776 a inclus cercetări regulate în domeniul anatomiei umane practice. I s-a cerut să publice cel puțin un studiu pe an.

Experimente cu broaște

După câțiva ani, Luigi Galvani a început să se intereseze de utilizările medicale ale energiei electrice. Acest domeniu de cercetare a apărut încă de la mijlocul secolului al XVIII-lea, după ce au fost descoperite efectele electricității asupra corpului uman.

Diagrama experimentului lui Luigi Galvani cu un corp de broaște, aproximativ la sfârșitul anilor 1780

Există o legendă conform căreia începutul experimentelor cu bioelectricitate s-a bazat pe un incident care a avut loc după cum urmează.

Luigi a pus o broască moartă pe o masă pentru a experimenta pielea ei pentru a genera electricitate statică. Anterior, experimentele cu electricitatea statică au fost deja efectuate pe masă și s-a dovedit că asistentul său (asistentul) a atins un bisturiu metalic cu o sarcină electrică la nervul sciatic expus al broaștei. Probabil că plănuia să-l disece. Dar apoi s-a întâmplat ceva neașteptat. Asistentul a văzut scântei și piciorul broaștei moarte s-a contractat de parcă ar fi fost în viață.

Această observație a fost primul pas către începerea cercetării bioelectricitate. S-a descoperit o legătură între activitatea nervoasă și electricitate, între viața biologică și semnalele electrice. A devenit evident că activitatea musculară se desfășoară cu ajutorul electricității, cu ajutorul curentului din electroliți. Înainte de aceasta, în știință era general acceptat că activitatea musculară are loc printr-o anumită substanță numită după elementele aerului și apei.

Galvani a introdus termenul - electricitate animală(electricitate animală) pentru a descrie forța care activează mușchii. Acest fenomen a fost numit mai târziu galvanism (galvanism), dar după Galvani la sugestia contemporanilor săi.

În prezent, studiul efectelor galvanice ale biologiei se desfășoară într-un domeniu precum electrofiziologia. Nume galvanism folosit mai mult într-un context istoric decât în ​​unul științific.

Galvani vs Volta

Profesor de fizică experimentală Alessandro Volta la Universitatea din Pavia, a fost primul om de știință care s-a îndoit de corectitudinea experimentelor lui Galvani și și-a continuat cercetările.

Scopul său a fost să determine dacă cauza contracției musculare este de fapt bioelectricitate, sau apare ca urmare a contactului cu metalul. S-a înțeles că celulele vii nu pot genera electricitate, ceea ce înseamnă că atunci nu există electricitate animală.

Alessandro Volta mi-am testat ipoteza și am aflat că, într-adevăr, celulele vii sunt capabile să genereze electricitate, ceea ce înseamnă bioelectricitate există, celulele vii sunt surse de curent. Ipoteza lui Volta că mușchii se contractă doar ca urmare a electricității externe, atunci când ating un obiect metalic cu o sarcină statică, a fost respinsă de acesta. Cercetări ulterioare Alessandro Volta l-a condus la crearea unei baterii galvanice, care folosește fenomene electrochimice asemănătoare celor care apar în celulele vii.

În urma cercetărilor, Volta a descoperit că fiecare celulă are propriul potențial celular, care bioelectricitate are aceleași baze chimice ca și celulele electrochimice care produc o diferență de potențial. Alessandro Volta a arătat respect față de colegul său și a introdus termenul galvanism pentru a evidenţia meritul lui Luigi Galvani în descoperire bioelectricitate. Cu toate acestea, Volta s-a opus unei anumite electricități speciale în formă fluid electric animal, și avea dreptate. Recompensa a fost crearea surselor de curent chimic - celule galvanice. Alessandro Volta primul care a construit baterii chimice formate din multe celule galvanice. Au fost numite astfel de baterii stâlp de volt, o sursă cu o valoare EMF de peste 100 de volți a fost asamblată din multe elemente, ceea ce a făcut posibilă studierea în continuare a fenomenelor electricității.

Lucrările lui Luigi Galvani

Opera majoră a lui Luigi Galvani bioelectricitate numit De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius (format PDF), tradus in limba rusa Tratat despre fortele electricitatii in timpul miscarii musculare (format djvu). Puteți descărca aceste lucrări pentru un studiu aprofundat și pentru a vă lărgi orizonturile.

