生活中離不開電池,它是誰發明的呢?看看它的研製過程!

2020-12-04 百家號

伏打(1745~1827)義大利物理學家,出生於科莫。伏打在科學上的主要獻是1799年發明了「伏打電池」。這種電池有用鹽水浸泡的銅片和鋅片相間堆集組成,用導線把兩端連接起來,導線中就形成穩定的電流。伏打電池的發明改變了電學的面貌,它是科學家有了強大的電流源。以前摩擦起電的機構和頓電電容器雖可產生電位差,但電流很小。伏打在發明電池後又發明了驗電器、儲電器和起電盤,這些發明在電學上起了很大作用。人們為了紀念他,把電動勢、電位差、電壓的單位定為「伏特」,簡稱「伏」。

電池的發明

伏打像往常一樣來到圖書館,他像淘金者一樣,翻閱著一本本書。突然,一本德國科學家的實驗報告彙編引起了他的注意。他發現這本書記載了一個叫茲路扎的科學家在1750年左右做的一個實驗。茲路扎在實驗報告中說,把兩塊不同的金屬分別夾在舌尖的上下,然後用一根金屬導線連接兩塊金屬板,此時,舌頭上會有一種麻木的感覺。如果用兩塊相同的金屬片夾在舌尖的上下,就沒有這種感覺。

「我找到突破口了!」伏打看完這個實驗報告,欣喜若狂。回到實驗室後,伏打馬上找到一塊源錫片和一枚新銀幣,並用一根導線將它們連接起來。果然,他的舌頭出現了麻木的感覺。「這是觸電的感覺。」伏打對他的助手說,「導線中肯定有電在流動伏打發現,不但單獨使用錫片或銀幣在口腔裡做這個實驗時,沒有這種感覺,而且將錫片和銀片連接後放在清水中做實驗時,也沒有任何感覺。

這是什麼原因呢?伏打推測可能是口腔中含有稀酸的緣故。根據這一推測伏打改用稀酸做路紮實驗。果然,發現有麻木的感覺。烯酸實驗的成功給伏打很大的信心,他決定生產一種能產生和儲存電能的裝置。伏打和他的助手用臺和剪子加工了一塊較大的銀片和鋅片,並用一根導線將它們連接起來,然後在兩塊金屬片的中間做一個夾層。接著,又用兩根導線連接鋅片和銀片,以作為兩極。最後,把這個裝置放入裝有稀酸的溶液中。伏打用手觸摸導線,感到一陣麻木,手發生強烈的整李。我觸電啦!我成功啦!伏打興奮無比。

然而,新裝置給伏打帶來的喜悅是短暫的。不久,這個「寶貝」就沒有輸出電了。伏打明白,這是儲存電能太少的緣故。他決定做一個儲存電能多一些的裝置。於是,伏打又提出新的方案。他把幾個裝有稀酸的杯子排在一起,然後在每個杯子中都裝著一塊鋅片和一塊銅片,並將前一個杯子裡的銅片和後一杯子裡的鋅片用導線連接。最後,兩端用導線接出。伏打用手指捏住兩端的導線。他不僅感到手指麻木,而且身上也有這種感覺。這說明新的電源裝置產生了相當大的電壓。於是,「伏打電堆」作為最早的乾電池,傳遍世界各地,引起了一場電學的革命。後來,人們把它稱為「伏打電池」。

奧斯特發現電流的磁效應

奧斯特(1777~1851)丹麥物理學家,出生於蘭格朗島的魯德喬賓。1799年他畢業於哥本哈根大學,獲哲學博士學位。奧斯特在科學上的主要貢獻是發現電流引起的磁效應。根據他自己的敘述,這一發現是在1820年春天的一次演講中提出,而於同年夏天宣布的。實際上早在1812年在他所發表的《關於化學定律的見解》一文中,就提出了電和磁之間存在聯繫的問題。磁效應的發現在科學上具有重大意義,促進了電磁學的迅速發展。

奧斯特經過多次失敗後,於1822年採用精緻的壓力計和確保增加的壓力作用於水容器內外兩側,首次得到水可壓縮性的相當精確的數據。1823年,根據對溫差電偶接頭的研究結果,得出結論,這種接頭在比伏打電池低得多的電位差下,能產生較高的電流。他還對庫侖的扭秤做了某些重要改進。奧斯特的主要著作有《關於電效應的實驗》等。

庫侖發現庫侖定律

庫侖(1736~1806)法國物理學家,出生於昂古菜姆。庫侖曾在巴黎軍事工程學院學習。17年被選為法國科學院院士。庫侖是18世紀一位學識淵博的學者,在物理學上作出許多重要貢獻。1781年,他發表一篇重要論文《簡單機械理論》,提出摩擦力和作用於物體表面上的正壓力成正比的關係。他證明地球磁場對磁鐵的作用,相當於與偏差角的正弦成正比的一力偶,並據此推斷出,在解釋磁作用時需要使用吸引力和排斥力作為對抗渦流。

他建立磁體在磁場中的運動方程式,並根據短的振蕩時間推導出磁矩。他發明扭力平衡法以測量電的排斥力,並把結果推廣到實驗上更困難的排斥力情況中,推導出表示兩靜止點電荷間相互作用力的定律,即著名的庫侖定律。他還致力於導體上電荷分布的研究,證明導體的全部電荷都集中在表面上。庫侖的著作還有《金屬力和彈性的理論和實驗研究》、《電氣與磁性》等。

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