Istoria inventiilor. baterii. Istoria creării bateriei Alte date importante din istoria dezvoltării bateriei

Priveste in jur. Aproape toate dispozitivele electrice de dimensiuni mici care ne înconjoară în viața de zi cu zi au o sursă de alimentare portabilă în circuitele lor - pur și simplu, o baterie. Fie că este vorba despre un telefon mobil, telecomandă TV, ceas de perete sau de masă, calculator etc.

Toate aceste dispozitive sunt inoperante fără baterie sau acumulator. Așa că haideți să aruncăm o privire asupra istoriei descoperirii acestui mic dispozitiv minune. Primul element chimic a fost inventat la sfârșitul secolului al XVIII-lea de către omul de știință italian Luigi Galvani, complet întâmplător. Omul de știință a efectuat cercetări privind reacțiile animalelor la diferite tipuri de expunere la acestea.

Când a atașat două benzi de metale diferite de piciorul unei broaște, a descoperit fluxul de curent între ele. Deși Galvani nu a oferit o explicație corectă a acestui proces, experiența sa a servit drept bază pentru cercetările unui alt om de știință italian Alessandro Volta. El a dezvăluit că cauza curentului este o reacție chimică între două metale diferite într-un anumit mediu.

Volta a pus două plăci într-un recipient cu o soluție salină: zinc și cupru. Acest dispozitiv a devenit primul element chimic autonom din lume. Volta și-a îmbunătățit ulterior designul, creând faimosul „ Polul voltaic”(Anexă. Foto).

În 859, omul de știință francez Gaston Plante a creat o baterie care folosea plăci de plumb scufundate într-o soluție slabă de acid sulfuric. Această baterie a fost încărcată cu o sursă de curent continuu și apoi a început să genereze electricitate în sine, dând aproape toată energia electrică cheltuită pentru încărcare. Mai mult, acest lucru s-ar putea face de multe ori. Așa a apărut prima baterie.

2. Chestionar despre bateriile din viața noastră

Pentru a obține un răspuns la toate aceste întrebări, am realizat un sondaj:

Le-am rugat părinților și elevilor de liceu să răspundă la întrebările din chestionarul meu. 32 de persoane au fost intervievate

Întrebarea 1: Ce vă ghidează atunci când cumpărați baterii?

(Anexa Tabelul 1)

Majoritatea respondenților acordă atenție producătorului atunci când cumpără baterii.

Întrebarea 2: Pentru ce dispozitive folosiți bateriile?

(Anexa Tabelul 2)

Majoritatea oamenilor folosesc bateriile în telecomenzi și ceasuri.

Bateriile electrice sunt un lucru foarte util. Dacă nu ar fi acolo, atunci jucăriile ar trebui să fie conectate la priză și să se încurce în fire, în plus, curentul electric din rețea nu este potrivit pentru jucării, de asemenea, ar fi nevoie de o cutie specială;

Bateriile nu au aceeași putere ca și electricitatea care intră în casele noastre, dar pot fi transportate din loc în loc și pot fi folosite și ca sursă de energie de urgență atunci când rețeaua este întreruptă.

Întrebarea 3: Ce faci cu bateriile uzate?

(Anexa Tabelul 3)

Majoritatea oamenilor aruncă bateriile, unii folosesc încărcătoare.

Întrebarea 4: Cum pot prelungi durata de viață a bateriei?

(Anexa Tabelul 4)

Aproape jumătate dintre cei chestionați nu știu cum să prelungească durata de viață a bateriei.

Concluzii din sondaj:

1. Bateriile electrice sunt un lucru foarte util. Ele oferă jucăriilor și altor lucruri utile independență și autonomie.

2. Fiecare casă are dispozitive care necesită baterii.

3. Atunci când cumpără baterii, majoritatea respondenților se ghidează după preț și marcă.

4. Majoritatea oamenilor nu știu cum să prelungească durata de viață a bateriei și, prin urmare, le aruncă imediat.

Istoricul bateriei.

