Ո՞վ է հորինել մարտկոցի գալվանական բջիջը: Մարտկոցների պատմություն

Ժամանակակից կյանքն անցնում է էլեկտրականության նշանի տակ, որն ամենուր է։ Սարսափելի է նույնիսկ մտածել, թե ինչ կլինի, եթե բոլոր էլեկտրական սարքերը հանկարծ անհետանան կամ խափանվեն: Տարբեր տեսակի էլեկտրակայանները, որոնք սփռված են աշխարհով մեկ, պարբերաբար հոսանք են մատակարարում էլեկտրական ցանցերին, որոնք սնուցում են արտադրական և տնային սարքերը: Սակայն մարդն այնպես է դասավորված, որ երբեք չի բավարարվում ունեցածով։ Էլեկտրական վարդակից մետաղալարով կապված լինելը չափազանց անհարմար է: Այս իրավիճակում փրկությունը էլեկտրական լապտեր մատակարարող սարքերն են, բջջային հեռախոսները, տեսախցիկները և էլեկտրաէներգիայի աղբյուրից հեռու օգտագործվող այլ սարքեր։ Նույնիսկ փոքր երեխաները գիտեն, որ իրենց անունը մարտկոց է:

Խստորեն ասած, «մարտկոց» ընդհանուր անվանումը լիովին ճիշտ չէ: Այն միավորում է միանգամից մի քանի տեսակի էլեկտրաէներգիայի աղբյուրներ՝ նախատեսված սարքի ինքնավար սնուցման համար։ Սա կարող է լինել մեկ գալվանական բջիջ, մարտկոց կամ մի քանի նման բջիջների համակցություն մարտկոցի մեջ՝ հանված լարումը մեծացնելու համար: Հենց այս կապն էլ ծնեց մեր ականջին ծանոթ անունը։

Մարտկոցները և գալվանական բջիջները և կուտակիչները էլեկտրական հոսանքի քիմիական աղբյուր են: Առաջին նման աղբյուրը, ինչպես հաճախ է լինում գիտության մեջ, պատահաբար հորինել է իտալացի բժիշկ և ֆիզիոլոգ Լուիջի Գալվանին 18-րդ դարի վերջին։

Չնայած էլեկտրաէներգիան որպես երեւույթ մարդկությանը հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից, սակայն շատ դարեր շարունակ այդ դիտարկումները գործնական կիրառություն չեն ունեցել։ Միայն 1600 թվականին անգլիացի ֆիզիկոս Ուիլյամ Գիլբերտը հրապարակեց «Մագնիսի, մագնիսական մարմինների և Երկրի մեծ մագնիսների մասին» գիտական ​​աշխատությունը, որտեղ ամփոփվեցին այն ժամանակ հայտնի էլեկտրականության և մագնիսականության տվյալները, իսկ 1650 թվականին Օտտո ֆոն Գերիկեն ստեղծեց. էլեկտրաստատիկ մեքենա, որը մետաղյա ձողի վրա տեղադրված ծծմբի գունդ էր։ Մեկ դար անց հոլանդացի Պիտեր վան Մուշենբրուկին առաջին անգամ հաջողվեց կուտակել փոքր քանակությամբ էլեկտրաէներգիա՝ օգտագործելով առաջին կոնդենսատորի «Լեյդեն սափորը»։ Այնուամենայնիվ, այն չափազանց փոքր էր լուրջ փորձերի համար: Գիտնականներ, ինչպիսիք են Բենջամին Ֆրանկլինը, Գեորգ Ռիչմանը, Ջոն Ուոլշը, զբաղվում էին «բնական» էլեկտրաէներգիայի ուսումնասիրությամբ։ Հենց վերջինիս աշխատանքն էր էլեկտրական ճառագայթների վրա, որ հետաքրքրեց Գալվանիին։

Գալվանիի հայտնի փորձի իրական նպատակը, ով հեղափոխեց ֆիզիոլոգիան և ընդմիշտ գրեց իր անունը գիտության մեջ, այժմ ոչ ոք չի հիշի։ Գալվանին մասնատեց գորտը և դրեց այն սեղանի վրա, որտեղ կանգնած էր էլեկտրաստատիկ մեքենան։ Նրա օգնականը գանգի ծայրով պատահաբար դիպել է գորտի բաց ազդրային նյարդին, և մահացած մկանը հանկարծակի կծկվել է։ Մեկ այլ օգնական նկատեց, որ դա տեղի է ունենում միայն այն ժամանակ, երբ կայծը հանվում է մեքենայից:

Ոգեշնչված հայտնագործությունից՝ Գալվանին սկսեց մեթոդաբար հետաքննել հայտնաբերված երևույթը՝ մահացած դեղամիջոցի կարողությունը՝ ցույց տալ կենսական կծկումները էլեկտրականության ազդեցության տակ: Փորձերի մի ամբողջ շարքից հետո Գալվանին առանձնապես հետաքրքիր արդյունք ստացավ՝ օգտագործելով պղնձե կեռիկներ և արծաթե ափսե։ Եթե ​​ոտքը պահող կեռիկը դիպչում էր ափսեին, ոտքը, դիպչելով ափսեին, անմիջապես կծկվում էր և բարձրանում։ Կորցնելով կապը ափսեի հետ՝ ոտքի մկաններն անմիջապես թուլացան, այն նորից ընկավ ափսեի վրա, նորից կծկվեց ու բարձրացավ։

