Середина XVIII века. Разуверившийся в «животном магнетизме» Мессмера, калиостровских обещаниях Вечной Молодости, «животном сомнамбулизме» мир все чаще обращает свой взор на издревле манящую силу — электричество. Тем более что поразительные открытия здесь следуют одно за другим.
Наэлектризованные семена, оказывается, прорастают быстрее. Всякого рода живность в годы «избытка электричества в атмосфере» размножается активнее. Выясняется, что передача электрического заряда людям учащает пульс, усиливает дыхание, ускоряет потоотделение, уменьшает свертываемость крови.
Общественность с изумлением знакомится с опытами Бернулли, который «посредством одних только электрических ударов возвращает жизнь усопшим птицам». Узнает также, что некий Бьянки аналогичным способом заставляет подниматься и двигаться собак с размозженным черепом. А любитель-экспериментатор, известный дипломат Голицын, «путем электризации добивается ускоренного выведения цыплят из яиц»…
И вот — новая сенсация. В статье «Комментарии о силах электричества при мышечных движениях», опубликованной в июльском номере мемуаров болонского института за 1791 год, доктор медицины Луиджи Гальвани скромно излагает великую теорию, основанную на добытых при препарировании лягушек фактах: животными организмами движет электричество! «Электрический флюид,— убежденно заявляет автор,— приготовляется силою мозга и извлекается из крови, он вступает в нервы и протекает внутри них, полых как трубочки».
Даже ученые были потрясены таким открытием. А злые языки утверждали, что на мысль о существовании «животного электричества» Луиджи натолкнула его жена Лючия. Мол, точно известно, что 26 сентября 1786 года для этой больной женщины готовили, по предписанию врача, суп из лягушек. Лапки со снятой кожей лежали на лабораторном столе рядом с приборами. И Лючия заметила, что они вздрогнули, когда лаборант вблизи извлек искру из электрической машинки.
Как бы там ни было, но человечество должно благодарить Гальвани за вклад в Науку по трем направлениям. Во-первых, действительно стал всеобщим достоянием факт обнаружения электричества внутри живого тела. Причем Гальвани, как настоящий ученый-исследователь, подметил для будущей электрофизиологии многие детали (наличие порога нервно-электрического возбуждения, самовосстановление способности возбуждаться у уставшего нерва после отдыха и пр.). Во-вторых, болонец зарегистрировал электромагнитные волны, использовав лягушечьи лапки в качестве живого «радиоприемника». Волны эти излучались при разрядах молний или искр от машины трения. Антеннами служили скальпели, человек-препаратор либо стометровый отрезок проволоки. Было здесь и заземление — прицепленный к лапкам и опускающийся на пол или в колодец металлический провод. Ну а в-третьих, Гальвани обнаружил электричество, вырабатываемое двумя разнородными металлами, назвав еще в 1786 году свой опыт «экспериментом с металлическим электричеством». Но потом, сбитый с толку модными разглагольствованиями о «животном электричестве», ошибочно отошел от истины. А оброненный им «ключ от тайн Природы» суждено было поднять другому ученому — Алессандро Вольте.
Добившийся к тому времени уже мирового признания, тот меньше всего походил на типичного тихого, удостоенного профессорской мантии кабинетного теоретика. Наоборот, бурная деятельность, оригинальные и смелые опыты, внедрение полученных результатов в жизнь — вот его стихия. Сначала Вольта привел в стройную систему все известное про статическое электричество. Доделал предложенные другими электроскоп и электрометр, построил «вечный электроносец» — электрофор (1801 г.), ввел в научную лексику термины «напряжение» и «емкость», научился измерять малые заряды. Подытожив находки всей армии электриков «первой волны», Вольта вплотную взялся за «электричество движущееся».
Да, Луиджи Гальвани заметил генерацию электричества двумя металлами. Но именно Алессандро Вольта измерил эффект, описал и объяснил, что если поясницу лягушки покрыть фольгой из олова или меди, к ножке приложить ключ, монету или ложку из другого металла (например, серебра) и замкнуть фольгу на серебро, то «лапки начинают особенным образом дрожать, брыкаться и подскакивать». Что «два металла гонят электричество везде, где бы их ни приложить: тело или провод, вода или влажный ковер».
