Volta는 Galvani의 발견을 확인하고 이를 "종료"합니다. 알레산드로 볼타와 최초의 전기화학 발전기(볼타의 기둥) 갈바니와 볼타는 전류의 존재를 발견했습니다.

전기 이론의 발전에 획기적인 발전을 이룬 갈바니의 발견은 우연의 산물이라는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다. 이 의견은 아마도 Galvani의 논문 첫머리에 근거한 것 같습니다. “나는 개구리를 자르고 해부했습니다... 그리고 완전히 다른 생각을 가지고 그것을 전기 기계가 있는 테이블 위에 올려 놓았습니다... 내 중 하나 보조원이 메스 끝으로 우연히 이 개구리의 내부 대퇴 신경에 아주 가볍게 닿았습니다... 또 다른 사람은... 이것이 자동차 지휘자에서 스파크가 추출될 때 가능하다는 것을 알아냈습니다... 새로운 현상에 놀랐습니다. , 나는 완전히 다른 것을 계획하고 생각에 빠져 있었지만 그는 즉시 내 관심을 끌었습니다.”

그러나 발견의 사고는 매우 중요하지 않았습니다. 동일한 Galvani 또는 다른 사람이 현상을 발견했을 것입니다. 갈바니가 전기 기계를 갖게 된 것도 우연이 아니었고, 그가 약물을 이용한 일종의 실험을 고안한 것도 우연이 아니었습니다. 정신 과정의 물질성에 대한 프랑스 유물론자들의 생각이 과학적 사고로 하여금 무엇보다도 감각의 물리적 본질을 드러내도록 강요했으며 생리학자, 현미경 학자 및 화학자가 혈액과 같은 중요한 생명 과정을 이해하는 데 성공한 성공을 거두었다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 순환, 소화, 호흡이 그러한 검색을 자극했습니다. 천둥과 번개를 높은 곳에서 땅까지 가져온 전기 현상에 대한 연구는 생물학에서 전기의 중요한 역할에 대한 결론을 내리는 데 필요한 자료를 제공했습니다. 전기 방전(“전기 충격”) 중 근육 수축은 전기 광선, 뱀장어, 메기의 행동에서 우리도 감전을 다루고 있다는 생각을 불러일으켰습니다. 그리고 실제로 John Walsh와 Larochelle의 실험은 가오리 충격의 전기적 특성을 입증했으며 해부학자 Gunther는 이 동물의 전기 기관에 대한 정확한 설명을 제공했습니다. Walsh와 Gunther의 연구는 Phil에 게재되었습니다. 트랜스." 1773년. 1752년 철학자 술저(Sulzer)가 서로 다른 두 금속의 혀끝을 만지면 특유의 신맛이 난다는 우연한 발견을 묘사했습니다. 물리적 자극의 작용. 이러한 물리적 자극 중에서 전기가 1위를 차지했으며, 실의학은 전기적 치료 방법에 큰 기대를 걸었습니다.

예를 들어 Marat가 Rum de Saint-Laurent에게 보낸 1783년 11월 9일자 편지에서 전기적 치료 방법에 대한 관심 정도를 판단할 수 있습니다. 이 편지에서 Marat는 자신의 물리적 연구와 이에 대한 아카데미의 태도를 보고합니다. 그건 그렇고, 편지와 그에 첨부된 문서를 보면 미래에 유명한 "민족의 친구"가 될 의사이자 물리학자인 마라트(Marat)가 물리적인 치료 방법을 성공적으로 사용하고 다음과 같은 실험적 연구를 위한 흥미로운 방법을 개발했다는 ​​것이 분명합니다. 불, 빛, 전기의 성질. Marat의 실험은 Franklin과 같은 인물을 포함하여 많은 관심을 끌었습니다. 특히 전기의학 문제와 관련하여 Marat는 이 편지에서 "사회에 많은 관심을 끄는 과학인 의학 분야에서 전기에 참여하려는" 자신의 의도에 대해 말합니다. Marat는 "모든 질병에 대한 보편적인 치료법으로 전기화를 전달한" Abbé Berthelon의 수상작을 비판하면서 Rouen Academy에서 상을 받은 자신의 작품에 대해 다음과 같이 보고합니다. 경쟁 주제는 다음과 같습니다. 질병 치료에 전기를 사용할 수 있는 조건입니다.” 보시다시피 갈바니 시대에는 전기의학에 대한 관심이 컸습니다.

아카데미가 자신의 과학적 장점에 부주의하다고 비난하는 마라트의 편지는 또 다른 면에서 흥미롭다. Marat가 어두운 방에서 개발한 관찰 기술을 통해 불과 전기의 문제를 볼 수 있고 프리즘 가장자리의 회절을 관찰할 수 있다고 합니다. 마라의 이러한 생각은 심령액을 포함한 다양한 “유체”에 대한 그의 매혹의 의심할 여지 없는 반향입니다. Marat의 실험을 검증하는 것이 불가능하다고 생각한 아카데미는 악명 높은 사기꾼 Mesmer의 실험을 검증하기 위해 권위 있는 위원회를 구성해야 했습니다. 1771년 파리에 도착한 메스머는 불, 전기, 자기 및 기타 유체에 관한 유행하는 과학 이론을 교묘하게 사용했으며 새로운 유형의 미묘한 작용제인 "동물 자기"를 발견했다고 주장했습니다. Mesmer는 "동물의 자기력"은 중간체의 도움 없이 축적되고 집중되고 전달될 수 있다고 말했습니다. 빛처럼 반사되니까..." “동물 자기는 만능 의학이자 인류의 구원자”라는 것은 말할 필요도 없습니다. Mesmer는 큰 성공을 거두었고 그의 팬들은 그를 위해 엄청난 돈을 모았고 Berthollet에 대한 공격 직전까지 최면술 반대자들을 박해했습니다. 왕은 비밀을 밝혀준 대가로 그에게 평생 연금 2만 프랑을 제안했습니다.

그가 프랑스를 떠난 후 르로이(Leroy), 보리(Bory), 라부아지에(Lavoisier), 바이(Bailly) 등 4명의 의사와 학자들로 구성된 정부 위원회가 구성되었습니다. Bailly는 1784년 8월에 위원회에 보고서를 제출했습니다. 이 보고서는 메스메리스트들의 항의와 반대를 불러일으켰습니다. 위원회는 사실을 면밀히 분석한 후 영구 대리인이 존재하지 않으며 그가 추출된 사례가 있다는 결론에 이르렀기 때문입니다. 긴장된 트랜스의 원인은 상상에 있습니다. 일반적으로 위원회의 보고서는 동물 자기의 불가능성을 언급하지 않습니다. 그러한 가설은 당시의 과학적 견해와 모순되지 않았지만 그것이 확인한 사실에서 변함없는 효과를 발견하지 못했기 때문에 이러한 사실의 물리적 대리인.

따라서 갈바니가 실험을 시작했을 때(1786) 정신적, 생리적 현상을 물리적으로 해석하려는 시도가 부족하지 않았습니다. 실천 의학은 자연 과학의 성공과 시대의 과학적 견해로부터 결론을 도출했으며 동물 전기 교리의 출현 기반이 완전히 준비되었습니다.

볼로냐 대학교의 해부학 및 의학 교수인 루이지 갈바니(1737년 9월 19일 출생, 1798년 12월 4일 사망)가 그의 동료들의 관찰에 비정상적으로 놀랐다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 근육 운동에 관한 유명한 논문 "전기의 힘에 대하여". Volta가 나중에 올바르게 지적했듯이 방전 중에 해부된 개구리의 다리를 떨었다는 사실에는 물리적 관점에서 새로운 것이 없었습니다. 1779년 마고(Mago)가 분석한 복귀 타격(Return Blow)이라고 합니다. 그러나 갈바니는 물리학자로서 이 사실에 접근하지 않았으며 생리학자로서 전기의 영향으로 생명 수축을 나타내는 죽은 약물의 능력에 관심이 있었습니다.