Լուիջի Գալվանի. Ամսագրի նկարազարդում. Ֆրանսիա. 1880 թ

Այսպիսով, մի շարք տքնաջան փորձերի արդյունքում հայտնաբերվեց էլեկտրաէներգիայի նոր աղբյուր։ Ինքը՝ Գալվանին, սակայն, չէր կարծում, որ իր հայտնաբերած երեւույթի պատճառը տարբեր մետաղների շփումն է։ Նրա կարծիքով՝ մկանն ինքը հոսանքի աղբյուր է ծառայել, որը գրգռվել է նյարդերի միջոցով փոխանցվող ուղեղի գործողությամբ։ Գալվանիի հայտնագործությունը սենսացիա առաջացրեց և հանգեցրեց բազմաթիվ փորձերի գիտության տարբեր ճյուղերում: Իտալացի ֆիզիոլոգի հետևորդների թվում էր նրա հայրենակից ֆիզիկոս Ալեսանդրո Վոլտան։

1800 թվականին Վոլտան ոչ միայն ճիշտ բացատրեց Գալվանիի հայտնաբերած երևույթը, այլև նախագծեց մի սարք, որը դարձավ աշխարհում էլեկտրական հոսանքի առաջին արհեստական ​​քիմիական աղբյուրը, բոլոր ժամանակակից մարտկոցների նախահայրը: Այն բաղկացած էր երկու էլեկտրոդներից՝ օքսիդացնող նյութ պարունակող անոդից և վերականգնող նյութ պարունակող կաթոդից, որոնք շփվում էին էլեկտրոլիտի հետ (աղ, թթու կամ ալկալի լուծույթ)։ Էլեկտրոդների միջև պոտենցիալ տարբերությունն այս դեպքում համապատասխանում է ռեդոքս ռեակցիայի (էլեկտրոլիզ) ազատ էներգիային, որի ընթացքում էլեկտրոլիտի կատիոնները (դրական լիցքավորված իոնները) կրճատվում են, իսկ անիոնները (բացասաբար լիցքավորված իոնները) օքսիդանում են համապատասխան էլեկտրոդներում: Ռեակցիան կարող է սկսվել միայն այն դեպքում, եթե էլեկտրոդները միացված են արտաքին շղթայով (Վոլտան դրանք միացրել է սովորական մետաղալարով), որի երկայնքով ազատ էլեկտրոններն անցնում են կաթոդից դեպի անոդ՝ այդպիսով ստեղծելով լիցքաթափման հոսանք։ Եվ չնայած ժամանակակից մարտկոցները քիչ ընդհանրություններ ունեն Վոլտայի սարքի հետ, դրանց աշխատանքի սկզբունքը մնում է նույնը. սրանք երկու էլեկտրոդներ են, որոնք ընկղմված են էլեկտրոլիտային լուծույթի մեջ և միացված են արտաքին միացումով:

Վոլտայի գյուտը զգալի խթան է տվել էլեկտրաէներգիայի հետ կապված հետազոտություններին։ Նույն թվականին գիտնականներ Ուիլյամ Նիկոլսոնը և Էնթոնի Կարլայլը էլեկտրոլիզի միջոցով ջուրը քայքայեցին ջրածնի և թթվածնի, մի փոքր ավելի ուշ Համֆրի Դեյվին նույն կերպ հայտնաբերեց կալիումի մետաղը:

Գալվանիի փորձերը գորտի հետ. Փորագրություն 1793 թ

Բայց առաջին հերթին, գալվանական բջիջները, անկասկած, էլեկտրական հոսանքի ամենակարևոր աղբյուրն են: 19-րդ դարի կեսերից, երբ հայտնվեցին առաջին էլեկտրական սարքերը, սկսվեց քիմիական մարտկոցների զանգվածային արտադրությունը։

Այս բոլոր տարրերը կարելի է բաժանել երկու հիմնական տեսակի՝ առաջնային, որի դեպքում քիմիական ռեակցիան անշրջելի է և երկրորդական, որը կարող է վերալիցքավորվել։

Այն, ինչ մենք նախկինում անվանում էինք մարտկոց, առաջնային քիմիական հոսանքի աղբյուր է, այլ կերպ ասած՝ չվերալիցքավորվող տարր: Զանգվածային արտադրության մեջ թողարկված առաջին մարտկոցները մանգան-ցինկ մարտկոցներն էին, որոնք հայտնագործվել էին 1865 թվականին ֆրանսիացի Ժորժ Լեկլանշեի կողմից աղով, այնուհետև խտացված էլեկտրոլիտով: Մինչև 1940-ականների սկիզբը սա գործնականում օգտագործվող գալվանական բջիջների միակ տեսակն էր, որն իր ցածր գնի պատճառով մինչ օրս լայնորեն կիրառվում է։ Այս մարտկոցները կոչվում են չոր կամ ածխածին-ցինկ բջիջներ:

Հսկայական էլեկտրական մարտկոց, որը նախագծվել է W. Wollaston-ի կողմից X. Davy-ի փորձերի համար:

Արհեստական ​​քիմիական հոսանքի աղբյուրի շահագործման սխեման Ա.Վոլտա.

