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电学发展的新开端伏打电堆

时间:2023-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:19世纪之初,伏打电堆的发明使人们第一次获得了比较强的稳定而持续的电流。1791年,伽伐尼发现生物电的消息传开后,人们为之震惊。伽伐尼的生物电使他受到启迪,后来发明了伏打电池。为了寻求更大的突破,伏打查阅了大量的资料。这就是世界上的第一个电池,人们将它称为伏打电堆或伏打柱。实际上,这个“伏打电堆”就是一个串联的电池组。于是,“伏打电堆”作为最早的干电池传遍世界各地,引起了一场电学的革命。

19世纪之初,伏打电堆的发明使人们第一次获得了比较强的稳定而持续的电流。为科学家们从对静电的研究转入对动电的研究创造了物质条件,导致了电化学、电磁学等一系列重大的科学发现。

1800年,意大利教授伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电池,开创了电学发展的新时代。

1791年,伽伐尼发现生物电的消息传开后,人们为之震惊。两年后的一天,伽伐尼在英国皇家学会表演关于生物电的实验时,当时担任意大利帕维亚大学教授的伏打就坐在其中。伽伐尼的生物电使他受到启迪,后来发明了伏打电池。

伏打从小聪慧好学,尤其喜爱钻研电学,24岁时就发表了一篇关于莱顿瓶的论文,引起人们的注意,32岁时又发明了电盘,更是名声大振,被聘为教授。1791年,他被选为英国皇家学会会员。然而,对于伽伐尼的实验,伏打却认为:“蛙腿本身不放电,而是外来电使蛙腿神经兴奋产生抽搐,蛙腿只是起了个电流计的作用而已。电的真正来源是铜和铁两种金属的接触。”为了证实自己的观点,一回到帕维亚大学,他就一次次地重复伽伐尼的实验。

伏打和他发明的伏打电池

为了寻求更大的突破,伏打查阅了大量的资料。一天,一本德国科学家的实验报告汇编引起了他的注意。他发现这本书记载了一个叫兹路扎的科学家在1750年左右做的一个实验。伏打看完这个实验报告,欣喜若狂。回到实验室后,他很快地按照资料中所记载的方法:找到一块薄锡片和一枚银币,并用一根导线将它们连接起来。果然,他的舌头出现了麻木的感觉。

“这是触电的感觉。”他高兴地对助手说,“导线中肯定有电在流动。”对于伽伐尼的青蛀实验他终于得出结论——蛙腿抽动根本不是什么生物电。伽伐尼教授当时用铜钩钩起青蛙,挂在铁架上,不同的金属会产生微弱电流,蛙腿是受这种电流刺激后抽动的。

1801年,在一次专门的学术会议上伏打当众做了实验演示。

后来伏打又回到执教的意大利帕维亚大学,在实验室里一干就是7年。

1799年,伏打终于发现经过酸浸的金属会产生更强的电效应。接着他根据这个发现,做了许多锌板和铜板,将一块锌板和铜板放在一起,它们之间夹着一块浸透了酸液的呢绒,伏打不断照此一层层重复,叠到30层左右,便形成了一个能产生很强电流的柱状装置。这就是世界上的第一个电池,人们将它称为伏打电堆或伏打柱。

伏打告诉人们:这柱叠得越高,电流就越强。他用自己创立的电位差理论来解释这一现象。他说,不同金属接触,表面会出现异性电荷,即电压。

在实验中,他还摸索出这样一个序列:铅、锌、锡、镉、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯。在这一序列里的任何一种金属跟它后面的金属接触都会产生电,而且前面的带正电,后面的带负电。有了电压,就会有电流。实际上,这个“伏打电堆”就是一个串联的电池组。

于是,“伏打电堆”作为最早的干电池传遍世界各地,引起了一场电学的革命。后来,人们把它称为“伏打电池”。为了纪念伏打,人们便以他的名字“伏”来做电压的单位。

学海拾贝

电池是靠化学作用,通俗地讲就是靠腐蚀作用产生电能的。而其腐蚀物中含有大量的重金属污染物——镉、汞、锰等。当其被废弃在自然界时,会污染周围环境。

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