그는 준비, 흥분성 조건, 다양한 형태의 전기, 특히 대기 전기의 작용에 대한 국지화를 연구하면서 최고의 인내와 기술로 이 능력을 탐구했습니다. 갈바니의 고전적 실험은 그를 전기생리학의 아버지로 만들었습니다. 우리 시대에 그 중요성은 과대평가하기 어렵습니다. 그러나 갈바니는 대기가 약물에 미치는 영향을 연구하던 중 놀라운 발견을 했습니다. 맑은 날씨에 근육 수축을 헛되이 기다리던 그는 "... 헛된 기다림에 지쳤습니다... 척수에 박힌 구리 갈고리를 철제 격자에 대고 누르기 시작했습니다."... "나는"이라고 그는 덧붙였습니다. , “종종 수축이 관찰되었지만 대기 상태와 전기 상태의 변화는 없었습니다... 동물을 밀폐 된 방으로 옮기고 철판 위에 놓고 척수를 통과하는 고리를 누르기 시작했습니다. , 동일한 수축과 동일한 움직임이 나타났습니다.” 여기에서 일련의 실험을 수행한 Galvani는 새로운 소스와 새로운 유형의 전기의 존재에 대한 결론에 도달했습니다. 그는 전도성 물체와 금속의 폐쇄 회로를 구성하는 실험과 개구리 준비를 통해 이러한 결론에 도달했습니다. 다음 실험은 특히 효과적입니다. “손가락으로 매달린 개구리의 한쪽 다리를 잡고 척수를 통과하는 고리가 은판에 닿고 다른 쪽 다리는 같은 판에 자유롭게 닿을 수 있다면, 다리가 표시된 판에 닿으면 근육이 즉시 수축되기 시작합니다. 동시에, 발은 오르락내리락했다가 다시 판 위에 떨어지면서 동시에 후자와 접촉하고, 같은 이유로 다시 일어나서 계속해서 번갈아 오르락내리락합니다. 이 발은 그녀가 시작되는 것을 지켜보는 사람들의 상당한 감탄과 기쁨을 위해 일종의 전기 진자와 경쟁하는 것 같습니다.”

이러한 복잡한 형태에서 새로운 전기 공급원이 발견되어 전도성 폐쇄 회로에서 장기간 지속되는 방전이 발생했습니다. 당연히 생리학자인 갈바니(Galvani)는 현상의 원인이 서로 다른 금속의 접촉에 있다는 생각을 인정할 수 없었고, 근육은 뇌의 활동에 의해 지속적으로 자극되어 전달되는 일종의 라이덴 병 배터리라고 제안했습니다. 신경을 통해.

동물 전기 이론은 실용적인 전기 의학의 기초를 제공했으며 갈바니의 발견은 센세이션을 일으켰습니다. 새로운 이론의 열성적인 지지자 중에는 유명한 볼타(Volta)가 있었는데, 그는 즉시 현상에 대한 테스트와 철저한 정량적 연구를 시작했습니다. 그는 현대 전자 측정 기술을 완벽하게 활용하여 이 연구를 수행했습니다. 첫 번째 기사(1792년 4월 3일 Baronio 박사에게 보낸 편지 "동물 전기에 관하여"와 Brunvelli의 물리-의학 과학 저널에 게재된 "동물 전기에 관한" 두 기사)에서 Volta는 Galvani의 관점을 공유합니다. 그러나 이미 여기에는 이 이론에서 벗어나는 효과의 물리적 측면이 명시되어 있습니다. 우선, 볼타는 적절하게 해부된 개구리가 말하자면 동물의 전위계를 나타내며, 이는 가장 민감한 다른 전위계보다 비교할 수 없을 정도로 더 민감하다는 사실을 입증했습니다.”

그런 다음 Volta는 이종 금속 접촉의 중요성을 확립했습니다. “이러한 금속 간의 구별은 절대적으로 필요합니다. 두 판이 동일한 금속으로 만들어진 경우 적어도 적용 방법이 다릅니다..."(즉, 접촉 표면 상태). Volta는 또한 전기 유체의 전류가 서로 다른 금속의 접촉으로 인해 발생하며 근육 수축뿐만 아니라 다른 신경 자극도 유발할 수 있음을 보여줍니다. 특히 볼타는 슐저(Sulzer)의 실험을 반복하며(아직 이 실험이 이미 진행되었다는 사실은 알지 못함) “주석과 은이라는 두 금속이 붙어 있는 동안에도 이 맛이 계속 느껴지고 심지어 시간 내내 강렬해지기까지 한다는 점에 주목한다”고 말했다. 하나는 혀 끝 부분에, 다른 하나는 후자의 다른 부분에 연결되어 서로 접촉하면서 전도성 아크를 형성합니다. 이는 전기 유체의 한 위치에서 다른 위치로의 전환이 지속적이고 중단 없이 발생한다는 것을 증명합니다.” 마지막으로 Volta는 효과의 극성을 설정합니다. 즉, 접시를 제자리에 바꾸면 맛이 신맛에서 알칼리성으로 변합니다. 이러한 사실에 비추어 볼타의 강력한 라이덴병 이론은 지지될 수 없는 것처럼 보입니다.

후속 기사: "갈바니의 발견에 대한 설명"(왕립 학회 회원인 Cavallo에게 보낸 두 통의 편지), "동물 전기에 관한 세 번째 기사"(갈바니의 조카인 알디니 교수에게 보낸 편지) 및 "동물 전기에 관한 새 기사"( Vassali에게 보낸 세 통의 편지(토리노 대학교 교수), Volta는 동물 전기 이론을 완전히 깨뜨리고 그 효과에 대한 물리적 해석을 제공합니다. Cavallo에게 보낸 두 번째 편지에서 Volta는 다음과 같이 썼습니다. “... 나는 실제로 동물의 전기가 아니라 일반 전기에 적용되는 새롭고 매우 놀라운 법칙을 발견했습니다. 방전처럼 순간적이지만 두 판 사이의 통신이 유지되는 한 일정하고 계속됩니다. 이 판이 살아 있거나 죽은 동물 물질에 적용되거나 기타 비금속이지만 상당히 우수한 도체에 적용되는지 여부에 관계없이 발생합니다. , 예를 들어 물이나 몸을 적시는 것과 같은 것입니다. 그리고 Volta는 Vassali에게 보낸 첫 번째 편지(1794년 2월 10일자)를 다음과 같은 질문으로 직접 시작합니다. “소위 동물 전기에 대해 어떻게 생각하십니까? 나는 금속이 젖은 물체나 물 자체와 접촉한 결과 처음에는 모든 작용이 일어난다고 오랫동안 확신해 왔습니다.”

신경의 생리학적 자극은 흐르는 전류의 결과이며 이러한 자극은 "강할수록 사용된 두 금속은 우리가 여기에 배치한 일련의 금속인 아연, 주석 호일, 일반 주석에서 서로 더 멀리 떨어져 있습니다. 판, 납, 철, 황동 및 다양한 품질의 청동, 구리, 백금, 금, 은, 수은, 흑연. 볼타의 유명한 전압 계열과 그가 발견한 전압의 법칙은 전체 효과의 핵심을 형성합니다. Volta에 따르면 동물 기관은 "순전히 수동적이고 단순하며 매우 민감한 전위계이며 활성인 것은 아니지만 금속, 즉 후자의 접촉으로 인해 전기 유체의 초기 충격이 발생합니다. 한마디로, 그러한 금속은 단순한 전도체나 전기 송신기가 아니라는 것입니다..." 이 기사의 메모 중 하나에서 Volta는 3년 전에 접촉 전압에 대한 아이디어를 얻었으며 이미 1793년에 일련의 금속을 제공했음을 다시 강조합니다.

따라서 Volta에 따르면 효과의 본질은 "서로 다른 클래스와 종류의 여러 도체가 만나 서로 접촉하는 전기 유체를 유발하고 작동시키는" 도체의 특성에 있습니다.

“따라서 세 개 이상의 금속과 서로 다른 금속이 함께 전도 회로를 구성하는 경우, 예를 들어 은과 철 등 두 금속 사이에 하나 이상이 정확하게 도입되는 것으로 나타났습니다. 액체 덩어리를 나타내거나 약간의 수분을 포함하기 때문에 클래스를 습식이라고 부르는 클래스(동물의 몸과 모든 신선한 즙이 많은 부분이 여기에 포함됩니다), 만약 이 두 번째 클래스의 지휘자가 중간에 있고 두 개의 서로 다른 금속 중 첫 번째 등급의 두 도체와 접촉하면 접촉의 결과로 어느 쪽이 더 강한지에 따라 일정한 전류가 한 방향 또는 다른 방향으로 발생합니다.”