1803 թվականին Վասիլի Պետրովը ստեղծեց աշխարհի ամենահզոր վոլտային սյունը՝ օգտագործելով 4200 մետաղական շրջանակներ։ Նրան հաջողվել է զարգացնել 2500 վոլտ լարումը, ինչպես նաև բացահայտել այնպիսի կարևոր երևույթ, ինչպիսին է էլեկտրական աղեղը, որը հետագայում սկսեց օգտագործել էլեկտրական եռակցման, ինչպես նաև պայթուցիկ նյութերի էլեկտրական բռնկիչների համար։

Սակայն իրական տեխնոլոգիական առաջընթացը ալկալային մարտկոցների հայտնվելն էր: Թեև դրանք քիմիական կազմով շատ չեն տարբերվում Leclanchet տարրերից, և դրանց անվանական լարումը մի փոքր ավելացել է չոր բջիջների համեմատ, դիզայնի հիմնարար փոփոխության պատճառով ալկալային բջիջները կարող են չորսից հինգ անգամ ավելի երկար տևել, քան չորները, այնուամենայնիվ, ենթակա է. որոշակի պայմանների համար:

Մարտկոցների մշակման ամենակարևոր խնդիրը բջջի հատուկ հզորության բարձրացումն է՝ միաժամանակ նվազեցնելով դրա չափն ու քաշը: Այդ նպատակով քիմիական նոր համակարգերի որոնումները մշտապես շարունակվում են։ Այսօրվա ամենաբարձր տեխնոլոգիական առաջնային բջիջները լիթիումն են: Նրանց հզորությունը երկու անգամ գերազանցում է չոր խցերին, իսկ ծառայության ժամկետը շատ ավելի երկար է: Բացի այդ, մինչ չոր և ալկալային մարտկոցները աստիճանաբար լիցքաթափվում են, լիթիումային մարտկոցները պահում են լարումը գրեթե ողջ կյանքի ընթացքում և միայն դրանից հետո կտրուկ կորցնում են այն: Բայց նույնիսկ լավագույն մարտկոցը չի կարող համապատասխանել վերալիցքավորվող մարտկոցի արդյունավետությանը, որը հիմնված է քիմիական ռեակցիայի հետադարձելիության վրա:

Նման սարք ստեղծելու հնարավորության մասին սկսել են մտածել 19-րդ դարում։ 1859 թվականին ֆրանսիացի Գաստոն Պլանտեն հայտնագործեց կապարաթթվային մարտկոցը։ Նրանում էլեկտրական հոսանքն առաջանում է ծծմբաթթվային միջավայրում կապարի և կապարի երկօքսիդի ռեակցիաների արդյունքում։ Ընթացիկ արտադրության ընթացքում լիցքաթափվող մարտկոցը սպառում է ծծմբաթթուն՝ առաջացնելով կապարի սուլֆատ և ջուր: Այն լիցքավորելու համար անհրաժեշտ է մեկ այլ աղբյուրից ստացված հոսանքը շղթայով անցկացնել հակառակ ուղղությամբ, մինչդեռ ջուրը կօգտագործվի ծծմբաթթվի ձևավորման համար՝ կապարի և կապարի երկօքսիդի արտազատմամբ։

Չնայած այն հանգամանքին, որ նման մարտկոցի շահագործման սկզբունքը նկարագրվել է բավականին վաղուց, դրա զանգվածային արտադրությունը սկսվել է միայն 20-րդ դարում, քանի որ սարքը վերալիցքավորելու համար պահանջվում է բարձր լարման հոսանք, ինչպես նաև մի շարք այլ պահանջների համապատասխանություն: պայմանները. Էլեկտրական ցանցերի զարգացմամբ կապարաթթվային մարտկոցները դարձել են անփոխարինելի և դեռ օգտագործվում են մեքենաներում, տրոլեյբուսներում, տրամվայներում և էլեկտրական տրանսպորտի այլ միջոցներում, ինչպես նաև վթարային էլեկտրամատակարարման համար։

Շատ փոքր կենցաղային տեխնիկա նույնպես աշխատում է «լիցքավորվող մարտկոցներով», վերալիցքավորվող մարտկոցներով, որոնք նույն ձևն ունեն, ինչ ոչ վերականգնվող գալվանական բջիջները: Էլեկտրոնիկայի զարգացումն ուղղակիորեն կախված է այս ոլորտում առաջընթացից:

Մարտկոց J. Leclanchet.

Չոր մարտկոց:

Բջջային հեռախոս, թվային ֆոտոխցիկ, նավիգատոր, շարժական համակարգիչ և նմանատիպ այլ սարքեր XXI դարում։ այլևս ոչ ոքի չեք զարմացնի, բայց դրանց տեսքը հնարավոր դարձավ միայն բարձրորակ կոմպակտ մարտկոցների գյուտի շնորհիվ, որոնց տարողունակությունն ու ծառայության ժամկետը տարեցտարի ավելանում են։

Նիկել-կադմիումային և նիկել-մետաղական հիդրիդային մարտկոցներն առաջինն են փոխարինել գալվանական բջիջներին։ Նրանց զգալի թերությունը «հիշողության էֆեկտն» էր՝ հզորության նվազում, եթե լիցքավորումն իրականացվում էր թերի լիցքաթափված մարտկոցով։ Բացի այդ, նրանք աստիճանաբար կորցնում էին իրենց լիցքը նույնիսկ բեռի բացակայության դեպքում։ Այս խնդիրները հիմնականում լուծվել են լիթիում-իոնային և լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների մշակման ժամանակ, որոնք այժմ ամենուր տարածված են շարժական սարքերում: Նրանց հզորությունը շատ ավելի մեծ է, նրանք ցանկացած պահի լիցքավորում են առանց կորստի և լավ պահում են լիցքը սպասման վիճակում։

