Гальвани, Вольта и лягушачьи лапки: как появилась батарейка

Лягушка Гальвани

Луиджи Гальвани был профессором анатомии в Болонье и изучал, как работают мышцы и нервы. В 1780-х годах он заметил, что лапки препарированной лягушки дёргаются, когда рядом проскакивает искра электрической машины. А потом обнаружил ещё более странное: лапки дёргались и без машины, если к нерву и мышце одновременно прикоснуться двумя разными металлами, например медью и железом.

Гальвани решил, что электричество вырабатывает сама лягушка, а металлы лишь замыкают цепь. Он назвал это «животным электричеством» и в 1791 году опубликовал работу, которая произвела сенсацию. По Европе пошла мода на опыты с лягушками.

Вольта не согласен

Физик Алессандро Вольта из Павии сначала восхитился работой Гальвани, но потом стал сомневаться. Он заметил, что лапки дёргаются, только когда металлы разные. С одинаковыми металлами ничего не происходит. Значит, дело не в лягушке, а в металлах: при соприкосновении двух разных металлов через влажную среду возникает электричество, а лапка лишь служит очень чувствительным прибором.

Вольта даже клал на язык две разные монеты так, чтобы они касались друг друга, и чувствовал кисловатый привкус. Попробуйте сами с ложкой и кусочком фольги: лёгкое пощипывание и есть тот самый ток.

Спор был долгим и жарким. Позже выяснилось, что правы оба по-своему: нервы и мышцы действительно работают на электрических сигналах. Но источником тока в опытах с металлами были именно металлы.

Вольтов столб

Чтобы доказать свою правоту, Вольта сложил столбик: кружок цинка, кружок меди (или серебра), кружок картона, пропитанного солёной водой, и снова цинк, медь, картон, и так десятки раз. Если коснуться верхнего и нижнего кружка, било током. Чем выше столб, тем сильнее.

20 марта 1800 года Вольта описал прибор в письме президенту Лондонского королевского общества. Это была первая батарея, дававшая постоянный ток. Через несколько недель с её помощью англичане разложили воду на водород и кислород, а Хамфри Дэви вскоре открыл с помощью огромной батареи натрий и калий.

В 1801 году Вольта показал свой столб Наполеону, и тот наградил его медалью, а позже сделал графом. В 1881 году единицу электрического напряжения назвали вольтом. От имени Гальвани остались слова «гальванический элемент» и «гальванизация», покрытие металла другим металлом с помощью тока.

Батарейка из лимонов

Батарейку по принципу Вольты можно собрать дома.

• Возьмите 3–4 лимона, столько же оцинкованных гвоздей или шурупов и медных монет или кусочков медной проволоки.
• В каждый лимон воткните гвоздь и медную пластинку так, чтобы они не касались.
• Соедините лимоны проводами по цепочке: медь первого лимона с гвоздём второго и так далее.
• К свободным концам подключите маленький светодиод, длинной ножкой к меди. Если не светит, поменяйте ножки или добавьте лимон.

Один лимон даёт напряжение около 0,9 В. Цепочка из четырёх лимонов даёт около 3,5 В: при последовательном соединении напряжения складываются. Лимон здесь играет роль солёного картона Вольты: кислый сок проводит ток между металлами.

Лимоны после опыта есть нельзя: в них попали соединения цинка и меди.

Частые вопросы