Глава VI. ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ТОКА

§ 74. Введение. Открытие Вольты.

В гл. III мы показали, что непрерывный электрический ток может поддерживаться в цепи проводников с сопротивлением только при условии, что в цепи действует какой-либо генератор, являющийся источником э. д. с. При прохождении тока в цепи непрерывно выделяется энергия, например в виде тепла, нагревающего провода; энергия эта доставляется генератором в результате тех или иных происходящих в нем процессов, которые могут быть весьма разнообразны; в соответствии с этим весьма разнообразными могут быть и генераторы э. д. с. В § 39 мы использовали в качестве генератора электрическую машину, работающую за счет энергии вращающего ее двигателя (например, мускульной энергии). Мы уже указывали, что количества электричества, разделяемые такой машиной за одну секунду, весьма незначительны, и поэтому такая машина не может обеспечить поддержание тока сколько-нибудь значительной силы.

Первым генератором э. д. с., открывшим возможность широкого изучения и практического использования электрического тока, явился гальванический элемент, в котором энергия, выделяемая в цепи тока, получается за счет энергии, освобождающейся при химических реакциях, сопровождающих работу элемента.

Такой химический генератор впервые построил итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827). Вольта установил, что разделение электрических зарядов (возникновение э. д. с.) происходит при соприкосновении различных проводников, в результате чего на границе соприкосновения на одном из металлов скапливаются отрицательные заряды (избыток электронов), а на другом – положительные (недостаток электронов).

Гальванический элемент получил свое название по имени итальянского врача и анатома Луиджи Гальвани (1737-1798), опыты которого дали толчок к исследованиям Вольты. Гальвани обнаружил, что свежепрепарированная лягушечья лапка, подвешенная на медном крючке к железной перекладине, сокращалась всякий раз, когда она касалась железа (рис. 113). Так как в эти времена уже было известно, что препарированная лапка лягушки сокращается при пропускании через нее электрического разряда (например, разряда лейденской банки), то Гальвани правильно приписал наблюдавшееся им явление действию разряда, но он ошибочно полагал, что электрические заряды вырабатываются вследствие каких-то жизненных процессов в лапке лягушки. Вольта, поставив физические опыты, установил, что явление связано с наличием двух различных металлов (медь крючка и железо перекладины), соприкасающихся с электролитами (жидкостью в лягушечьей лапке и слоем влаги, покрывающей в обычных условиях все металлические предметы), и что лягушечья лапка играла лишь роль чувствительного прибора, обнаруживающего наличие тока.

Рис. 113. Один из опытов Гальвани. Поясничные нервы лягушки соединены с латунным крючком 1, который висит на железном стержне 2. Если мускулы лапок лягушки соединить со стержнем 2 посредством железной палочки 3, то они резко сокращаются