Մի քանի տարի առաջ մամուլում լուրեր տարածվեցին, որ ամերիկացի գիտնականները մոտ են եղել բետավոլտային բջջի «հավերժական մարտկոց» հորինելուն, որի էներգիայի աղբյուրը բետա մասնիկներ արձակող ռադիոակտիվ իզոտոպներն են: Ենթադրվում է, որ էներգիայի նման աղբյուրը բջջային հեռախոսին կամ նոութբուքին թույլ կտա աշխատել առանց վերալիցքավորման մինչև 30 տարի։ Ավելին, ծառայության ժամկետի ավարտից հետո ոչ թունավոր և ոչ ռադիոակտիվ մարտկոցը կմնա բացարձակապես անվտանգ: Այս հրաշք սարքի տեսքը, որը, անկասկած, հեղափոխություն կառաջացներ արդյունաբերության մեջ, շատ ուժեղ կհարվածեր ավանդական մարտկոցներ արտադրողների գրպանին, թերևս այդ պատճառով այն դեռևս չկա դարակներում։

Ժամանակակից սարք վերալիցքավորվող AA բջիջները լիցքավորելու համար։

Պատմության դասագրքերը կարող են ճիշտ չլինել. մարդկությունը կարող էր սկսել էլեկտրիկների ուսումնասիրությունը շատ ավելի վաղ, քան սովորաբար ենթադրվում է: Բաղդադի հազարամյա մարտկոցի գոյությունը հուշում է, որ էլեկտրական մարտկոցը Վոլտան չի հորինել։ Այսօր ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ իտալացի ֆիզիկոս Ալեսանդրո Վոլտան է հայտնագործել էլեկտրական մարտկոցը 1800 թվականին։ Նա հայտնաբերեց, որ երբ քիմիական լուծույթում տեղադրվում են երկու տարբեր մետաղական զոնդեր, էլեկտրոնները հոսում են նրանց միջև: Սրանից սկսվեց այլ գիտնականների աշխատանքը էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ, և դա հսկայական խթան հաղորդեց գիտության զարգացմանը: Բայց Բաղդադի մարտկոցը փոխում է ամսաթիվը մի քանի հազարամյակ առաջ:

Բաղդադի մարտկոցի բաղադրիչները

Մարդիկ Վոլտայից շատ առաջ փորձել են ուսումնասիրել էլեկտրականությունը, ինչի մասին գրառումներ են պահպանվել Հին Եգիպտոսի պապիրուսներում և պատերի նկարներում։ Այնուամենայնիվ, սա անուղղակի ապացույց է, և քչերն էին հավատում դրանց, մինչև 1938 թվականին գերմանացի հնագետ Վիլհելմ Քենիգը նկարագրեց այսպես կոչված Բաղդադի բանկը (այն նաև կոչվում է Բաղդադի մարտկոց): Էլեկտրականությամբ այս կավե անոթը հայտնաբերվել է 1936 թվականին Բաղդադից դուրս գտնվող Քուջութ-Ռաբու տեղում, երբ բանվորները հողին հավասարեցրել են երկաթուղու համար։

Քենիգի արժանիքն այն էր, որ նա 13 սմ բարձրությամբ վառ դեղին կավե օվալաձև սափորի մեջ տեսավ մարտկոցի տիպիկ ձևավորում, որն այդ ժամանակ լայնորեն օգտագործվում էր: Անոթն ուներ այն ամենը, ինչ անհրաժեշտ էր էներգիա կուտակելու համար՝ պարագծի շուրջը պղնձի գլանվածք, կենտրոնում երկաթե ձող և ներսում մի քանի կտոր բիտում: Վերջինս կնքել է պղնձե գլանի վերին և ստորին եզրերը։ Նման հերմետիկ կապը հուշում է, որ սափորը ժամանակին հեղուկ է պարունակել։ Այս վարկածը հաստատվում է պղնձի վրա կոռոզիայի հետքերով։ Սա նաև հուշում է հեղուկի տեսակի մասին՝ քացախ կամ գինի: Այս բնական նյութերը պարունակում են թթու՝ անհրաժեշտ պայման ցանկացած մարտկոցի համար:

Բաղդադի մարտկոցը հատվածում

Ինչու՞ մարտկոցներ, եթե չկան էլեկտրական տեխնիկա

Շուտով Սելևկիա և Կտեսիփոն քաղաքների մոտ հայտնաբերվեցին Բաղդադի սափորի նման արտեֆակտներ։ Սա ճշգրիտ գիտելիք տվեց, որ արդեն մի քանի հազար տարի առաջ մարդիկ օգտագործում էին էլեկտրաէներգիա։ Այնուամենայնիվ, նրանց ինչի՞ն է պետք էլեկտրաէներգիան, քանի որ նրանք չունեին լամպ, հեռուստացույց, սառնարան և այլ էլեկտրական տեխնիկա։