Dacă urmăriți istoria bateriilor, este evident că Alessendro Volta a fost primul care a făcut pasul spre crearea acestora, dar nu și-a dat seama cum să facă reîncărcabilă celula galvanică pe care a primit-o. Un alt om de știință german, Wilhelm Sinsteden, a observat efectul producerii de curent continuu prin scufundarea plăcilor de plumb în acid sulfuric, dar nu a tras din aceasta concluzii care să poată fi aplicate în practică.

Crearea bateriei le datorăm francezilor. Omul de știință francez Gaston Plante a fost cel care și-a creat prototipul în 1859 - o baterie plumb-acid, care, spre deosebire de una galvanică, putea fi reîncărcată.

Inventatorul american al becului, Thomas Edison, a devenit interesat de proprietățile unei baterii de stocare reîncărcabile. El a fost primul care a venit cu ideea de a folosi bateriile pentru nevoile de transport și a contribuit la demararea producției de baterii auto. Edison nu a fost doar un mare om de știință, ci și un gânditor practic. Datorită lui, electricitatea a ajuns cu adevărat să servească omenirea.

De atunci, esența procesului de stocare a energiei într-o baterie cu plumb-acid nu s-a schimbat deloc, s-au schimbat doar materialele folosite în producerea acesteia. Carcasele vechi de baterii din ebonită au fost înlocuite cu unele moderne din polipropilenă. Ebonita este un material mai puțin rezistent la impact, iar polipropilena este mult mai ieftină.

Baterie auto modernă.

O baterie auto modernă este aceeași plăci de plumb poroase (una este plumb, cealaltă este dioxid de plumb), scufundate într-un electrolit preparat dintr-un amestec de apă distilată și acid sulfuric cu mulți aditivi care îi îmbunătățesc proprietățile. Dar cele mai recente tehnologii utilizate în fabricarea bateriilor auto îmbunătățesc semnificativ caracteristicile acestora. Acestea reduc coroziunea, cresc durata de viață a bateriilor, îmbunătățesc recepția și livrarea sarcinii electrice, reduc pierderile de apă și scurgerea masei active și cresc regimul de temperatură prin creșterea rezistenței la îngheț. Unele dispozitive suplimentare, cum ar fi indicatoarele, vă permit să monitorizați nivelul de încărcare a bateriei.

Cel mai important avantaj al bateriilor moderne este creșterea valorilor curentului de pornire, ceea ce asigură o pornire stabilă a motorului în orice condiții de temperatură și o durată de viață mai lungă datorită autodescărcării reduse.

După cum probabil ați ghicit deja, vom vorbi despre un astfel de lucru mic, dintre care sunt multe în viața noastră de zi cu zi, despre baterie. În lumea modernă bateriile ne înconjoară peste tot, fie că este un e-reader sau un ceas, o telecomandă TV sau o baterie dintr-un telefon mobil, suntem deja foarte obișnuiți cu existența și prezența lor că practic nu le observăm existența. , ceea ce, de fapt, este ajutat de faptul că au dimensiuni diferite.

Pentru noi, bateria a devenit obișnuită!

Și cândva, în zorii apariției sale, era un dispozitiv destul de mare și era singura sursă de energie electrică de pe planetă disponibilă omenirii.

Fondatorul bateriei este considerat pe bună dreptate fizicianul italian Alessandro Volta (1745 - 1827), care, după ce a studiat numeroasele lucrări ale compatriotului său Luigi Galvani (1737-1798), care a efectuat experimente cu „electricitatea animală”, a ajuns la acest remarcabil. descoperire.

Citind tratatul lui Galvani „despre forțele electrice în mușchi”, Alessandro Volta a observat că electricitatea apare exclusiv în prezența a două metale. Prin urmare, a efectuat imediat primul său experiment, care a constat în a-și pune în gură două monede, una pe limbă și cealaltă sub, în ​​timp ce le-a conectat cu un fir, și a simțit un gust sărat.

Această experiență l-a determinat să reflecteze, al cărei rezultat a fost continuarea cercetărilor pe care le începea astfel, doar la scară mai largă.

Unul dintre aceste experimente a fost instalarea a peste o sută de cercuri metalice unele peste altele, separate cu hârtie și umezite cu apă sărată. Rezultatul nu a întârziat să apară, Alessandro din nou, după ce a verificat senzațiile în propria sa limbă, a fost convins de prezența electricității în dispozitivul său, observând totodată că aceasta era prezentă în mod constant.