Volta는 직류의 출현 조건을 명확하고 명확하게 공식화했습니다. 즉, 다양한 도체의 폐쇄 회로가 존재하고 적어도 하나는 2등급 도체여야 하며 1등급의 다양한 도체와 접촉해야 합니다. 갈바니스트들이 균질 전도체의 호에 의해 근육 운동이 자극되고 심지어 Valli의 실험에서와 같이 금속 전도체가 없는 다양한 물질의 접촉에 의해 자극되는 실험에 반대했을 때 Volta는 이러한 실험에 이질성이 있음을 지적했습니다. 하나의 전도성 아크의 끝이 다르기 때문에 완전한 균질성을 달성하는 것은 거의 불가능합니다. 두 번째 클래스의 서로 다른 도체가 접촉할 때 접촉 차이가 발생할 수도 있습니다.

“... 비금속 도체, 액체 도체 또는 수분을 어느 정도 함유하는 도체, 우리가 2급 도체라고 부르는 것, 그리고 그것들만으로도 서로 결합하여 금속 또는 도체와 같은 자극체가 될 것입니다. 2급 지휘자와 결합된 1급..."

앞으로 Volta는 문제의 생리학적 본질이 아니라 순전히 물리적 본질에 대한 의심을 없애기 위해 그때까지 현재의 지표 역할을 했던 동물 준비를 제외합니다. 그는 커패시터 전위계를 사용하여 접촉 전위차를 측정하는 방법을 개발하고 있습니다. Volta는 1795년 Gren과 1798년 Aldini에게 보낸 편지에서 이러한 고전적 실험을 보고했습니다.

1800년 3월 20일, 볼타는 전기 과학에 진정한 혁명을 일으킨 발명품인 극에 대해 설명하는 유명한 편지를 뱅크스에게 썼습니다. 1801년 8월 29일 Barth에게 보낸 편지에서 Volta는 첫 번째 클래스 [A/B + B/C = A/C] 도체에 대해 발견한 전압 법칙을 보고합니다. 1801년 11월 7일과 21일 파리에서 그는 자신의 기둥과 스트레스의 법칙에 관해 두 차례 강의를 했습니다. 이 강의에 대한 첫 번째 보고서는 Pfaff에 의해 1801년 힐베르트 연대기 9권에 출판되었고, 두 번째 보고서는 Bio에 의해 같은 연대기 10권에 출판되었습니다. 이로써 뛰어난 발견의 역사와 동시에 갈바니와 볼타의 과학 활동의 역사가 끝났습니다.
험프리 데이비(알렉산더 볼타는 1745년 2월 19일 코모에서 태어났습니다. 18세부터 그는 물리학 문제에 관해 놀과 서신을 주고받았고, 19세에는 현대의 물리적, 화학적 발견에 관한 라틴어 시를 썼습니다. 1764년은 다음 작품인 라이덴병(1771)에 전념했습니다. "전기를 여기시키고 기계 설계를 개선하는 방법에 대한 실증적 연구" 1777년에 그는 전기 이동체를 발명한 다음, 커패시터와 커패시터가 있는 전기 이동체를 발명했습니다. 가연성 가스를 개발한 그는 1777년부터 전기 권총과 수소 총, 유디오미터를 발명했으며 1793년에는 가스 팽창 실험에 참여했습니다. 그는 기둥 발명으로 나폴레옹으로부터 상을 받았고, 그의 유명한 발명 이후에 은퇴했으며 1817년에야 우박과 뇌우의 주기성에 관한 두 편의 연구를 출판했습니다. 그는 라플라스와 같은 날인 1827년 3월 5일에 사망했다.

발견된 효과의 본질은 매우 복잡했고, 당시 물리, 화학, 생리학 수준에서는 현상의 모습을 밝히는 것이 불가능했습니다. 현상의 본질을 둘러싼 논쟁에서는 양측 모두 본질적으로 옳았습니다. Galvani는 전기 생리학의 창시자가되었고 Volta는 전기 교리의 창시자가되었습니다. 모순된 실험과 관찰의 미로에서 볼타는 올바른 경로를 찾았고, 전압의 실험적 물리적 법칙을 발견했으며, 전류 회로에 대한 정확한 설명을 제공했습니다. 접촉 전위차의 원인과 성격에 대한 문제에 대해서는 여전히 큰 논쟁이 있었지만 더 이상 그 존재에 대해 의심의 여지가 없었습니다. 남아 있었고, 볼타 기둥에서 과학은 사용하는 데 느리지 않은 강력한 연구 도구를 받았습니다.

이제 우리는 길버트의 연구 결과가 출판된 지 거의 200년 후에 수행된 연구에 대해 이야기하겠습니다. 그들은 이탈리아의 해부학 및 의학 교수 Luigi Galvani와 이탈리아의 물리학 교수 Alessandro Volta의 이름과 관련이 있습니다.

불로뉴 대학의 해부학 실험실에서 Luigi Galvani는 실험을 수행했는데, 그 설명은 전 세계 과학자들에게 충격을주었습니다. 개구리는 실험실 테이블에서 해부되었습니다. 실험의 목적은 팔다리의 노출된 신경을 보여주고 관찰하는 것이었습니다. 이 테이블에는 스파크가 생성되고 연구되는 정전기 기계가 있습니다. Luigi Galvani 자신의 작품 "근육 운동 중 전기력에 관하여"에서 직접 언급한 내용을 인용하겠습니다. ” 그리고 추가로: "... 이것은 기계의 커패시터에서 스파크가 추출될 때 가능합니다."

이 현상은 다음과 같이 설명될 수 있다. 스파크가 발생하는 영역의 공기 원자와 분자는 변화하는 전기장에 영향을 받아 전하를 획득하고 중성을 멈춥니다. 생성된 이온과 전기적으로 하전된 분자는 정전기 기계에서 상대적으로 짧은 거리에 걸쳐 퍼집니다. 왜냐하면 움직일 때 공기 분자와 충돌하여 전하를 잃기 때문입니다. 동시에, 지구 표면과 잘 절연된 금속 물체에 축적될 수 있으며 전도성 전기 회로가지면에 발생하면 방전됩니다. 실험실 바닥은 마른 나무였습니다. 그는 Galvani가 일하는 방을 바닥에서 잘 단열했습니다. 전하가 쌓인 물체는 금속 메스였습니다. 메스가 개구리의 신경에 살짝 닿기만 해도 메스에 쌓인 정전기가 '방전'되어 기계적 손상 없이 다리가 빠지게 됩니다. 정전기 유도에 의해 발생하는 2차 방전 현상 자체는 당시 이미 알려져 있었습니다.

실험자의 뛰어난 재능과 다양한 연구 수행을 통해 Galvani는 전기 공학의 발전에 중요한 또 다른 현상을 발견할 수 있었습니다. 대기전력을 연구하기 위한 실험이 진행 중입니다. Galvani 자신의 말을 인용해 보겠습니다. "... 쓸데없는 기다림에 지쳤습니다... 척수에 박힌 구리 갈고리를 철창에 누르기 시작했습니다. 개구리의 다리가 줄어들었습니다." 실외가 아닌 정전기 기계가 작동하지 않는 실내에서 진행된 실험 결과, 개구리의 몸을 만졌을 때 정전기 기계의 스파크에 의한 수축과 유사한 개구리 근육의 수축이 일어나는 것을 확인했습니다. 두 개의 서로 다른 금속 물체(와이어, 구리, 은 또는 철판)를 동시에 사용합니다. 갈바니 이전에는 누구도 그러한 현상을 관찰한 적이 없었습니다. 관찰 결과를 바탕으로 그는 대담하고 명확한 결론을 내립니다. 또 다른 전기 공급원이 있는데, 그것은 "동물" 전기입니다(이 용어는 "살아 있는 조직의 전기적 활동"이라는 용어와 동일합니다). 살아있는 근육은 라이덴 병과 같은 축전기이며 그 안에 양전기가 축적된다고 Galvani는 주장했습니다. 개구리의 신경은 내부 "도체" 역할을 합니다. 두 개의 금속 전도체를 근육에 연결하면 전류가 발생하고, 이는 정전기 기계의 스파크처럼 근육이 수축됩니다.