Doctor în științe fizice și matematice V. OLSHANSKY

TRIUMF MISTERIOS

Volta îi demonstrează lui Napoleon invenția sa - Stâlpul Voltaic.

Luigi Galvani (1737-1798).

Lucia Galeazzi, sotia lui Galvani.

În experimentele sale, Galvani a folosit un electrofor similar cu acesta.

Galvani, soția sa și un asistent efectuează un experiment în laboratorul lor de acasă. A. Muzzi, 1862.

O broască pregătită pentru experimente cu un electrofor și un borcan Leyden. Desen din tratatul lui Galvani.

Schema unui experiment pentru studiul electricității atmosferice. Detectorul este piciorul unei broaște, al cărui nerv este conectat la un paratrăsnet, iar mușchiul este conectat printr-un conductor la apa din fântână. Desen din tratatul lui Galvani.

Alessandro Volta (1745-1827).

O coloană voltaică constând din discuri metalice separate prin cercuri de pânză umedă.

În 1801, la Paris a avut loc un eveniment izbitor, descris în mod repetat de istoricii științei: în prezența lui Napoleon Bonaparte, o prezentare a lucrării „Un organ electric artificial care imită organul electric natural al unei anghile sau al unei raie” a fost prezentată cu un demonstrarea unui model al acestui organ. Napoleon l-a răsplătit cu generozitate pe autor: a fost bătută o medalie în onoarea savantului și a fost stabilit un premiu de 80.000 de ecus. Toate societățile științifice de conducere din acea vreme, inclusiv Academia de Științe din Sankt Petersburg, și-au exprimat dorința de a-l vedea în rândurile lor, iar cele mai bune universități din Europa erau gata să-i ofere departamentele lor. Ulterior a primit titlul de conte și a fost numit membru al Senatului Regatului Italiei. Numele acestui om este bine cunoscut astăzi, iar diverse versiuni de organe electrice artificiale care le imită pe cele naturale sunt produse în miliarde de cantități. Vorbim despre Alessandro Volta și invenția sa - Coloana Voltaică, prototipul tuturor bateriilor și acumulatorilor moderni. Ce legătură are coloana voltaică cu organele electrice ale peștilor - mai multe despre asta mai târziu, dar deocamdată să fim atenți la faptul că demonstrația s-a desfășurat cu fast emfatic și în fața unei mulțimi mari de oameni.

Coloana voltaică ar fi produs o tensiune de 40-50 de volți și un curent mai mic de un amper. Ce anume trebuia să arate Volta pentru a capta imaginația tuturor? Imaginează-ți că nu ești Volta, ci tu, stând în fața lui Napoleon cu o cutie plină cu cele mai bune baterii și dorind să demonstrezi ceva spectaculos cu ele. Becurile, motoarele, playerele, etc. nu sunt inca o idee. În linii mari, unde și-a putut pune Volta bateriile?

Mașina electroforică era cunoscută de mult până atunci; borcanul Leyden fusese inventat cu mai bine de 50 de ani în urmă. Tot ceea ce este asociat cu scântei, trosnet, bile electrificate strălucitoare și sărituri simultane a unui grup mare de oameni de la un șoc electric a fost demonstrat de mai multe ori și nu a provocat nici măcar o mică parte din astfel de onoruri și premii. De ce a căzut triumful în ponderea Stâlpului Voltaic?

Aparent, secretul succesului a fost că Volta a repetat înaintea lui Napoleon experimentele de reînvierea membrilor tăiați cu ajutorul unor cantități mici de electricitate. „Le-am făcut nu numai pe broaște, ci și pe anghile și alți pești, pe șopârle, salamandre, șerpi și, mai important, pe animale mici cu sânge cald, și anume șoareci și păsări”, scria omul de știință în 1792, în chiar începutul cercetărilor care au dus în cele din urmă la o mare invenție. Imaginează-ți diferite părți tăiate ale diferitelor animale care zac complet nemișcate, așa cum se potrivește membrelor tăiate din care a curs forța vitală. Cea mai mică atingere a coloanei voltaice - iar carnea prinde viață, tremură, se contractă și se înfioară. Au existat mai multe experimente uimitoare în istoria științei?

