A galvánelem
A szigetelő (műanyag) lapon álló konzervdobozt könnyű megdörzsölt fésűvel annyira megtölteni, hogy 1-2 mm hosszú szikra ugorjon ki belőle, ha ujjunkkal közeledünk feléje. Ujjunkon át elektronok folynak le a földbe, elektromos áramot keltettünk. Milyen erős lehet ez az áram? Lehetne-e ilyen módon annyi elektront kiszabadítani az anyagból, hogy áramlásuk akár csak egy zsebizzót is működtessen?
A számítás azt mutatja, hogy 10-100 millió embernek állandóan fésűt kellene dörzsölnie, hogy annyi elektronhoz jussunk, amennyi egyetlen zsebizzónkat állandóan működésben tudná tartani.
Vannak a dörzsölésen és a megosztáson alapuló elektromos gépek, amelyek félméteres szikrákat is adnak Ezekből tízezret kellene beszerezni, hogy annyi elektront szolgáltassanak, amennyi egy zsebizzó működtetéséhez szükséges, és legalább tízezer embernek kellene állandóan hajtani őket.
Hogyan lehet egyszerű módon, fillérekért olyan önműködő eszközt készíteni, amely bőven szolgáltatja az elektronokat? Erre Volta (1745-1827) olasz tanár 1800 körül jött rá Galvani (1737-1798) olasz orvos véletlen megfigyelése alapján.
Kísérlet. Falécecske egyik oldalára szegeljünk egy cinklemezt,
a másik oldalára pedig egy rézlemezt.
Vizespohárba öntsünk vizet, a vízbe
pedig 2-3 gyűszűnyi kénsavat.
(A kénsav méreg, és
egyetlen cseppje kiégetheti ruhánkat!)
A kénsavas vízbe
merülő cink- és rézlemez
párt Volta-féle elemnek nevezzük. Három ilyen elemet az ábra szerint kapcsoljunk
össze (sorba kötjük
őket). Az első és a harmadik elem szabadon maradt lemezéhez zseblámpát kötünk.
Azt látjuk, hogy a lámpa izzásba jön, de néhány másodperc múlva (ez a savazás mértékétől függ) lassan gyengülni kezd izzása, végül elalszik.
a) A volta-félt egyszerű elem. b) Három sorba kapcsolt cink-réz elem
1. Hogyan tudja egyszerű eszközünk az elektronoknak ezt a roppant bőségét felszabadítani, amire a leghatalmasabb dörzsölési gépek sem képesek?
2. Miért gyengül le az elektronáramlás? Hogyan tudjuk ennek az okát megszüntetni, és olyan, állandóan működő elemet készíteni, mint például a szárazelem?
Ezekre a kérdésekre a következő fejezet ad választ.