갈바니는 개구리 근육에서만 명확한 결과를 얻기 위해 실험을 했습니다. 아마도 이것이 그가 개구리 다리의 "생리적 준비"를 전기량 측정기로 사용하도록 제안한 이유일 것입니다. 유사한 생리적 지표가 제공되는 평가를 위해 전기량을 측정하는 방법은 척수를 통과하는 후크에 동시에 닿는 금속판과 접촉했을 때 발을 올리고 내리는 활동이었습니다. 개구리의 단위 시간당 발을 올리는 빈도. 한동안 이러한 생리학적 지표는 저명한 물리학자, 특히 Georg Ohm에 의해서도 사용되었습니다.

갈바니의 전기 생리학적 실험을 통해 알레산드로 볼타는 최초의 전기화학적 전기 에너지원을 만들 수 있었고, 이는 결국 전기 공학 발전의 새로운 시대를 열었습니다.

알레산드로 볼타(Alessandro Volta)는 갈바니의 발견을 처음으로 평가한 사람 중 한 명이었습니다. 그는 갈바니의 실험을 세심한 주의를 기울여 반복하고 그의 결과를 확인하는 많은 데이터를 받습니다. 그러나 이미 그의 첫 번째 기사 "동물 전기에 관하여"와 1792년 4월 3일 보로니오 박사에게 보낸 편지에서 볼타는 "동물" 전기의 관점에서 관찰된 현상을 해석하는 갈바니와 달리 화학적, 물리적 현상을 강조합니다. Volta는 이러한 실험에 서로 다른 금속(아연, 구리, 납, 은, 철)을 사용하는 것의 중요성을 확립했으며 그 사이에 산에 담근 천을 놓습니다.

Volta는 다음과 같이 썼습니다. “갈바니의 실험에서 전기의 원천은 개구리입니다. 그러나 일반적으로 개구리나 동물이란 무엇입니까? 우선 이것들은 신경과 근육이며 다양한 화학 물질을 포함하고 있습니다. 해부된 개구리의 신경과 근육은 두 개의 서로 다른 금속과 결합된 다음 이러한 회로가 닫히면 전기 효과가 나타납니다. 마지막 실험에서는 두 개의 서로 다른 금속도 참여했습니다. 이들은 스타니올(납)과 은입니다. 액체의 역할은 혀의 타액에 의해 수행되었습니다. 연결판으로 회로를 닫음으로써 액체가 한 곳에서 다른 곳으로 지속적으로 이동할 수 있는 조건을 만들었습니다. 물이나 타액과 유사한 액체에서 "동물" 전기는 그것과 어떤 관련이 있습니까?

볼타(Volta)가 수행한 실험을 통해 전기적 작용의 원인은 젖은 천이나 산성 용액에 담근 천과 접촉할 때 이종 금속 사슬이라는 결론을 내릴 수 있습니다.

그의 친구인 의사 Vasaghi에게 보낸 편지 중 하나(다시 한 번 전기에 대한 의사의 관심의 예)에서 Volta는 다음과 같이 썼습니다. 이를 바탕으로 나는 그 자신이 모든 새로운 전기 현상을 금속에 귀속시키고 "동물 전기"라는 이름을 "금속 전기"라는 표현으로 바꿀 권리가 있다고 믿습니다.

Volta에 따르면 개구리의 다리는 민감한 검전기입니다. Galvani와 Volta, 그리고 추종자들 사이에 "동물"또는 "금속"전기에 관한 분쟁이라는 역사적 분쟁이 발생했습니다.

갈바니는 포기하지 않았습니다. 그는 실험에서 금속을 완전히 배제했고 심지어 유리칼로 개구리를 해부하기도 했다. 그러한 실험에서도 개구리의 대퇴 신경과 근육의 접촉은 금속의 참여보다 훨씬 작지만 분명히 눈에 띄는 수축으로 이어지는 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 심혈관 및 기타 여러 인간 시스템의 현대 전기 진단의 기초가 되는 생체 전기 현상에 대한 최초의 기록이었습니다.

볼타는 발견된 특이한 현상의 본질을 밝히려고 노력하고 있습니다. 그는 다음과 같은 문제를 스스로 명확하게 공식화했습니다. "전기가 발생하는 원인은 무엇입니까?" 나는 여러분 각자가 할 것과 같은 방식으로 나 자신에게 물었습니다. 반사는 나를 두 개의 서로 다른 금속의 접촉으로 이끌었습니다. , 예를 들어 은과 아연의 경우 두 금속의 전기 균형이 깨집니다. 금속이 접촉하는 지점에서 양의 전기는 은에서 아연으로 향하고 후자에 축적되는 반면 음의 전기는 은에 집중됩니다. 즉, 중간 스페이서 없이 은판과 아연판을 서로 겹쳐 놓은 것입니다. 즉, 아연판이 은판과 접촉하면 전체적인 효과가 0으로 감소합니다. 전기적 효과를 요약하면 각 아연판은 하나의 은판과 접촉하고 순차적으로 가장 많은 수의 쌍을 추가해야 합니다. 이는 각 아연판에 젖은 천 조각을 놓고 다음 쌍의 은판과 분리함으로써 정확하게 달성됩니다." 볼타가 말한 대부분은 현대 과학 사상에 비추어 지금도 그 중요성을 잃지 않습니다.

불행하게도 이 분쟁은 비극적으로 중단되었습니다. 나폴레옹의 군대가 이탈리아를 점령했습니다. 새 정부에 대한 충성 맹세를 거부했다는 이유로 갈바니는 의자를 잃고 해고되었으며 곧 사망했습니다. 분쟁의 두 번째 참가자인 볼타(Volta)는 두 과학자의 발견이 완전히 인정되는 것을 보기 위해 살았습니다. 역사적 논쟁에서는 둘 다 옳았습니다. 생물학자 Galvani는 전기화학 전류원의 창시자인 물리학자 Volta의 창시자로 과학사에 들어갔습니다.

1790년에 개구리 근육을 실험하면서 훈련을 받은 의사인 이탈리아 과학자 L. Galvani(1737 - 1798)는 자신의 실험실에서 사용할 수 있는 전기 기계가 방전되는 순간 근육 수축이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 그는 방전 ​​없이 근육 수축이 일어난다는 사실을 확립하고 1791년에 출판된 "근육 운동의 전기력에 관한 논문"이라는 책에 자신의 실험 결과를 발표했습니다.

갈바니는 이렇게 보고했습니다. “개구리를 방으로 들고 가서 철판 위에 놓고 척수 신경을 통과한 구리 갈고리를 철판에 눌렀을 때에도 똑같은 경련성 떨림이 나타났습니다. 나는 하루 중 서로 다른 시간에 서로 다른 장소에서 서로 다른 금속을 사용하여 실험을 수행했습니다. 결과는 동일했지만 차이점은 일부 금속에서는 다른 금속보다 흔들림이 더 강했다는 것입니다.

그런 다음 유리, 수지, 고무, 돌, 마른 나무 등 전기 전도체가 아닌 다양한 물체를 테스트했습니다. 현상이 없었습니다. 이것은 다소 예상치 못한 일이었고 나는 전기가 동물 안에 있다고 믿게 만들었습니다."

명확하고 모호하지 않은 실험에서 Galvani는 잘못된 결론을 도출했습니다. 그는 자신이 관찰한 현상에서 전기의 근원이 근육이라고 믿었다. 이것은 그가 발견한 현상의 이름인 "동물 전기"에 반영되었습니다.