După mai multe astfel de experimente, Alessandro Volta a făcut o baterie. Era format din plăci de cupru și zinc conectate în serie, coborâte în perechi în vase cu acid diluat.

Adevărat, acest dispozitiv nu a primit imediat numele cu care suntem atât de obișnuiți acum - baterie. Inițial, dispozitivul a fost numit „coroana vaselor de sânge”, iar la acea vreme era cea mai mare sursă de energie electrică.

Dacă o traducem în standarde moderne, așa cum este acum obișnuit, „coroana de vase” din timpul nostru ar fi suficientă doar pentru a alimenta un receptor radio obișnuit.

Ulterior, Alessandro Volta și-a redenumit invenția în onoarea lui Luigi Galvani și a numit-o celulă galvanică.

Acest nume, apropo, a supraviețuit până în zilele noastre, chiar dacă dispozitivul în sine a suferit modificări semnificative în design.

Primele experimente care au arătat posibilitatea de acumulare, i.e. pentru a acumula energie electrică au fost produse la scurt timp după descoperirea fenomenelor de electricitate galvanică de către omul de știință italian Volta.

În 1801, fizicianul francez Gautereau, trecând un curent prin apă prin electrozi de platină, a descoperit că, după ce curentul prin apă a fost întrerupt, este posibil să se conecteze electrozii împreună pentru a obține un curent electric de scurtă durată.

Omul de știință Ritter a efectuat apoi același experiment, folosind în loc de electrozi de platină electrozi din aur, argint, cupru etc. și separându-i unul de celălalt cu bucăți de pânză înmuiate în soluții de sare, a obținut primul secundar, adică capabil de eliberare a stocat în ea este energie electrică, element.

Primele încercări de a crea o teorie a unui astfel de element au fost făcute de Volta, Marianini și Bequerel, care au susținut că acțiunea bateriei depinde de descompunerea soluțiilor sărate în acid și alcali prin curent electric și că acestea din urmă, atunci când sunt combinate , da din nou curent electric.

Această teorie a fost spulberată în 1926 de experimentele lui Deryariv, care a fost primul care a folosit apă acidificată într-o baterie.

Apa acidificată, când trece un curent, se descompune în mod evident în oxigen și hidrogen, iar elementul își datorează acțiunea ulterioară acestei descompunere. Această poziție a fost dovedită cu brio de Grove prin construirea celebrului său acumulator de gaz, format din plăci scufundate în apă acidulată și înconjurate în vârf: una cu hidrogen și alta cu oxigen. Cu toate acestea, bateria în această formă era foarte nepractică, deoarece stocarea unor cantități mari de electricitate necesita stocarea unei cantități foarte mari de gaze, care ocupa un volum mare.

O mare îmbunătățire practică în dezvoltarea bateriilor a fost realizată în 1859 de Gaston Plante, care, în urma unei lungi serii de experimente, a ajuns la un tip de baterie constând din plăci de plumb cu o suprafață mare, care, atunci când este încărcată cu curent, au fost acoperite cu oxid de plumb, a. eliberând oxigen și lichid, au emis un curent electric.

Plante a luat două fâșii de foi de plumb, a pus fâșii de pânză între ele și a rulat fâșiile în jurul unui băț rotund. Apoi a legat pachetul rezultat împreună cu inele de cauciuc și l-a pus într-un vas cu apă acidulată. Când o astfel de baterie a fost încărcată și descărcată în mod repetat, s-a format un strat activ activ pe suprafața plăcilor, care a participat la proces și a conferit elementului o capacitate mare. Cu toate acestea, necesitatea unui număr foarte mare de încărcări și descărcări ale bateriei Plante pentru a-i oferi o oarecare capacitate a crescut foarte mult costul bateriei și a îngreunat producția.

Următoarea îmbunătățire care a adus bateria la forma sa modernă a fost utilizarea în 1880 de către Camille Faure a plăcilor de plumb reticulat, ale căror celule de rețea erau umplute cu o masă special pregătită, pregătită în prealabil. Acest proces a simplificat și a ieftinit foarte mult producția de baterii, reducând formarea unei baterii la un proces foarte scurt.