Dar toată lumea știe că ideea acestor experimente nu i-a aparținut lui Volta, ci lui Luigi Galvani. De ce nu a fost onorat primul, sau măcar lângă Volta? Motivul nu este că Galvani ar fi murit deja până atunci - dacă ar fi trăit, cel mai probabil premiul napoleonian i-ar fi revenit Voltei. Și nu este vorba despre Napoleon - în anii următori nu a fost singurul care a ridicat-o pe Volta și l-a disprețuit pe Galvani. Și au existat motive pentru asta.

„PISCINA DE BROȘTE” ÎMPĂPÂNĂTATE

Din manualele de fizică se cunosc aproximativ următoarele despre Luigi (sau, în formă latinizată, Aloysius) Galvani: medic, anatomist și fiziolog italian de la sfârșitul secolului al XVIII-lea; A dat din întâmplare peste fenomenul, numit „experimentul Galvani”, și nu l-a putut explica corect, deoarece a pornit de la o ipoteză falsă despre existența unui fel de electricitate animală. Dar fizicianul Alessandro Volta a reușit să înțeleagă fenomenul și să creeze un dispozitiv util pe baza acestuia.

S-ar părea că imaginea este clară: un anatomist a tăiat broaște (ce altceva poate face un anatomist?), s-a împiedicat accidental de faptul că un picior se zvâcnește sub influența curentului și nu a înțeles nimic - nu este fizician, cum poate înțelege esența lucrurilor. Volta, un fizician, a repetat totul cu atenție, a explicat totul corect și chiar a confirmat cu practică. Iar faptul că anatomistul și doctorul, fie din încăpățânare, fie din necugetare, a continuat să insiste pe cont propriu, îl caracterizează complet prost.

Nu este clar de ce umanitatea s-a dovedit a fi atât de susținător față de acest medic, încât i-a atribuit numele curenților de conducție și un întreg domeniu al fizicii și un dispozitiv pentru măsurarea curentului și cel mai important proces tehnologic de depunere electrochimică a acoperirilor metalice. , și chiar sursele actuale inventate de Volta. Nici unul dintre cei mai faimoși fizicieni – nici Newton, nici Descartes, nici Leibniz, nici Huygens, nici iubitul fizicii clasice, James Clerk Maxwell – nu este asociat cu atât de mulți termeni.

Dar iată chestia amuzantă: când vine vorba de domenii non-fizice, termenii asociați cu numele Galvani sunt destul de respectabili și stabili: galvanoterapie, baie galvanică, galvanotaxis. Dacă este vorba de fizică, atunci pentru fiecare termen galvanic există un termen antigalvanic: nu un galvanometru, ci un ampermetru; nu curent galvanic, ci curent de conducere; nu o celulă galvanică, ci o sursă de curent chimic. Cu cât un manual de fizică este mai ortodox, cu atât este mai puțin probabil să se găsească în el nu doar vreo mențiune despre meritele științifice ale lui Galvani, ci și terminologia galvanică. Autoritățile oficiale ale imperiului lui Sir Isaac Newton, sau „oamenii breslei”, așa cum i-a numit Goethe, îi neagă clar cetățenia lui Luigi Galvani, dar cineva își scrie constant numele pe pereții templului științei și amintește de existența lui.

Și acum vom vorbi despre cercetările efectuate la aproape două sute de ani de la publicarea lucrării lui Gilbert. Ele sunt asociate cu numele profesorului italian de anatomie și medicină Luigi Galvani și profesorului italian de fizică Alessandro Volta.

În laboratorul de anatomie al Universității din Boulogne, Luigi Galvani a efectuat un experiment, a cărui descriere a șocat oamenii de știință din întreaga lume. Broaștele au fost disecate pe o masă de laborator. Obiectivul experimentului a fost de a demonstra și observa nervii goi ai membrelor lor. Pe această masă se afla o mașină electrostatică, cu ajutorul căreia a fost creată și studiată o scânteie. Să cităm declarațiile lui Luigi Galvani însuși din lucrarea sa „Despre forțele electrice în timpul mișcărilor musculare”: „... Unul dintre asistenții mei a atins accidental foarte ușor nervii femurali interni ai broaștei cu un vârf. Piciorul broaștei s-a smucit brusc. ” Și mai departe: „... Acest lucru este posibil atunci când o scânteie este extrasă din condensatorul mașinii.”