동포의 실험에 대한 설명을 숙지 한 A. Volta (1745-1827)는이를 반복하여 점차 중요하지 않은 것에서 멀어졌습니다. 수많은 실험의 결과로 연구원은 매우 중요한 결론을 얻었습니다. 따라서 Volta는 다양한 성질의 금속이 개구리 근육에 포함 된 액체에 의해 폐쇄되는 전기의 출현을 담당한다고 확신하게되었습니다. 이를 확인하기 위해 볼타는 근육 대신 물이나 약산성 용액을 사용하여 두 가지 다른 금속으로 실험을 수행했습니다. 효과가 나타났을 뿐만 아니라 눈에 띄게 강화되었습니다. 1794년 2월 10일자 편지에서 볼타는 토리노 대학의 물리학 교수직을 맡은 Abbot A. M. Vassali에게 다음과 같이 썼습니다. “저는 모든 행동이 다음의 결과로 발생한다고 오랫동안 확신해 왔습니다. 금속이 촉촉한 물체나 물 자체와 접촉하는 것입니다. 이러한 접촉으로 인해 전기 유체는 금속 자체, 하나 이상, 다른 것(대부분은 아연, 최소한 은)에서 이 젖은 몸체 또는 물로 유입됩니다.” 볼타는 갈바니가 그토록 열렬히 옹호했던 "동물 전기"라는 개념을 추상화하여 동시대 사람들이 "볼타 기둥"이라고 부르는 전기 에너지원인 최초의 전류원을 설계했습니다.

1800년 3월 20일, 볼타는 런던 왕립학회 회장인 I. 뱅크스 경에게 보낸 편지에서 자신이 "동작, 즉 손이 경험하는 충격 속에서 장치를 만들었다"고 썼습니다. 등은 Leyden 병과 유사하거나 약하게 충전된 배터리를 사용하면 더 좋지만 지속적으로 작동합니다. 즉, 방전될 때마다 충전량이 자동으로 복원됩니다. 한마디로 이 장치는 파괴할 수 없는 전하를 생성하고 전기 유체에 지속적인 자극을 줍니다.”

볼타스의 이 발견의 중요성은 종종 그 결과가 142년 후에 수행된 원자로의 발사와 비교됩니다. 볼타의 손에서 과학자들은 전기 에너지원을 받아 전기 분야에서 체계적인 연구를 수행할 수 있었습니다. Volta 요소의 저렴함과 가용성은 전기 연구에 훨씬 더 많은 과학자의 참여에 기여했으며 이는 이 지식 분야의 과학 보고서 수에 즉시 영향을 미쳤습니다. 아래에는 볼타의 발견으로 인해 발생한 전기 분야의 가장 중요한 연구의 간단한 목록이 나와 있습니다.

18세기 말까지 전기 현상을 연구하는 물리학자들은 호박 조각, 용융 유황 공, 전기 영동 기계, 라이덴 병 등 정전기 발생원만 사용할 수 있었습니다. 영국의 물리학자이자 의사인 William Gilbert(1544~1603)를 시작으로 많은 과학자들이 이를 실험했습니다. 이러한 자료를 활용하면 예를 들어 쿨롱의 법칙(1785)을 발견할 수 있었지만 패러데이의 법칙(1833)은 물론이고 옴의 법칙(1826)도 발견하는 것이 불가능했습니다. 축적된 정전기 전하가 작아서 최소한 몇 초 동안 지속되는 전류를 공급할 수 없었기 때문입니다.

상황은 볼로냐 대학의 의학 교수 루이지 갈바니(1737~1798)가 자신이 믿었던 대로 "동물 전기"를 발견한 이후 바뀌었습니다. 그의 유명한 논문은 "근육 운동의 전기력에 관하여"였습니다. Galvani의 일부 실험에서는 세계 최초로 전파 수신이 발생했습니다. 발전기는 전기영동 기계의 불꽃이었고, 수신 안테나는 갈바니의 손에 있는 메스였으며, 수신기는 개구리 다리였습니다. Galvani의 조수는 해부된 개구리로부터 어느 정도 떨어진 곳에서 전기 기계로 실험을 수행했습니다. 동시에 갈바니의 아내 루시아는 기계에 불꽃이 튀는 순간 개구리의 다리가 수축한다는 점을 발견하여 우연과 관찰의 역할이 모두 가시화된다는 사실을 알아차렸습니다.

이탈리아의 물리학자 Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta(1745~1827)는 갈바니의 실험에 관심을 갖게 되었습니다. 그는 이미 유명한 과학자였습니다. 1775년에 그는 수지 전기영동을 설계했습니다. 즉, 1781년에 민감한 검전기, 그리고 조금 후에 커패시터, 전위계 및 기타 도구인 일렉트릿 물질을 발견했습니다. 1776년에는 화염의 전기 전도도를 발견했으며, 1778년에는 처음으로 늪에서 수집한 가스에서 순수한 메탄을 얻고 전기 스파크에서 이를 발화시키는 능력을 입증했습니다. 볼타는 처음에 갈바니의 "동물 전기" 이론을 열렬히 지지했습니다. 그러나 자신의 실험을 반복하면서 볼타는 갈바니의 실험이 완전히 다른 방식으로 설명되어야 한다고 확신했습니다. 즉, 개구리의 다리는 전기 공급원이 아니라 단지 전기를 받는 역할일 뿐입니다. 소스는 서로 닿는 다양한 금속입니다. 볼타는 “금속은 훌륭한 전도체일 뿐만 아니라 전기 엔진이기도 하다”고 썼습니다.

이것이 우리 삶의 모든 면에서 우리를 둘러싸고 있는 갈바니 전지, 배터리, 축전지를 만드는 것을 가능하게 한 핵심 진술이었습니다. 작동 원리는 학교 교과서에 설명되어 있으며 추가 논의에 필요한 것보다 훨씬 더 자세히 설명되어 있습니다. 본질은 간단합니다. 전도성 매체(전해질)에는 두 개의 서로 다른 도체(전극)가 있으며, 이는 반대 전하로 충전되는 방식으로 반응합니다. 이러한 전극(양극 및 음극)을 외부 도체(부하)와 연결하면 전류가 흐르기 시작합니다.

Galvani에 반대하는 Volta는 먼저 개구리를 제거하고 자신의 혀로 대체했습니다. 예를 들어, 그는 혀 위에 금화나 은화를 놓고, 혀 밑에는 구리 동전을 놓았습니다. 두 개의 동전을 철사로 연결하자마자 입안에서 즉시 신맛이 느껴졌습니다. 이는 손전등 배터리의 접점을 혀로 맛본 사람이라면 누구에게나 친숙한 것입니다. 그런 다음 Volta는 실험에서 도구만을 사용하여 실험에서 "동물 전기"를 완전히 제외했습니다.

1800년 최초의 영구 전류원이 발명되기까지는 한 단계 남았습니다. 이는 Volta가 알칼리 용액이나 소금물에 담근 판지 또는 가죽 스페이서로 분리된 아연 및 구리판 쌍을 직렬로 연결했을 때 발생했습니다. 이 디자인은 발명가의 이름을 따서 "볼타 기둥"이라고 불렸습니다. 디자인이 무거웠고 액체가 개스킷에서 압착되었으므로 Volta는 이를 아연과 구리(또는 은) 스트립 또는 원을 담근 산성 용액이 담긴 컵으로 교체했습니다. 컵은 직렬로 연결되었으며 배터리 단자를 가깝게 유지하기 위해 Volta는 개별 요소를 원 안에 배치했습니다. 이 디자인은 모양 때문에 "볼틱 크라운"이라고 불렸습니다.

발견 후 볼타는 전기에 대한 관심을 잃고 과학 연구에서 물러났으며, 다른 과학자들이 전기 교리를 개발하도록 남겨두었습니다. 그러나 전기 연구에 대한 알레산드로 볼타의 공헌은 매우 중요하여 전압 단위가 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 그리고 나폴레옹은 과학 아카데미 도서관에서 "위대한 볼테르에게"라는 문구가 적힌 월계관 이미지를 보았을 때 여러 글자를 지워서 "위대한 볼타에게"라는 결과가 나왔습니다. 볼타 기둥과 그 변형을 통해 수많은 과학자들이 오래 지속되는 직류 소스를 사용하여 실험을 수행할 수 있었습니다. 이 발견으로 전기 시대가 시작되었습니다. 아마도 볼타의 발견에 대해 가장 열정적인 논평은 그의 전기 작가인 프랑스 물리학자 Dominique François Arago(1786-1853)가 남긴 다음과 같습니다. “구리, 아연, 젖은 천으로 이루어진 원으로 이루어진 기둥. 그러한 조합에서 선험적으로 무엇을 기대합니까? 그러나 이 이상하고 비활성인 이 집합체, 소량의 액체로 분리된 이종 금속 기둥은 망원경과 증기 기관을 제외하고는 인간이 발명한 적이 없는 것보다 더 놀라운 발사체를 구성합니다.”

