Основы электротехники сильных токов. Электрические и магнитные явления, страница 9

§ 17. Элемент Вольта.

Итальянский ученый Гальвани в 1786 году заметил, что лапки лягушки, отделенные от туловища, вздрагивали каждый раз, когда они касались двух соединенных проволок из разнородных металлов, например меди и железа. Гальвани думал, что мускулы лягушки содер­жат в себе животное электричество. Другой ученый-Вольта в 1792 году, проверяя опыты Гальвани, дал им другое объяснение, а именно, что при соприкосновении двух разнородных металлов один из них электри­зуется положительно, а другой отрицательно.

Вольта устроил прибор, состоящий из двух пла­стин—цинковой Zn и медной Си (рис. 51), опущены в раствор серной кислоты; такой прибор и назван в честь ученого Гальвани гальваническим элемен­том. Обе пластины Zn и Си находятся друг от друга на некотором расстоянии, т. е. не касаются друг друга, и к их выступающим концам припаяны две тонких проволочки.

 Если обе проволочки гальванического элемента со­единить, между собой, то по ним будет проходить электрический ток. Видеть его мы, конечно, не можем, но зато мы можем наблюдать те действия, которые этот ток производит. Действия эти весьма разно­образны так например, под действием тока проволоки нагреваются; если поднести к проводнику, по которому проходит электрический ток, магнитную стрелку, то она отклонится в сторону; если проволоку, по которой про­ходит электрический ток, намотать на же­лезную полосу, то она намагнитится (рис. 52). Однако вернемся к гальваническому элементу и посмотрим, что в нем происхо­дит, когда по проволоке идет электриче­ский ток. Через некоторое время мы заме­тим, что цинковая пластина наврет рас­творяться, а медная пластина остается без изменения. Следовательно причиной появления в проводнике электрического тока служит растворение цинка в растворе серной кислоты; элемент может действо­вать только до тех пор; пока весь цинк не израсходуется; Итак, мы видим, что, главное значение в гальваническом элементе имеет цинк, а медная пластина имеет второстепенное значение, и она может быть, заменена пластиной из какого-нибудь другого металла или- даже из угля.

Мы уже указывали, что электрический ток, приходящий по про­волоке, имеет определенное направление. И действительно, если мы

¹ По справедливости, элемент следовало бы назвать вольтаическим, и негальваническим, как это и делают англичане, считая основателем учения об электрическом тока Вольта, а не Гальвани.

поднесем к проводнику с током магнитную стрелку, то она отклонится в определенную сторону; если же мы переменим направление тока в проволоке, то магнитная стрелка, отклонится в обратную сторону. Условимся считать, что электрический ток идет по проводнику от той пластины гальванического элемента, которая не растворяете» в жидкости, по направлению к другой пластине, кото­рая растворяется в элементе Вольта растворяется, цинк, а поэтому условимся считать, что ток идет по проводнику от меди к цинку. Концы пластин гальванического элемента, выступающие из жидкости, называются полюсами элемента, а сами пластины называются обычно электродами гальванического элемента.

Электрод, растворяющийся в жидкости при дей­ствий элемента, называется анодом, или- положитель­ным полюсом, и ого обозначают знаком «плюс» (-f-). Электрод» растворяющийся в жидкости, называется катодом, или отрицательным полюсом элемента, и его обозначают знаком «минус» (—).

Итак, условимся считать, что по проволоке, соединяющей электроды гальванического элемента (рис. 53), электрический ток идет от анода к минусу, т. е. от анода к катоду. Но мы не будем забывать, что на самом деле, если мы будем рассматривать электрический ток. как движение электронов, заряженных отрицательным электричеством, то электроны движутся по проволоке, соединяющей полюсы гальванического элемента, в обратную сторону т.е. по направлению от минуса к плюсу.

Обыкновенно на чертежах и схемах гальва­нические элементы условно обозначают двумя  черточками (рис. 54), причем короткая и тол­стая черточка принимается за положительный полюс (-)-), а тонкая и Длинная черточка представляет отрицательный полюс (—). На рис. 55 оба полюса гальванического элемента соединены проволочкой,. и стержнями указано принятое нами направление электрического токи,

§ 18. Электродвижущая сила.

Видеть как перемещаются в проволоке электроны, т. е. видеть, электрический ток глазами, мы, конечно, не можем, но нам часто нужно знать, проходит ли по данному, проводнику электрический ток или не проходит. Для этой цели существуют специальные приборы, называемые гальваноскопами, с устройствами которых мы ознакомимся несколько дальше. Если стрелка гальваноскопа, включенного

¹В Англии и некоторых других государствах элементы также обозначают двумя черточками, как и у нас, только положительным полюсом считают тонкую длинную черточку, а толстую и короткую черту принимают за отрицательный полюс.

.в цепь, отклоняется в сторону от своого нулевого положения, то ото
указывает на то, что ток в проводнике проходит, (рис. f>(i); если же
«стрелка стоит на месте, то, значит, тока нет.                     ^   .

Вся система, состоящая из элемента, лроволоки и приборов, чер<м которые проходит электрический ток называется электрической целью. Когда электрическая цепь не имеет перерыва, то говорят, что-.цепь замкнута. Если же в электрической цепи имеется какой-нибудь I перерыв (в проводнике или приборе), то такая цепь •*-| 1  ■<. n называется разомкнутой.

¹        / Электрический   ток   может   проходить \только в замкнутой цепи. ¹

Мы знаем, что электрический ток представляет движение, электронов, и надо полагать, что э|ек-троны, перемещаясь от одного полюса к другому, н<> задерживаются на этом полюсе, а йродолжают дви­гаться дальше и внутри гальванического вломонта. .Другими словами, в замкнутой цепи ток проходит крутом черен всю цепь и через элемент- Если мы условились считать, что во внешней цепи (в проволоке) ток идет от анода к катоду (от плюса к минусу), то внутри элемента ток должен иметь направление от минуса к плюсу, -т. е. от катода к аноду.