Acest fenomen poate fi explicat după cum urmează. Atomii și moleculele de aer din zona în care apare scânteia sunt afectați de un câmp electric în schimbare, ca urmare dobândesc o sarcină electrică și încetează să fie neutri. Ionii rezultați și moleculele încărcate electric se răspândesc pe o anumită distanță, relativ scurtă, de mașina electrostatică, deoarece atunci când se mișcă, ciocnind cu moleculele de aer, își pierd sarcina. În același timp, ele se pot acumula pe obiecte metalice care sunt bine izolate de suprafața pământului și sunt descărcate dacă apare un circuit electric conductiv la pământ. Podeaua din laborator era uscată, din lemn. A izolat bine încăperea în care lucra Galvani de la sol. Obiectul pe care s-au acumulat încărcăturile a fost un bisturiu metalic. Chiar și o ușoară atingere a bisturiului cu nervul broaștei a dus la o „descărcare” de electricitate statică acumulată pe bisturiu, determinând retragerea piciorului fără nicio distrugere mecanică. Fenomenul de descărcare secundară în sine, cauzat de inducția electrostatică, era deja cunoscut la acea vreme.

Talentul strălucit al unui experimentator și realizarea unui număr mare de studii diverse i-au permis lui Galvani să descopere un alt fenomen important pentru dezvoltarea ulterioară a ingineriei electrice. Sunt în curs de desfășurare experimente pentru a studia electricitatea atmosferică. Să-l cităm pe Galvani însuși: „... Obosit... de așteptări zadarnice... a început... să apese cârligele de aramă înfipte în măduva spinării de grătarul de fier – picioarele broaștei s-au micșorat”. Rezultatele experimentului, efectuat nu în aer liber, ci în interior, în absența oricăror mașini electrostatice funcționale, au confirmat că o contracție a mușchiului broaștei, similară cu contracția cauzată de scânteia unei mașini electrostatice, are loc atunci când corpul broaștei este atins. simultan de două obiecte metalice diferite - un fir și o placă de cupru, argint sau fier. Nimeni nu observase un asemenea fenomen înainte de Galvani. Pe baza rezultatelor observațiilor, el face o concluzie îndrăzneață, fără ambiguitate. Există o altă sursă de electricitate, este electricitatea „animală” (termenul este echivalent cu termenul „activitatea electrică a țesutului viu”). Mușchiul viu, a susținut Galvani, este un condensator ca un borcan Leyden, în interiorul acestuia se acumulează electricitate pozitivă. Nervul broaștei servește drept „conductor” intern. Conectarea a doi conductori metalici la un mușchi determină apariția unui curent electric care, ca o scânteie de la o mașină electrostatică, provoacă contractarea mușchiului.

Galvani a experimentat pentru a obține un rezultat clar doar asupra mușchilor broaștei. Poate că acesta este ceea ce i-a permis să propună utilizarea unui „preparat fiziologic” al piciorului unei broaște ca un contor pentru cantitatea de electricitate. O măsură a cantității de electricitate, pentru evaluarea căreia a servit un indicator fiziologic similar, a fost activitatea de ridicare și cădere a labei atunci când vine în contact cu o placă de metal, care este simultan atinsă de un cârlig care trece prin coloana vertebrală. cordonul broaștei și frecvența ridicării labei pe unitatea de timp. De ceva timp, un astfel de indicator fiziologic a fost folosit chiar și de fizicieni de seamă, și în special de Georg Ohm.

Experimentul electrofiziologic al lui Galvani i-a permis lui Alessandro Volta să creeze prima sursă electrochimică de energie electrică, care, la rândul său, a deschis o nouă eră în dezvoltarea ingineriei electrice.

Alessandro Volta a fost unul dintre primii care a apreciat descoperirea lui Galvani. El repetă experimentele lui Galvani cu mare grijă și primește o mulțime de date care confirmă rezultatele sale. Dar deja în primele sale articole „Despre electricitatea animală” și într-o scrisoare către doctorul Boronio din 3 aprilie 1792, Volta, spre deosebire de Galvani, care interpretează fenomenele observate din punctul de vedere al electricității „animale”, evidențiază fenomene chimice și fizice. Volta stabilește importanța folosirii unor metale diferite (zinc, cupru, plumb, argint, fier) ​​pentru aceste experimente, între care se pune o cârpă înmuiată în acid.

