Источники тока

До конца 18-го века учёные «получали электричество», то есть сообщали телам электрические заряды, в основном посредством трения. Напомним, что в результате происходит разделение зарядов: тела приобретают равные по модулю и противоположные по знаку электрические заряды: одно тело заряжается положительно, а другое — отрицательно.

В конце 18-го века произошёл решительный и счастливый поворот в изучении электрических явлений.

Итальянский учёный А. Вольта обнаружил, что если между медной и цинковой пластинками проложить кусок пропитанной кислотой ткани, то медная пластинка приобретает положительный заряд, а цинковая — отрицательный. Это значит, что происходит разделение зарядов! Если соединить проводником медную и цинковую пластинки, то в нём возникает электрический ток.

Так был изобретён первый источник тока.

Чтобы увеличить силу тока, Вольта сложил медные и цинковые кружки столбом, переложив их кружками из пропитанной кислотой ткани (рис. 11.2, а). Этот источник тока, названный «вольтовым столбом», сыграл огромную роль в развитии науки об электрических и магнитных явлениях.

Почему же в изобретённом Вольта источнике тока происходит разделение зарядов? Дело в том, что медь и цинк поразному вступают в химические реакции с кислотой. Вследствие этого на проводнике (электроде), соединённом с медной пластинкой, накапливается положительный заряд, а на проводнике (электроде), соединённом с цинковой пластинкой, накапливается отрицательный заряд. Эти электроды называют полюсами источника тока — соответственно положительным и отрицательным.

Итак,

действие источника тока основано на том, что в нём происходит разделение зарядов: положительные заряды накапливаются на одном полюсе источника, а отрицательные — на другом.

Источники тока, действие которых обусловлено химическими реакциями, называют гальваническими элементами¹.

¹ В честь итальянского учёного Луиджи Гальвани, который открыл электрические явления при мышечном сокращении, проводя опыты на лягушках.

При разделении зарядов необходимо преодолевать притяжение между разноимёнными зарядами, то есть совершать работу. В гальваническом источнике тока эта работа совершается за счёт уменьшения внутренней энергии: вследствие химических реакций уменьшается потенциальная энергия взаимодействия атомов.

Гальванические элементы широко используют и сегодня — это хорошо знакомые вам батарейки и аккумуляторы (рис. 11.2, б). Аккумулятор отличается от батарейки тем, что батарейку можно использовать только один раз, а аккумулятор можно заряжать многократно.

Источниками тока на электростанциях являются генераторы электрического тока. Их действие мы рассмотрим в § 21. Производство и передача электроэнергии.