Îmbunătățirile ulterioare în istoria bateriilor cu plumb-acid au urmat calea îmbunătățirii metodei lui Faure de umplere și formare a plăcilor de rețea, fără a aduce modificări drastice designului bateriei. În paralel cu dezvoltarea bateriilor cu plumb, care prezintă o serie de dezavantaje majore și inamovibile, precum, de exemplu, greutatea mare pe unitatea de capacitate, imposibilitatea depozitării fără deteriorare în stare descărcată etc., dezvoltarea posibilităților pentru utilizarea altor metale decât plumbul pentru fabricarea bateriilor era în curs de desfăşurare.

Celulele Edison și Jungner sunt utilizate pe scară largă în cazurile în care este necesară o greutate ușoară și o încărcare ușoară a bateriilor, deoarece pot rezista atât timp cât se dorește în stare descărcată. Cu toate acestea, nu au reușit să înlocuiască bateriile cu plumb, atât din cauza prețului lor ridicat, cât și din cauza puterii scăzute și a tensiunii scăzute pe care le oferă. Astfel, bateriile fier-nichel au un loc mare in toate instalatiile portabile si mobile, in timp ce bateriile cu plumb au un domeniu larg de aplicare in instalatiile stationare.

Emtsov G. Baterii electrice

Este posibil ca manualele de istorie să nu fie adevărate: este posibil ca omenirea să fi început să studieze electricitatea mult mai devreme decât se crede în general. Existența bateriei de la Bagdad, veche de o mie de ani, sugerează că Volta nu a inventat bateria electrică. Astăzi este general acceptat că fizicianul italian Alessandro Volta a inventat bateria electrică în 1800. El a descoperit că atunci când două sonde metalice diferite sunt plasate într-o soluție chimică, electronii curg între ele. Aceasta a început munca altor oameni de știință cu privire la electricitate, iar acest lucru a dat un impuls uriaș dezvoltării științei. Dar Bateria de la Bagdad împinge data înapoi cu câteva mii de ani.

Componentele bateriei de la Bagdad

Oamenii au încercat să studieze electricitatea cu mult înainte de Voltas, despre care s-au păstrat înregistrări în papirusuri și picturi murale ale Egiptului Antic. Cu toate acestea, aceasta este o dovadă indirectă și puțini oameni au crezut-o până când, în 1938, arheologul german Wilhelm Koenig a descris așa-numitul borcan de la Bagdad (numit și Bateria de la Bagdad). Acest vas de lut cu energie electrică a fost găsit în 1936 în zona Kujut Rabu din afara Bagdadului, când muncitorii nivelau terenul pentru calea ferată.

Meritul lui Koenig a fost că a văzut într-un ulcior oval din lut galben strălucitor, înalt de 13 cm, un design tipic de baterii, care până atunci erau utilizate pe scară largă. Vasul avea tot ce era necesar pentru a stoca energie: o foaie de cupru laminată în jurul perimetrului, o tijă de fier în centru și mai multe bucăți de bitum în interior. Acesta din urmă a sigilat marginile superioare și inferioare ale cilindrului de cupru. Această legătură strânsă sugerează că ulciorul a conținut odată lichid. Această ipoteză este confirmată de urme de coroziune pe cupru. Acest lucru oferă, de asemenea, indicii despre tipul de lichid - oțet sau vin. Aceste substanțe naturale conțin acid - o condiție necesară pentru orice baterie.

Bateria de la Bagdad în secție

De ce baterii dacă nu există aparate electrice?

Curând, artefacte asemănătoare borcanului de la Bagdad au fost găsite în apropierea orașelor Seleucia și Ctesifon. Acest lucru a oferit cunoștințe precise că deja, cu câteva mii de ani în urmă, oamenii foloseau electricitatea. Totuși, de ce aveau nevoie de curent, pentru că nu aveau becuri, televizoare, frigidere și alte aparate electrice?

