Вольтов столб был первой электрической батареей , которая могла непрерывно подавать электрический ток в цепь. Его изобрел итальянский химик Алессандро Вольта , опубликовавший свои эксперименты в 1799 году. Его изобретение можно проследить до спора между Вольтой и Луиджи Гальвани , коллегой Вольты, итальянским ученым, который проводил эксперименты на лягушачьих лапках. [1] Вольтова батарея затем способствовала быстрой серии других открытий, включая электрическое разложение ( электролиз ) воды на кислород и водород Уильямом Николсоном и Энтони Карлайлом (1800 г.) и открытие или выделение химических элементов натрия (1807 г.), калий (1807 г.), кальций (1808 г.), бор (1808 г.), барий (1808 г.), стронций (1808 г.) и магний (1808 г.) Хамфри Дэви . [2] [3]
Вся электротехническая промышленность 19-го века питалась от батарей, родственных батареям Вольты (например, элемент Даниэля и элемент Гроува ), до появления динамо-машины ( электрического генератора) в 1870-х годах.
Изобретение Вольты было основано на открытии Луиджи Гальвани в 1780-х годах того, как цепь из двух металлов и лягушачьей лапки может вызвать реакцию лягушачьей лапки. В 1794 году Вольта продемонстрировал, что, когда два металла и пропитанная рассолом ткань или картон соединены в цепь, они производят электрический ток. В 1800 году Вольта сложил несколько пар чередующихся медных (или серебряных ) и цинковых дисков ( электродов ), разделенных тканью или картоном, пропитанным рассолом, чтобы увеличить общую электродвижущую силу. [4] Когда верхний и нижний контакты были соединены проводом, электрический ток протекал через гальваническую батарею и соединительный провод. Вольтов столб вместе со многими научными инструментами, принадлежавшими Алессандро Вольте , хранятся в Музее истории университета Павии , где Вольта преподавал с 1778 по 1819 год. [5]
20 марта 1800 года Алессандро Вольта написал в Лондонское королевское общество письмо, в котором описал технику получения электрического тока с помощью своего устройства. [6] Узнав о гальванической батарее, Уильям Николсон и Энтони Карлайл использовали ее для открытия электролиза воды. Хамфри Дэви показал, что электродвижущая сила , которая пропускает электрический ток через цепь, содержащую один гальванический элемент, вызвана химической реакцией, а не разницей напряжений между двумя металлами. Он также использовал гальваническую батарею для разложения химикатов и производства новых химикатов. Уильям Хайд Волластон показал, что электричество от гальванических столбов имеет идентичный эффект с электричеством, производимым трением . В 1802 году Василий Петров использовал гальванические столбы для открытия и исследования эффектов электрической дуги .
Хамфри Дэви и Эндрю Кросс были одними из первых, кто разработал большие гальванические батареи. [7] Дэви использовал стопку из 2000 пар, изготовленную для Королевского института в 1808 году, чтобы продемонстрировать разряд угольной дуги [8] и выделить пять новых элементов: барий, кальций, бор, стронций и магний. [9]
Поскольку Вольта считал, что электродвижущая сила возникает при контакте между двумя металлами, сваи Вольта имели конструкцию, отличную от современной конструкции, показанной на этой странице. Его сваи имели один дополнительный диск меди вверху, контактирующий с цинком, и один дополнительный диск цинка внизу, контактирующий с медью. [10] Расширяя работу Вольты и работу своего наставника Хамфри Дэви в области электромагнетизма , Майкл Фарадей использовал как магниты, так и гальваническую батарею в своих экспериментах с электричеством. Фарадей считал, что все изучаемые в то время «электричества» (гальваническое, магнитное, тепловое и животное) были одним и тем же. Его работа по доказательству этой теории привела его к предложению двух законов электрохимии, которые находились в прямом противоречии с современными научными представлениями того времени, сформулированными Вольтой тридцатью годами ранее. [11] Благодаря своему вкладу в понимание этой области исследований Фарадей и Вольта считаются одними из отцов электрохимии . [12] Слова «электрод» и «электролит», использованные выше для описания работы Вольты, принадлежат Фарадею. [13]