Այս հարցի ստույգ պատասխանը դեռևս անհայտ է, սակայն գիտնականները որոշ ենթադրություններ ունեն այս ցուցանիշի վերաբերյալ: Օրինակ, Քյոնիգը հավատում էր իր թղթերում, որ էներգիայի այս աղբյուրներն օգտագործվում էին էլեկտրոլիտացված զարդերի համար: Այս տեխնոլոգիական գործընթացն այսօր կիրառվում է ամենուր՝ լարերի պղնձապատում, պղնձե և արծաթյա զարդերի ոսկեզօծում, պողպատե մասերի քրոմ և այլն։ Նրա առանձնահատկությունն այն է, որ էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ հնարավոր է բարակ և դիմացկուն ծածկույթ կիրառել մի նյութից մյուսը։

Այս տարբերակը կյանքի իրավունք ունի, քանի որ այն փորձարկվել է գործնականում։ Ամերիկյան Փիթսֆիլդ քաղաքի բարձրավոլտ էլեկտրաէներգիայի հիմնական լաբորատորիայի ինժեներ Ուիլարդ Գրեյը ստեղծել է հնագույն մարտկոցի ճշգրիտ պատճենը՝ հիմնվելով Քենիգի հոդվածի գծագրերի վրա։ Նա կավե սափորը հերթափոխով լցրեց խաղողի հյութով և քացախով և մոտ 1,5 վոլտ լարեց մետաղական լարերի վրայով, ինչն այսօր մատուցում է ցանկացած ստանդարտ AA մարտկոց:

Բաղդադի բանկի կառուցում

Մարտկոցներ մոգության և բուժման համար

Ի հավելումն այն վարկածին, որ հին մարդիկ օգտագործում էին մարտկոցներ ցինկապատման համար, կան ևս երկուսը` էլեկտրաթերապիա և մոգություն:

Հին մարդիկ հավատում էին, որ եթե ցավոտ տեղում էլեկտրական հոսանք կիրառվի, այն կթմրի և կդադարի վնասել: Այս մասին արձանագրություններ կան հին հունական և հռոմեացի բժիշկների աշխատություններում։ Հույներն, օրինակ, այդ նպատակով հաճախ օգտագործում էին էլեկտրական օձաձուկ, որը քսում էին բորբոքված վերջույթի վրա և պահում այնքան, մինչև բորբոքված վերջույթը թմրեր։

Բաղդադի մարտկոցի չափը ձեռքի համեմատ

Էլեկտրաէներգիան կարող է ուժեղացնել նաև քաղաքացիների կյանքի կրոնական ոլորտը։ Քահանաները, օրինակ, Բաղդադի մի քանի սափորներ հավաքեցին մեկ հզոր մարտկոցի մեջ և ամրացրին աստծու մետաղյա արձանի վրա: Բոլոր նրանք, ովքեր դիպչում էին նրան, կարծում էին, որ կապ են ստացել ավելի բարձր էակի հետ: Չնայած իրականում դա ուղղակի հոսանքի թույլ լիցքաթափում էր։

Քահանան ավելի է ամրապնդել իր հավատը աստվածության հետ իր կապի մեջ նրանով, որ նա կարող էր հանգիստ դիպչել արձանին և չստանալ էլեկտրական ցնցումներ։ Դրա համար նա հագել է սանդալներ, որոնք կանգնեցրել է արձանի տակ գտնվող մետաղյա հատակին։ Կոշիկները ծառայում էին որպես մեկուսիչ և հոսանք չէին անցնում։ Իսկ հասարակ հավատացյալներն ամենից հաճախ ոտաբոբիկ էին քայլում, ինչի պատճառով էլ այս հնարքն անթերի աշխատեց։

Ոչ թե մարտկոց, այլ պահեստային խցիկ

Տեսությունները, որ հին մարդիկ կարող էին նպատակաուղղված էներգիա օգտագործել քիմիական աղբյուրներում, թույլ չեն տալիս մեզ վստահորեն ասել, որ դա իրականում էր: Դրա պատճառը նման մարտկոցների շատ ցածր հզորությունն ու ծանր քաշն է, ինչի պատճառով էլ գործնականում դրանք անօգուտ են։ Օրինակ՝ սովորական հաշվիչը կամ պարզ ժամացույցը կարելի է պատրաստել խնձորից։ Բայց շատ ավելի հարմար ժամանակակից էներգիայի աղբյուրներ:

Բացի այդ, այն փաստը, որ Բաղդադի բանկը իրականում մարտկոց է եղել, հերքվում է այլ գտածոներով: Օրինակ, նույն Սելևկիայի գտածոն պարունակում էր պապիրուսի մագաղաթ։ Իսկ Կտեսիֆոնի արտեֆակտը ներսում ուներ բրոնզե ոլորված թիթեղներ։ Ուստի, ըստ որոշ գիտնականների, նման անոթները օգտագործվել են իրեր պահելու համար, այլ ոչ թե էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։

Նրանց վարկածը հաստատվում է այն փաստով, որ բիտումի ծածկույթը ամբողջությամբ կնքված էր և չուներ մետաղալարերի համար մետաղական կոնտակտներ: Այն նաև էլեկտրոլիտը լցնելու անցքեր չուներ, և իրականում էներգիայի նման աղբյուրը պահանջում է դրա հաճախակի փոխարինում։