“거대한 배터리”

볼타는 1800년 3월 당시 최고의 과학 중심지였던 런던 왕립학회 회장 조셉 뱅크스(1743~1820)에게 편지를 보냄으로써 매우 현명하게 행동했습니다. 편지에서 볼타는 갈바니를 기념하여 갈바닉이라고 부르는 전기 공급원의 다양한 디자인을 설명했습니다. Banks는 식물학자였기 때문에 동료인 물리학자이자 화학자인 William Nicholson(1753~1815)과 의사이자 화학자인 왕립 외과의사 협회 회장 Anthony Carlyle(1768~1842)에게 편지를 보여주었습니다. 그리고 이미 4월에 Volta의 설명에 따르면 그들은 17개에서 배터리를 만든 다음 36개 시리즈로 연결된 아연 원형과 반 크라운 동전으로 배터리를 만들었고 이후 925은으로 만들어졌습니다. 그 사이에는 소금물에 적신 판지 패드가 놓여 있었습니다.

실험 중에 Nicholson은 아연과 구리 도체의 접촉부 근처에서 가스 기포가 방출되는 것을 발견했습니다. 그는 아연을 산이나 알칼리에 용해시켜 얻은 수소에는 종종 냄새가 있기 때문에 냄새를 통해 그것이 수소라고 판단했습니다. 아연에는 일반적으로 아르신으로 환원되는 비소 혼합물이 포함되어 있으며, 분해 생성물은 마늘 냄새가 납니다. 1800년 9월 독일의 물리학자 요한 리터(1776~1810)는 물을 전기분해하는 동안 다른 배터리 전극에서 방출된 가스를 수집하여 그것이 산소라는 것을 보여주었습니다. 같은 해에 영국의 화학자 William Cruikshank(1745-1800)는 수평의 긴 상자에 아연과 구리판을 배치했습니다. 반면 사용된(반쯤 용해되고 반응 생성물로 덮힌) 아연 전극은 교체하기가 쉬웠습니다. 사용하지 않을 때에는 아연이 낭비되지 않도록 상자에서 전해액을 빼냈습니다. Cruikshank는 염화암모늄 용액을 전해질로 사용한 다음 산을 희석했습니다. 패러데이는 황산과 질산의 약(1~2%) 용액 혼합물을 권장했습니다. 이 전해질을 사용하면 아연이 천천히 용해되어 작은 수소 기포가 방출됩니다. 구리 양극에서도 수소가 방출됐는데, 배터리 셀 하나의 기전력은 0.5V에 불과했다.

아연에서 수소가 발생하는 것은 이 전극의 분극화와 관련되어 있으며, 이는 내부 저항을 증가시키고 원소의 전위를 낮춥니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 영국의 물리학자이자 전기공학자인 William Sturgeon(1783~1850)은 최초의 전자석인 융합 아연판을 창시했습니다. 1840년 영국 의사 Alfred Smee(1818~1877)는 구리 전극을 거친 백금 층으로 코팅된 은 전극으로 교체했습니다. 이는 용액에서 수소 기포의 방출을 가속화하고 EMF를 증가시켰습니다. 이러한 배터리는 전기 도금 기술에 널리 사용되었습니다. 그래서 상트페테르부르크의 성 이삭 대성당에서는 전기도금 방식을 이용해 조각품을 제작했다. 금속으로 전해 사본을 생성하는 방법은 대성당 건설 직전인 1838년 상트페테르부르크 학자 모리츠 헤르만(보리스 세메노비치) 야코비가 개발했습니다. 이 기술에 대한 자세한 내용은 "조각에 관한 책이 있는 도서관" 웹사이트에서 읽을 수 있습니다.

당대 최고의 배터리 중 하나는 유명한 영국의 의사이자 화학자인 William Hyde Wollaston(Wollaston, 1766~1828)이 조립한 것입니다. 그는 팔라듐과 로듐의 발견뿐 아니라 최고급 금속 실 제조 기술로 유명했습니다. 민감한 장비에 사용됩니다. 각 셀에서 아연 전극은 삼면이 구리 전극으로 둘러싸여 있으며 이를 통해 수소 기포가 공기 중으로 방출되었습니다.

영국의 유명한 물리학자 험프리 데이비(1778~1829)는 볼타가 직접 준 배터리를 사용하여 처음으로 실험을 수행했습니다. 그런 다음 그는 암모니아 수용액으로 분리된 구리판과 아연판을 사용하여 자신이 디자인한 점점 더 강력한 제품을 생산하기 시작했습니다. 그의 첫 번째 배터리는 60개의 요소로 구성되었지만 몇 년 후 그는 이미 수천 개의 요소로 구성된 매우 큰 배터리를 조립했습니다. 이 배터리의 도움으로 그는 처음으로 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 바륨과 같은 금속과 마그네슘 및 스트론튬과 같은 아말감 형태를 얻을 수 있었습니다.

가장 큰 배터리 중 하나는 물리학자이자 전기 기술자인 Vasily Vladimirovich Petrov(1761~1834)에 의해 1802년에 만들어졌습니다. 크기가 "1.5인치"인 구리 및 아연판 4,200개로 구성된 그의 "거대한 배터리"는 좁은 나무 상자에 들어있었습니다. 전체 배터리는 각각 길이가 약 3m인 4개의 열로 구성되었으며 구리 브래킷으로 직렬로 연결되었습니다. 이론적으로 이러한 배터리는 최대 2500V의 전압을 생성할 수 있지만 실제로는 약 1700V를 제공합니다. 이 거대한 배터리를 통해 Petrov는 많은 실험을 수행할 수 있었습니다. 그는 전류로 다양한 물질을 분해했으며 1803년에 전기 아크를 생성했습니다. 세계 최초. 그 도움으로 금속을 녹이고 넓은 방을 밝게 비출 수 있었습니다. 그러나 이 배터리를 유지 관리하는 것은 매우 노동 집약적이었습니다. 실험 중에 플레이트가 산화되어 정기적으로 청소해야 했습니다. 게다가 작업자 한 명이 한 시간에 접시 40개를 청소할 수 있었습니다. 하루 8시간씩 일하는 이 작업자 혼자서도 다음 실험을 위해 배터리를 준비하는 데 최소 2주가 걸렸을 것입니다.

아마도 가장 특이한 볼타전지는 독일의 화학자 프리드리히 뵐러(Friedrich Wöhler, 1800~1882)가 만든 것일 것입니다. 1827년에 그는 칼륨과 함께 염화알루미늄을 가열하여 분말 형태의 금속 알루미늄을 얻었습니다. 그는 잉곳 형태의 알루미늄을 얻는 데 18년이 걸렸습니다. Wöhler 요소에서는 두 전극이 모두 알루미늄으로 만들어졌습니다! 또한 하나는 질산에 담그고 다른 하나는 수산화나트륨 용액에 담갔습니다. 용액이 담긴 용기는 염교로 연결되었습니다.

다니엘, 르클랑쉬 외

현대 갈바니 전지의 기초는 1836년 영국의 물리학자, 화학자 및 기상학자인 John Frederick Daniel(1790-1845)에 의해 개발되었습니다(그는 습도계인 습도계도 발명했습니다). 다니엘은 전극의 분극을 극복하는데 성공했습니다. 그의 첫 번째 요소에서는 중간에 아연 막대가 있는 묽은 황산으로 채워진 황소의 식도 조각을 황산구리 용액이 담긴 구리 용기에 삽입했습니다. 패러데이는 포장지로 아연을 분리할 것을 제안했는데, 포장지의 기공을 통해 전해질 이온이 통과할 수도 있었습니다. 그러나 다니엘은 다공성 점토 용기를 격막으로 사용하기 시작했습니다. 1829년에 방사능을 발견하고 1903년에 Curies와 공유한 더 유명한 Antoine Henri Becquerel의 할아버지인 Antoine César Becquerel(1788-1878)은 질산구리와 아연 용액에 담근 구리 및 아연 전극을 실험했습니다. 황산염은 각각 1829년에 만들어졌습니다. 노벨 물리학상. Daniel의 소자는 오랫동안 1.1V의 안정적인 전압을 생성했습니다. 이 발명으로 Daniel은 왕립 학회의 최고 상인 Copley Gold Medal을 수상했습니다. 지난 180년 동안 이 요소에는 많은 수정이 이루어졌습니다. 동시에 개발자들은 다공성 용기를 제거하기 위해 다양한 방법을 시도했습니다.