Iată ce scrie Volta: "În experimentele lui Galvani, sursa de electricitate este o broască. Totuși, ce este o broaște sau orice animal în general? În primul rând, aceștia sunt nervi și mușchi și conțin diverși compuși chimici. Dacă nervii și mușchii unei broaște disecate sunt combinați cu două metale diferite, apoi atunci când un astfel de circuit este închis, apare un efect electric. În ultimul meu experiment, au participat și două metale diferite - acestea sunt staniol (plumb) și argint, iar rolul a lichidului era jucat de saliva limbii.Închiderea circuitului cu o placă de legătură am creat condiții pentru mișcarea continuă a lichidului electric dintr-un loc în altul.Dar aș putea pur și simplu să pun aceleași obiecte metalice în apă sau într-un lichid asemănător cu saliva? Ce legătură are electricitatea „animală” cu ea?”

Experimentele efectuate de Volta ne permit să formulăm concluzia că sursa acțiunii electrice este un lanț de metale diferite atunci când acestea vin în contact cu o cârpă umedă sau cu o cârpă înmuiată într-o soluție acidă.

Într-una dintre scrisorile către prietenul său, medicul Vasaghi (din nou un exemplu al interesului medicului pentru electricitate), Volta scria: „Sunt de mult convins că toată acțiunea provine din metale, din contactul cărora intră fluidul electric. un corp umed sau apos.Pe această bază, cred că el însuși are dreptul de a atribui metalelor toate fenomenele electrice noi și de a înlocui numele „electricitate animală” cu expresia „electricitate metalică”.

Potrivit lui Volta, picioarele unei broaște sunt un electroscop sensibil. Între Galvani și Volta, precum și între adepții lor, a apărut o dispută istorică - o dispută despre electricitatea „animală” sau „metalică”.

Galvani nu a cedat. A exclus complet metalul din experiment și chiar a disecat broaște cu cuțite de sticlă. S-a dovedit că, chiar și cu un astfel de experiment, contactul nervului femural al broaștei cu mușchiul său a dus la o contracție clar vizibilă, deși mult mai mică decât cu participarea metalelor. Aceasta a fost prima înregistrare a fenomenelor bioelectrice pe care se bazează electrodiagnostica modernă a sistemului cardiovascular și a unui număr de alte sisteme umane.

Volta încearcă să dezlege natura fenomenelor neobișnuite descoperite. El își formulează clar următoarea problemă: „Care este cauza apariției electricității?” M-am întrebat în același mod în care ați proceda fiecare dintre voi. Reflecțiile m-au condus la o singură soluție: de la contactul a două metale diferite. , de exemplu, argint și zinc , echilibrul electricității în ambele metale este perturbat.La punctul de contact al metalelor, electricitatea pozitivă este direcționată de la argint la zinc și se acumulează pe acesta din urmă, în timp ce electricitatea negativă este concentrată pe argint. înseamnă că materia electrică se mișcă într-o anumită direcție.Când am așezat plăci de argint și zinc una peste alta fără distanțiere intermediare, adică plăcile de zinc au fost în contact cu cele de argint, atunci efectul lor global a fost redus la zero. Pentru a spori efectul electric sau pentru a-l rezuma, fiecare placă de zinc ar trebui să fie adusă în contact cu un singur argint și să adauge succesiv cel mai mare număr de perechi. Acest lucru se realizează tocmai prin plasarea unei bucăți de pânză umedă pe fiecare placă de zinc, separând-o astfel de placa de argint a următoarei perechi.” Multe din ceea ce a spus Volta nu își pierde semnificația nici acum, în lumina ideilor științifice moderne.

Din păcate, această dispută a fost întreruptă tragic. Armata lui Napoleon a ocupat Italia. Pentru că a refuzat să jure credință noului guvern, Galvani și-a pierdut scaunul, a fost concediat și în scurt timp a murit. Al doilea participant la dispută, Volta, a trăit pentru a vedea recunoașterea deplină a descoperirilor ambilor oameni de știință. Într-o dispută istorică, ambii aveau dreptate. Biologul Galvani a intrat în istoria științei ca fondator al bioelectricității, fizicianul Volta - ca fondator al surselor de curent electrochimic.