А вот — о сенсации «про кисловатый вкус на языке от металлов». Вольта уточняет: если серебро и цинк поменять местами, то ощущение изменится. Язык становится, таким образом, своеобразным «индикатором направления течения электрического флюида». К тому же «теперь можно построить шкалу металлов по их электрической активности». И в 1793 году ученый-экспериментатор А. Вольта таковой действительно создает, ориентируясь, правда, не на язык-индикатор, а на ничтожные напряжения, которые регистрировал им же усовершенствованный сверхчувствительный «гальванометр конденсаторного типа», подсоединенный к наложенным друг на друга пластинкам из исследуемых веществ.
Соединить несколько металлических пар в цепочку оказалось, что называется, делом техники. Как, впрочем, и то, что между рождающими контактное электричество пластинками ученый догадался проложить сукно, смоченное водой или кислотой (впоследствии и другими электролитами),— ведь оно изолирует (чтобы не замыкались) и электрически соединяет (чтобы суммировать напоры) одновременно. В итоге уже в декабре 1799 года заработал Вольтов столб, навек прославивший имя своего создателя. На первой же встрече европейских метрологов в 1881 году и единицу электрического напряжения решено было назвать «вольтом» (сокращенное наименование — В).
Увековечен и Луиджи Гальвани. Вспомните: гальванический ток, гальванизация, гальванометр, гальванопластика… Ну и, конечно же, первичные (в отличие от вторичных — аккумуляторов) химические источники тока — гальванические элементы и батареи.
1 — припаянные выводы, 2 — трехкопеечные (медные) монеты, 3 — смоченные водой или солевым электролитом бумажные прокладки, 4 — двугривенные (никелевые) монеты.
1 — лента из оксидированной стали или из оцинкованного железа, 2 — чуть выходящая из рулона полоса бумаги, 3 — вывод (из припаянного провода в полиэтиленовой изоляции); вторым выводом служит угольный (графитовый) электрод
1 — выводы (провод в изоляции, припаянный к крайним электродам), 2 — грунт увлажненный, 3 — заглубленные листы оцинкованного железа, 4 — заглубленные медные листы (или из другого, как можно дальше отстоящего от цинка в ряду электрической активности металла).
Почему мы вспоминаем об этом сегодня? Да вот беда: давно освоенные, дешевые отечественные серии элементов и батарей стали вдруг исчезать с прилавков и витрин наших магазинов. Но возможно, кто-то захочет поэкспериментировать (особенно в сельских районах) с самодельными источниками электропитания. С тем же Вольтовым столбом, например, но в более современном варианте: на трех- и двадцатикопеечных монетах (медь — никель — медь — никель) с прокладками из смоченных водой бумажных кружков соответствующего диаметра. Причем напряжение, получаемое от такого источника, можно повысить (подсолив воду и подложив под каждую трехкопеечную монету по таблетке активированного угля, который легко приобрести в любой аптеке). Но и без этих ухищрений его достаточно для питания, скажем, зуммера-мультивибратора (см. № 5’93), чтобы быть на «ты» с морзянкой. Рекомендуем только параллельно Вольтову мини-столбу подключить еще конденсатор емкостью 1000…10 000 мкФ.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И БАТАРЕЙ
Для устройств со значительно большим током потребления подойдет несколько иная конструкция элемента электропитания. Берете по возможности более тонкую (меньше весит, легче сворачивается в рулон) ленту из оксидированной стали или оцинкованного железа. Например, размером 50x1000x0,4 мм. Прикладываете к этой ленте вплотную полосу бумаги чуть большего размера и, припаяв к будущему металлическому электроду вывод (кусок провода в полихлорвиниловой изоляции), аккуратно сворачиваете все в рулон. Затем пропитываете водой (а еще лучше — графитовой смазкой) и помещаете в подходящую по габаритам баночку, засыпав сверху порошком (угольной смесью) от отслуживших свое старых гальванических элементов или щеток электрических машин. От угольного электрода делается второй вывод — и готово! Можно электричество даже «на язык» попробовать, как это делали современники Вольты и Гальвани.
Неплохо зарекомендовала себя и «земляная» батарея — из закопанных во влажный грунт на небольшом расстоянии друг от друга разнородных металлов (вспомните ряд электрической активности, открытый Алессандро Вольтой и изучаемый по программе средней школы). А наиболее подготовленные и рачительные могут и вовсе обойтись без «примитивщины», позаботившись о продлении срока службы «покупных» гальванических элементов и батарей. О том, как это сделать, будет рассказано в одном из ближайших номеров.
Н. КОЧЕТОВ