전신선의 출현으로 다공성 칸막이가 없고 단일 전해질을 사용하며 수명이 긴 보다 편리하고 저렴한 전류원에 대한 필요성이 대두되었습니다. 1872년에 다니엘 원소는 Josiah Latimer Clark(1822-1898)의 일반 원소로 대체되었습니다. 양극 - 수은, 음극 - 10% 아연 아말감, emf 1.43V. 그리고 1892년에는 Edward의 수은-카드뮴 원소로 대체되었습니다. EMF가 1.35V인 Weston(1850-1936). 일반 Weston 요소라고 하는 수정은 여전히 ​​전압 표준으로 사용됩니다. 낮은 부하에서는 다음과 같이 알려진 1.01850-1.01870V 범위의 매우 안정적인 전압을 제공합니다. 다섯 번째 문자까지의 정확도입니다.

다공성 격막이 없는 다니엘 원소의 한 버전은 독일의 물리학자이자 발명가인 하인리히 마이딩거(1831~1905)에 의해 1859년에 개발되었습니다. 용기 바닥에는 구리 전극과 황산구리 결정 (깔때기에서 나옵니다)이 있고 아연 전극이 상단에 고정되어 있습니다. 하부에는 황산구리의 무거운 포화 용액이 남아 있습니다. 아연 전극으로의 구리 이온 확산은 요소 작동 중 이러한 이온의 방전에 의해 방해되고 용액 간의 경계가 매우 뚜렷하게 나타납니다. 따라서 이 유형의 소스 이름은 중력 요소입니다. Meidinger 요소는 유지 관리나 시약 추가 없이 몇 달 동안 지속적으로 작동할 수 있습니다. 이 요소는 1859년부터 1916년까지 독일에서 철도 전신 네트워크의 전원으로 널리 사용되었습니다. 비슷한 소스가 프랑스와 미국에도 Callot 및 Lockwood 요소라는 이름으로 존재했습니다. 영국의 물리학자이자 화학자인 윌리엄 로버트 그로브(1811~1896)가 1839년에 제안한 원소는 좋은 특성을 가지고 있었습니다. 그 안에 있는 전극은 아연과 백금으로 되어 있으며 다공성 칸막이로 분리되어 각각 황산과 질산 용액에 담겨 있습니다.

그의 발견과 발명(스펙트럼 분석, 버너 등)으로 유명한 Robert Wilhelm Bunsen(1811-1899)은 값비싼 백금 전극을 압축 탄소로 대체했습니다. 탄소 전극은 최신 배터리에도 존재하지만 분젠에서는 탈분극제 역할을 하는 질산에 담가 두었습니다(현재는 이산화망간임). 분젠의 요소는 오랫동안 실험실에서 널리 사용되었습니다. 짧은 시간이기는 하지만 큰 전류를 공급할 수 있습니다. 예를 들어, 분젠 원소는 알루미늄을 생산하는 전해법을 발견한 젊은 Charles Martin Hall(1863~1914)이 사용했습니다. 이러한 많은 셀이 연결되어 배터리를 형성했습니다. 동시에, 분리된 알루미늄 1g에는 거의 16g의 아연이 필요했습니다! 프랑스의 화학자이자 발명가인 Edme Hippolyte Marie-Davy(1820-1893)는 분젠 원소의 질산을 황산수은(I)과 황산 페이스트로 대체했습니다. 전해질은 황산아연 용액이었다. 1859년에 이러한 셀 38개(각각 1.4V의 emf)로 구성된 배터리와 60개의 다니엘 셀로 구성된 배터리를 비교했습니다. 첫 번째는 23주 동안 작동했고 두 번째는 11주만 작동했습니다. 그러나 수은염의 높은 비용과 독성으로 인해 이러한 요소의 광범위한 사용이 방해되었습니다.

독일의 물리학자 요한 크리스티안 포겐도르프(1796-1877)는 그의 원소에서 탈분극제로 황산에 용해된 중크롬산칼륨 용액을 사용했습니다. 포겐도르프는 잡지 발행인으로 알려져 있습니다. Annalen der Physik und Chemie- 그는 36년 동안 이 직책을 맡았습니다. Poggendorff 요소는 가장 높은 EMF(2.1V)와 짧은 시간 동안 높은 전류를 생성했습니다. 중요한 장점은 용액에서 아연 전극을 제거하여 청소하거나 교체할 수 있다는 것입니다.

최초로 달과 태양의 사진을 찍은 워렌 드 라 루(Warren de la Rue, 1815~1889)는 1868년 14,000셀의 대형 배터리를 조립했다. 전극은 염화은과 아연이 혼합된 은으로 코팅되었으며 전해질은 염화나트륨, 염화아연 또는 수산화칼륨 용액이었습니다. 아연-염화은 전지는 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 건조한 상태로 보관하고 담수나 해수를 채워 활성화하면 최대 10개월 동안 작동할 수 있습니다. 이러한 요소는 수해 사고 피해자가 사용할 수 있습니다. 저렴하지만 덜 강력한 셀은 Cu/CuCl 전극을 사용합니다.

가장 유명한 화학적 전류원 중 하나는 망간-아연 원소로, 1868년 프랑스 화학자 조르주 르클랑슈(Georges Leclanche, 1839~1882)가 기술하고 몇 년 전에 개발했습니다. 이 셀에서 탄소 전극은 더 나은 전기 전도도를 위해 탄소 분말과 혼합된 이산화망간의 감극제로 둘러싸여 있습니다. 전해질(염화암모늄 용액)을 부을 때 혼합물이 부서지는 것을 방지하기 위해 다공성 용기에 양극과 함께 넣었다. Leclanche 요소는 오랫동안 사용되었으며 유지 관리가 필요하지 않았으며 상당히 큰 전류를 생산할 수 있었습니다. 보다 편리하게 만들기 위해 Leclanche는 페이스트로 전해질을 두껍게 만들기로 결정했습니다. 이는 혁명적인 방식으로 상황을 변화시켰습니다. Leclanchet의 구성 요소는 더 이상 실수로 넘어지는 것을 두려워하지 않으며 어떤 위치에서도 사용할 수 있습니다. Leclanche의 발명품은 즉시 상업적 성공을 거두었고 발명가 자신은 주요 직업을 포기하고 요소 생산 공장을 열었습니다. Leclanchet의 망간-아연 전지는 가격이 저렴하고 대량으로 생산되었습니다. 그러나 "건식"이라고 부르는 것은 완전히 정확하지 않습니다. 전해질은 "반액체"였지만 실제 건식 셀에서는 고체여야 합니다. 르클랑슈는 그러한 요소가 발명되기 전인 43세의 나이로 사망했습니다.

1802년부터 1812년까지 여러 건식 배터리가 제작되었으며, 그 중 가장 유명한 것은 소위 zamboniev 또는 zamboniev 기둥입니다(2007년 "Chemistry and Life" No. 6 참조). 1812년 이탈리아의 물리학자이자 성직자인 주세페 잠보니(Giuseppe Zamboni, 1776~1846)는 수백 개의 종이 원으로 이루어진 기둥을 조립했는데, 그 한쪽에는 얇은 아연 층이 있었고 다른 쪽에는 이산화망간과 식물성 고무가 혼합되어 있었습니다. 전해질은 종이에 함유된 수분이었습니다. 이러한 극은 높은 전압을 생성하지만 매우 작은 전류만 생성합니다. 거의 2세기 동안 옥스퍼드의 Clarendon 연구소에 위치한 종에서 컵이 딸랑거리는 소리를 내는 것을 가능하게 한 것은 Zamboni 기둥입니다. 그러나 이러한 배터리는 실용적인 목적에는 적합하지 않습니다.