Ըստ գիտնականների՝ նման անոթներում սուրբ մատյաններ են պահվել օրգանական ծագման նյութերից՝ մագաղաթից կամ պապիրուսից։ Երբ դրանք քայքայվում են, արտազատվում են օրգանական թթուներ, ինչը բացատրում է կավե անոթի ներսում պղնձե գլանի վրա կոռոզիայի հետքերի առկայությունը։

Ի դեպ, եթե հին ժամանակների խնդիրը էլեկտրաէներգիայի աղբյուր ստեղծելն էր, ապա այսօր հիմնական խնդիրն այն է, որ դրանք օգտագործվեն շրջակա միջավայրին նվազագույն վնաս հասցնելով։ Եվ այս հարցում ՄՏՍ-ն օգնում է ուկրաինացի օգտատերերին: Օպերատորը գործարկել է ազգային ծրագիր՝ օգնելու նրանց ճիշտ տնօրինել մարտկոցները: Դուք կարող եք պարզել, թե որտեղ տեղադրել օգտագործված մարտկոցները:

Այսօր շատ դժվար է պատկերացնել ձեր կյանքը առանց էլեկտրական սարքերի։ Ընդ որում, խոսքը նույնիսկ խոշոր կենցաղային տեխնիկայի մասին չէ, այլ փոքր չափի տեխնիկայի, որոնք կյանքը շատ ավելի հարմարավետ են դարձնում։ Պատի ժամացույցները, հեռակառավարման վահանակները, լապտերները և շատ այլ փոքր սարքեր, որոնց մենք այնքան սովոր ենք, սնուցվում են շարժական մարտկոցով: Նրանց կայուն շահագործումն ապահովելու համար պարզապես անհրաժեշտ է գնել վերալիցքավորվող մարտկոցներ. Բայց այս էներգիայի աղբյուրը հայտնվել է ոչ այնքան վաղուց:

Մարտկոցի պատմությունը

Մարտկոցի ի հայտ գալուն ուղղված առաջին քայլը կատարել է իտալացի գիտնական Լուիջի Գալվանին, ով ուսումնասիրել է կենդանի օրգանիզմների ռեակցիաները տարբեր ազդեցությունների նկատմամբ։ Նրա հայտնագործության էությունը կայանում էր նրանում, որ գորտի ոտքով հոսանք է անցնում, երբ նրան ամրացվում են տարբեր տեսակի մետաղի երկու ժապավեն։ Գիտնականը չկարողացավ բացատրել այն, ինչ տեսավ, բայց նրա աշխատանքի արդյունքները շատ օգտակար էին մեկ այլ հետազոտողի՝ Ալեսանդրո Վոլտային:

Այս իտալացին կարողացավ բացահայտել գործընթացի էությունը և հասկացավ, որ հոսանքի առաջացմանը նպաստում է քիմիական ռեակցիան, որը տեղի է ունենում որոշակի միջավայրում տարբեր մետաղների միջև: Ցինկի և պղնձի ափսե դնելով աղի լուծույթի մեջ՝ նա ստեղծել է առաջնային բջիջների աշխարհում առաջին մարտկոցը, որն ավարտելուց հետո անվանել է «Վոլտայիկ սյուն»։ Սա 1800 թ.

Առաջին մարտկոցը հայտնվեց շատ ավելի ուշ՝ 1859 թվականին, երբ ֆրանսիացի Գաստոն Պլանտեն կրկնեց իր գործընկերոջ փորձը՝ օգտագործելով ծծմբաթթվի թույլ լուծույթ և կապարի երկու թիթեղ։ Այս մարտկոցի առանձնահատկությունն այն էր, որ այն պահանջում էր վերալիցքավորում DC աղբյուրից, իսկ հետո ինքն էր տալիս ստացված լիցքը՝ էլեկտրաէներգիա ստեղծելու համար։

Այլ կարևոր ամսաթվեր մարտկոցի պատմության մեջ

1865 - Ֆրանսիացի գիտնական J. L. Leklanshe-ն մշակել է մանգան-ցինկ տարր աղի լուծույթով:

1880 - Ֆ. Լալանդը բարելավեց իր հայրենակցի գյուտը, օգտագործելով խտացված էլեկտրոլիտ:

XX դարի 40-ական թվականներ - մշակվել են արծաթ-ցինկ տարրեր։

XX դարի 50-ական թվականներ - հայտնվեց ալկալային լուծույթով մանգան-ցինկ տարր, ինչպես նաև սնդիկ-ցինկ տարրեր:

XX դարի 60-ական թվականներ - սկսվեց օդ-ցինկ մարտկոցների արտադրությունը:

XX դարի 70-ական թվականներ - առաջին անգամ օգտագործվել են լիթիումի հոսանքի աղբյուրներ:

Էլեկտրական մարտկոցը կամ «մարտկոց» տերմինը, որն առավել տարածված է առօրյա կյանքում, ժամանակակից աշխարհում էլեկտրաէներգիայի ամենալայն օգտագործվող աղբյուրներից մեկն է: Դրանք օգտագործվում են էլեկտրական սարքերում։

Էլեկտրական մարտկոցը շատ հարմար է օգտագործելու համար, քանի որ այն թույլ է տալիս էլեկտրական հոսանք առաջացնել ցանկացած վայրում և ցանկացած ժամանակ։ Էլեկտրական մարտկոցը սնուցում է տարբեր էլեկտրական սարքեր, լապտերներ, զարթուցիչներ, ժամացույցներ, տեսախցիկներ և այլն: Այնուամենայնիվ, մարտկոցի կյանքը երկար չէ, քանի որ դրա մեջ պարունակվող քիմիական բաղադրիչները աստիճանաբար սպառվում են:

Էլեկտրական մարտկոցները լինում են տարբեր ձևերի, տարողությունների և չափերի՝ պտուկի գլխից մինչև մի քանի հարյուր քառակուսի մետր: Շատ հզոր կապարի և նիկել-կադմիումային մարտկոցներ են հայտնաբերվել էներգահամակարգերում, որոնք օգտագործվում են որպես էներգիայի պահեստային աղբյուրներ կամ էլեկտրական բեռները հարթեցնելու համար:
Ամենամեծ նման մարտկոցը շահագործման է հանձնվել 2003 թվականին Fairbanks-ում (Fairbanks, Ալյասկա, ԱՄՆ); Այն բաղկացած է 13760 նիկել-կադմիումային բջիջներից և միացված է ինվերտորի և տրանսֆորմատորի միջոցով 138 կՎ ցանցին: Մարտկոցի անվանական լարումը 5230 Վ է, իսկ էներգիայի հզորությունը՝ 9 ՄՎտժ; տարրերի ծառայության ժամկետը 20-ից 30 տարի է: Ժամանակի 99%-ում այն ​​աշխատում է որպես ռեակտիվ էներգիայի փոխհատուցիչ, սակայն անհրաժեշտության դեպքում այն ​​կարող է ցանցին մատակարարել 46 ՄՎտ հզորություն երեք րոպեի ընթացքում (կամ 27 ՄՎտ հզորություն 15 րոպեի համար): Մարտկոցի ընդհանուր զանգվածը 1500 տ է, իսկ արտադրության արժեքը՝ 35 մլն դոլար։ Արտակարգ իրավիճակների դեպքում այն ​​կկարողանա 7 րոպեի ընթացքում էլեկտրաէներգիա մատակարարել 12 հազար բնակչություն ունեցող քաղաքին։ Առկա են նույնիսկ ավելի մեծ պահեստային հզորությամբ մարտկոցներ. Նման մարտկոցներից մեկը (60 ՄՎտ/ժ էներգիայի հզորությամբ) տեղադրված է որպես պահեստային էներգիայի աղբյուր Կալիֆոռնիայում (Կալիֆորնիա, ԱՄՆ) և կարող է 6 ժամվա ընթացքում ցանցին մատակարարել 6 ՄՎտ հզորություն։

Ե՞րբ են հայտնվել առաջին էլեկտրական մարտկոցները:

Առաջին մարտկոցները հայտնվեցին մ.թ.ա. 250 թվականին: Բաղդադի տարածաշրջանում ապրող պարթևները պարզունակ մարտկոցներ էին պատրաստում։ Կավե սափորը լցրել են քացախով (էլեկտրոլիտ), ապա տեղադրել պղնձե գլան և երկաթե ձող, որի ծայրերը վեր են բարձրացել մակերեսից։ Նման մարտկոցները օգտագործվել են արծաթի էլեկտրոլիտավորման համար:

Այնուամենայնիվ, մինչև 1700-ականների վերջը գիտնականները լուրջ փորձեր չեն իրականացրել էլեկտրաէներգիայի արտադրության, պահպանման և փոխանցման հետ կապված: Շարունակական և վերահսկվող էլեկտրական հոսանք ստեղծելու փորձերը հաջողության չեն հանգեցրել։

1800 թվականին իտալացի ֆիզիկոս Ալեսանդրո Վոլտան ստեղծեց առաջին ժամանակակից մարտկոցը, որը հայտնի է որպես վոլտային սյուն։

Այս սարքը գլան էր՝ ներսում դրված պղնձի և ցինկի թիթեղներով՝ շրջապատված քացախից և աղաջրից բաղկացած էլեկտրոլիտով։ Թիթեղները իրար հերթով դրված էին իրար և չէին դիպչում։ Քիմիական ռեակցիայի արդյունքում էլեկտրաէներգիա սկսեց առաջանալ։ Նրա գյուտի ամենակարեւոր առավելությունն այն էր, որ, ի տարբերություն նախորդ փորձերի, սյունակի հոսանքը ցածր էր, և դրա ուժը հնարավոր էր կառավարել։

Նապոլեոն Բոնապարտը, ում Վոլտան ներկայացրեց իր գյուտը, տպավորված էր ֆիզիկոսի գյուտով և նրան շնորհեց կոմսի կոչում։ Բացի այդ, այս հայտնագործության կարևորությունն ընդգծելու համար էլեկտրաշարժիչ ուժի միավորն անվանվել է Վոլտի անունով։ Չնայած այն հանգամանքին, որ Ա.Վոլտայի գյուտը բոլորովին նման չէր մեզ քաջատեղյակ էլեկտրական մարտկոցին, դրա գործողության սկզբունքը մինչ օրս նույնն է մնում։

Ի՞նչ ընդհանուր բան ունեն սմարթֆոնները, դյուրակիր համակարգիչները, լապտերները, երեխաների համար նախատեսված ինտերակտիվ շարժվող խաղալիքները և ժամացույցները: Պատասխանը պարզ է՝ մարտկոց։ Աննկատ շրջանակների, գլանների ու ուղղանկյունների շնորհիվ է, որ մենք կարող ենք օգտագործել այս ամենը։