Răspunsul exact la această întrebare este încă necunoscut, dar oamenii de știință au câteva presupuneri în acest sens. De exemplu, Koenig în articolele sale credea că aceste surse de energie erau folosite pentru galvanizarea bijuteriilor. Acest proces tehnologic este folosit peste tot astăzi: placarea cu cupru a firelor, aurirea bijuteriilor din cupru și argint, crom pe piesele din oțel și altele asemenea. Particularitatea sa este că, sub influența curentului electric, este posibil să se aplice un strat subțire și durabil de un material pe altul.

Această versiune are dreptul la viață, deoarece a fost testată în practică. Willard Gray, inginer la principalul laborator de energie electrică de înaltă tensiune din orașul american Pittsfield, a creat o copie exactă a unei baterii antice pe baza desenelor din articolul lui Koenig. A umplut alternativ un ulcior de lut cu suc de struguri și oțet și a obținut o tensiune la bornele metalice de aproximativ 1,5 V. Este exact ceea ce oferă astăzi orice baterie standard AA.

Proiectarea Băncii Bagdad

Baterii pentru magie și vindecare

Pe lângă ipoteza despre vechii care foloseau bateriile pentru galvanizare, mai există două: electroterapie și magie.

Anticii credeau că dacă un curent electric era aplicat unui loc dureros, atunci acesta va deveni amorțit și va înceta să doară. Există înregistrări despre acest lucru în lucrările medicilor antici greci și romani. Grecii, de exemplu, foloseau adesea o anghilă electrică în aceste scopuri, pe care o aplicau pe membrul inflamat și o țineau până când membrul inflamat devenea amorțit.

Dimensiunea bateriei de la Bagdad în comparație cu o mână

Electricitatea ar putea fi folosită și pentru a întări sfera religioasă a vieții cetățenilor. Preoții, de exemplu, au adunat mai multe borcane de la Bagdad într-o singură baterie puternică și au atașat cablurile la o statuie de metal a zeului. Toți cei care au atins-o au crezut că au primit contact cu o ființă superioară. Deși de fapt a fost doar o descărcare slabă de curent.

Preotul și-a întărit și mai mult credința în legătura sa cu zeitatea prin faptul că putea atinge calm statuia și nu primi șocuri de electricitate. Pentru a face acest lucru, a purtat sandale, pe care le obișnuia să stea pe podeaua metalică de sub statuie. Pantofii au servit drept izolator și nu permiteau trecerea curentului. Și credincioșii obișnuiți mergeau cel mai adesea desculți, motiv pentru care acest truc a funcționat impecabil.

Nu o baterie, ci o cameră de depozitare

Teoriile conform cărora anticii puteau folosi intenționat energia în surse chimice nu ne permit să spunem cu certitudine că acest lucru s-a întâmplat de fapt. Motivul pentru aceasta este puterea foarte mică și greutatea mare a unor astfel de baterii, ceea ce le face inutile în practică. De exemplu, un măr poate face ca un calculator obișnuit sau un simplu ceas de mână să funcționeze. Dar sursele moderne de alimentare sunt mult mai convenabile.

În plus, faptul că banca din Bagdad era de fapt o baterie este infirmat de alte descoperiri. De exemplu, o descoperire în aceeași Seleucia conținea un sul de papirus. Iar artefactul de la Ctesifon avea înăuntru foi răsucite de bronz. Prin urmare, potrivit unor oameni de știință, astfel de vase erau folosite pentru a stoca lucruri și nu pentru a genera electricitate.

Versiunea lor este confirmată de faptul că capacul de bitum era complet etanșat și nu avea terminale pentru contactele metalice pentru fire. De asemenea, nu avea găuri pentru umplerea electrolitului, dar o astfel de sursă de energie necesită înlocuire frecventă.

Potrivit oamenilor de știință, în astfel de vase erau depozitate suluri sacre din materiale de origine organică - pergament sau papirus. Când se descompun, se eliberează acizi organici, ceea ce explică prezența unor urme de coroziune pe cilindrul de cupru din interiorul vasului de lut.

Apropo, dacă problema anticilor era să creeze o sursă de electricitate, astăzi sarcina principală este eliminarea lor cu daune minime pentru mediu. Și MTS ajută utilizatorii ucraineni în acest sens. Operatorul a lansat un program național prin care vor putea elimina corect bateriile. Puteți afla unde să aruncați bateriile uzate.