실제로 사용할 수 있는 최초의 건식 갈바니 전지는 1886년 독일 엔지니어 Karl Gassner(1855~1942)에 의해 특허를 받았습니다. 그 안에서 일어나는 화학 반응은 이전 설계와 동일했습니다: Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → 2MnO(OH) + Cl 2. 이 경우 아연 전극은 동시에 외부 용기 역할을 했다. 전해질은 밀가루와 석고의 혼합물이었고 암모늄과 염화 아연 용액이 그 위에 흡수되었습니다 (석고는 나중에 전분으로 대체되었습니다). 전해질에 염화아연을 첨가하면 아연 전극의 부식이 크게 줄어들고 셀의 수명이 연장됩니다. 양극은 종이 봉지에 담긴 이산화망간과 그을음 덩어리로 둘러싸인 탄소 막대였습니다. 요소는 역청으로 상단에 밀봉되었습니다. 요소의 용량은 크기에 따라 보상되었습니다. Gassner의 소금 성분은 일반적으로 오늘날까지 살아남았으며 연간 수십억 조각이 생산됩니다. 그러나 20세기에 그들은 영어에서 번역할 때 사전을 찾아볼 필요 없이 때때로 "알칼리성"이라고 잘못 불리는 알칼리성 원소와 경쟁했습니다.

결론적으로 우리는 발전기가 발명될 때까지 하나 또는 다른 디자인의 갈바니 배터리가 주요 전력원이었다는 점에 주목합니다.

기전력. - "강요".

볼타는 자신의 전기영동이 "충전한 지 3일 후에도 계속 작동한다"고 지적했습니다. 그리고 더 나아가: “나의 기계는 어떤 날씨에도 전기를 얻을 수 있게 해주며, 최고의 디스크와 공보다 더 뛰어난 효과를 만들어 냅니다. (정전기 - 저자의 메모)따라서 전기 영동은 강력한 정전기 방전을 생성할 수 있는 장치입니다. 전기 영동에서 추출한 볼타는 "손가락 10~12개 두께의 불꽃을 일으키고 그 이상..."입니다.

Volta의 전기영동은 소위 "전기영동" 기계라고 불리는 전체 종류의 유도 장치 구축을 위한 기초 역할을 했습니다.

1776년에 볼타는 전기 스파크에서 메탄가스가 폭발하는 가스 권총인 "볼타 권총"을 발명했습니다.

1779년에 볼타는 파비아(Pavia) 시에 있는 천년의 역사를 지닌 대학의 물리학 교수로 초청되어 36년 동안 일했습니다.

진보적이고 용기 있는 교수인 그는 라틴어를 사용하지 않고 이탈리아어로 쓰여진 책으로 학생들을 가르칩니다.

볼타는 브뤼셀, 암스테르담, 파리, 런던, 베를린 등 많이 여행합니다. 모든 도시에서 과학자 모임이 그를 환영하고 명예롭게 축하하며 금메달을 수여했습니다. 그러나 볼타의 "최고의 시간"은 아직 20년 이상 뒤에 다가올 것입니다. 그 사이 그는 15년 동안 전기 연구에서 벗어나 교수로서 절제된 삶을 살며 관심 있는 다양한 일에 종사하고 있다. 볼타는 40세가 넘은 나이에 귀족 테레사 펠레그리나와 결혼하여 세 아들을 낳았습니다.

그리고 지금 - 센세이션! 교수는 최근 출판된 갈바니의 논문 "근육 운동의 전기력에 관하여"를 접하게 됩니다. 볼타의 입장 변화가 흥미롭다. 처음에 그는 회의적으로 논문을 인식합니다.

그런 다음 그는 갈바니의 실험을 반복했고 이미 1792년 4월 3일에 후자에게 다음과 같이 썼습니다. "... 내가 목격자가 되어 이러한 기적을 관찰한 이후로 나는 아마도 불신에서 광신주의로 옮겨갔을 것입니다."

곧 물리학자의 예리한 눈은 생리학자인 갈바니의 관심을 끌지 못했던 것을 알아차렸습니다. 개구리 다리의 떨림은 두 가지 다른 금속으로 만들어진 전선에 닿았을 때만 관찰되었습니다. Volta는 근육이 전기 생성에 참여하지 않으며 근육의 수축은 신경 자극으로 인한 2차 효과라고 제안합니다. 이를 증명하기 위해 그는 혀 끝에 주석판이나 납판을 대고, 은화나 금화를 혀의 중앙이나 뺨에 대고 혀에서 신맛을 감지하는 유명한 실험을 한다. 접시와 동전은 와이어로 연결되어 있습니다. 두 개의 배터리 접점을 동시에 핥을 때 비슷한 맛을 느낍니다. 신맛은 "알칼리성"으로 변합니다. 즉, 혀에 금속 물체가 닿으면 쓴 맛이납니다.

볼타가 갈바니의 실험을 반복하기 시작한 지 불과 3개월 후인 1792년 6월에 그는 더 이상 의심하지 않았습니다. “따라서 금속은 우수한 전도체일 뿐만 아니라 전기 엔진이기도 합니다.

유체, ... 하지만 이 유체를 추출하고 도입함으로써 자체적으로 동일한 불균형을 유발합니다. 이는 특성 전기를 마찰할 때 발생하는 것과 유사합니다." (볼타 시대에는 마찰로 인해 전기가 통하는 물체를 이렇게 불렀습니다 - 저자의 메모).

그래서 Volta는 접촉 응력의 법칙을 확립했습니다. 두 개의 서로 다른 금속이 둘 사이에 "평형 불균형"(현대 용어로 전위차를 생성함)을 일으킨 후 그는 이런 방식으로 얻은 전기를 "동물"이 아니라 " 금속성”.

이로써 진정으로 위대한 창조를 향한 그의 7년 간의 여정이 시작되었습니다. 접촉 전위차(CPD) 측정에 대한 첫 번째 일련의 독특한 실험을 통해 유명한 "Volta 시리즈"가 편집되었습니다. 이 시리즈의 요소는 아연, 주석 호일, 납, 주석, 철, 청동, 구리, 백금, 금, 은, 수은, 흑연.

시리즈의 후속 구성원과 접촉하는 각 구성원은 양전하를 받고 이 후속 구성원은 음전하를 받습니다. 예를 들어 철(+)/구리(-); 아연(+)/은(-) 등. 볼타는 두 금속의 접촉으로 발생하는 힘을 전기흥분력 또는 기전력이라고 불렀습니다. 이 힘으로 전기가 이동하여 금속 사이에 전압 차이가 발생합니다. Volta는 금속이 서로 멀리 떨어져 있을수록 전압 차이가 더 커진다는 사실도 확인했습니다. 예를 들어 철/구리 - 2, 납/주석 - 1, 아연/은 - 12입니다.

1796-1797년 중요한 법칙이 밝혀졌습니다. 계열의 두 항 사이의 전위차는 모든 중간 항의 전위차의 합과 같습니다.

A/B + B/C + C/D + D/E + E/F = A/F.

실제로 12 = 1 + 2 + 3 + 1 + 5입니다.

또한 실험에 따르면 "폐쇄 계열"에서는 전압 차이가 발생하지 않는 것으로 나타났습니다. A/B + B/C + C/D + D/A = 0. 이는 여러 개의 순수 금속 접촉을 통해서만 두 금속의 직접 접촉보다 더 높은 전압을 달성하는 것이 불가능하다는 것을 의미합니다.

현대적인 관점에서 보면 볼타가 제안한 접촉 전기 이론은 잘못된 것이었습니다. 그는 다른 유형의 에너지를 소비하지 않고도 갈바니 전류 형태로 에너지를 지속적으로 얻을 수 있는 가능성을 믿었습니다.

그러나 1799년 말에 볼타는 자신이 원하는 것을 달성했습니다. 그는 두 금속이 접촉하면 한 쪽이 다른 쪽보다 더 많은 응력을 받는다는 사실을 처음으로 확립했습니다.

예를 들어 구리판과 아연판을 연결할 때 구리판의 전위는 1이고 아연판의 전위는 12입니다. 이후의 수많은 실험을 통해 볼타는 연속적인 전류가 다음과 같은 폐쇄 회로에서만 발생할 수 있다는 결론에 도달했습니다. 다양한 도체 - 금속(그는 1급 도체라고 불렀음)과 액체(그는 2급 도체라고 불렀음).