Քանի՞ տարի է անցել մարտկոցի գյուտից: Շատերը կասեն, որ առաջին տարբերակները հայտնվել են 18-րդ դարի վերջին։ Դա միանգամայն խելամիտ է, քանի որ 1798 թվականին իտալացի կոմս Ալեսանդրո Վոլտան կառուցեց առաջին պարզունակ մարտկոցը, որը ստացավ «Voltaic Pillar» անվանումը։ Նա ցինկի և պղնձի սկավառակներ շարեց և բաժանեց դրանք ալկալիով կամ թթվով թաթախված կտորով։ Նման «աշտարակը» կես մետր բարձրություն ուներ։ Բայց! Կա ապացույց, որ մարտկոցի ծագումն ավելի հին է։ Առաջին պարզունակ նմուշը մարդկանց հայտնի էր դեռ 2000 տարի առաջ:

20-րդ դարի կեսերին (1938 թ.) Իրաքում պեղումներ կատարելիս Վիլհելմ Քյոնիգը գտել է 13 սմ բարձրությամբ կավե կաթսա՝ պղնձե գլանով, որի մեջ մտցվել է մեկ այլ մետաղից պատրաստված ձող։ Հնագետները ենթադրել են, որ սա ամենահին մարտկոցն է։

Սակայն մենք հստակ չենք իմանա, թե ինչպես են օգտագործել այս սափորը հին Իրաքի բնակիչների կողմից։ Սակայն շատ բան է հայտնի իտալացի Լուիջի Գալվանիի և կենդանիների էլեկտրաէներգիայի մասին: Նա նկատել է, որ գորտի մարմինը ճկվում է, եթե այն շփվում է երկու մետաղական տարրերի հետ կամ գտնվում է էլեկտրական մեքենայի մոտ, և դրանից դուրս են թռչում կայծերը։ Լուիջին ենթադրել է, որ էլեկտրականությունը հենց կենդանու մարմնում է:

Հենց նրա փորձերը գորտի ոտքերի հետ ոգեշնչեցին Վոլտին էլեկտրական հոսանքի աղբյուր որոնելու համար: Նա մի շարք թեստեր է անցկացրել և նկատել, որ եթե կենդանու մարմինը շփվում է նույն մետաղից պատրաստված առարկաների հետ, ապա ոչինչ չի պատահում, բայց եթե մետաղները տարբեր են, ապա ցանկալի էֆեկտն է ի հայտ գալիս։ Իր աշտարակը կառուցելով մետաղական թիթեղներից՝ նա ապացուցեց, որ էլեկտրական հոսանքը կենդանիների հյուսվածքներում չի առաջանում։ Փորձերը ցույց տվեցին, որ ամեն ինչի պատճառը հաղորդիչով միացված տարբեր մետաղների քիմիական ռեակցիաներն են (Գալվանին իր հզորությամբ գորտի մարմին ուներ):

Երկու իտալացիներն էլ հայտնի դարձան, և նրանց անունով կոչվեցին լարման չափման միավոր Վոլտը և հենց «գալվանական բջիջը»:

Մարտկոցի պատմություն

Շատ քիչ ժամանակ է անցել մարտկոցի, ավելի ճիշտ՝ նրա նախատատի հայտնաբերումից, և 1836 թվականին անգլիացի Ջորջ Ֆրեդերիկ Դանիելը լուծեց «վոլտային սյունակի» հիմնական խնդիրը՝ կոռոզիան։

1859 թվականին ֆրանսիացի Գաստոն Պլանտեն ստեղծել է ակումուլյատորը, այսինքն՝ իր նախապապը։ Նա օգտագործել է ծծմբաթթու և կապարի թիթեղներ։ Ստեղծված սարքի առավելությունն այն էր, որ ուղղակի հոսանքի աղբյուրից լիցքավորվելուց հետո այն արդեն տալիս էր ու դառնում էլեկտրաէներգիայի աղբյուր։

1868 թվականը կարելի է ճակատագրական տարի համարել։ Ֆրանսիացի քիմիկոս Ժորժ Լեքլանշը ստեղծել է «չոր» մարտկոցի բջիջի «հեղուկ» նախահայրը։ 20 տարի անց գերմանացի Կարլ Գասները փորձեց և ստացավ նույն «չորը». Այն գրեթե բոլոր առումներով նման էր ժամանակակից տարբերակին։

Դրանից հետո մարտկոցների արտադրության պատմությունը միայն թափ հավաքեց։ Գալվանական բջիջները փոխարինել են նիկել-կադմիումային և նիկել-մետաղ հիդրիդային մարտկոցներին: Գիտնականների հիմնական խնդիրն էր մեծացնել հզորությունը և ծառայության ժամկետը, ինչպես նաև նվազեցնել չափերը: Խնդրի լուծումը լիթիում-իոնային և լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների առաջացումն էր: Նրանք երկար ժամանակ առանց խնդիրների լիցքավորում են պահում, առանձնանում են մեծ տարողությամբ և փոքր չափսերով։

Մարտկոցի զարգացման պատմությունը շարունակվում է։ Գիտնականները «հավերժական» մարտկոց են փնտրում, և, հնարավոր է, շուտով այն գտնեն։