伏打电堆查看源代码讨论查看历史

伏打电堆（插图）原图链接来自 搜狐网 的图片

伏打电堆是1800年3月20日意大利教授伏打发明了世界上第一个发电器，也就是电池组，伏打电堆开创了电学发展的新时代。伏打电堆是由多层银和锌叠合而成，其间隔有浸渍水的物质，亦称伏打电池。

这是最早的化学电源，为电学研究提供了稳定的容量较大的电源，成为电磁学发展的基础。电压单位伏特即是以其名命名的。

发明历程

公元1786年，意大利物理学家、医生伽伐尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。五年后，他把自己长期从事蛙腿痉挛的研究成果发表。这个新奇发现，引起科学界大为震惊。公元1799年，意大利物理学亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏打在过了四十五岁生日后，受伽伐尼的影响，决定沿着“动物电”的路子研究下去。

伏打把一个金属锌环放在一个铜环上，再用一块浸透盐水的纸或呢绒环压上，再放上锌环，铜环，如此重复下去，10个、20个、30个叠成了一个柱状，便产生了明显的电流。这就是后人所称的伏打电堆或伏打电池（因音译不同，也称为伏特电堆或伏特电池）。这柱叠得越高，电流就越强。这是为什么呢？原来伏打经过实验创立了一个了不起的电位差理论。就是说不同金属接触，表面就会出现异性电荷，也就是说有电压。他还找到了这样一个序例：.铝、锌、锡、镉、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯。在这个序列中任何一种金属与后面的金属相接触时，总是前面带上正电，后面带负电。这是世界上第一个电气元素表。只要有了电位差、电势差，即电压，就会有电流。如此，人们对电的认识一下于就跃出了静电的领域，就不再是摩擦毛皮上的电，雷雨中的电，莱顿瓶里的电，也不只是动物身上的电，而是能控制流动的电。科学家阿拉果在1831年写的某篇文章中这样称赞伏打电堆：“这种由不同金属中间用一些液体隔开而构成的电堆，就它所产的奇异效果而言，乃是人类发明的的最神奇的仪器。”

1800年3月20日，伏打正式对外宣布：电荷就像水，在电线中流动，会由电压高的地方向电压低的地方流动，产生电流，即为电势差。为此，他写成一篇论文《论不同金属材料接触所激发的电》，寄给英国皇家学会，不幸受到当时皇家学会负责论文工作的一位秘书尼克尔逊有意的搁置，后来伏打以自己名义发表，终于使尼克尔逊的窃取行为遭受学术界的唾弃。

当年11月20日，法国皇帝拿破仑在巴黎召见伏打，当面观看电堆实验。激动的拿破仑当场命令法国学者成立专门的委员会，进行大规模的相关实验，并颁发6000法郎的奖金和勋章给伏打，发行了以伏打像为主体的纪念金币。

发明意义

伏打电堆的发明，引起了科学界的电池研发之路。伏打电堆堪称人类的第一种电池。公元1836年，英国科学家丹尼尔对“伏打电堆”进行改良：使用稀硫酸作电解液，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌铜电池。这种电池使用一段时间后，电压下降电池电压回升。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”。公元1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池，其电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。公元1890年，发明大王爱迪生发明了可充电的铁镍干电池，把电池的发明推向一个新阶段。随着科学技术的发展，干电池已经发展成为一个大的家族，到目前为止已经约有100多种，比如锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池、锌-空气电池、锌-氧化汞电池、锌-氧化银电池、锂-锰电池等。这些干电池，其实就是改良版的伏打电堆：用氯化铵的糊状物代替了当初的盐水，用石墨棒代替了当初的铜板作为正极，而外壳仍然用锌皮作为电池的负极。

伏打电堆提供了产生恒定电流的电源——化学电源，它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大得多。人们从伏打电堆中获得稳定的持续的电流，是电学从对静电的研究进入到对动电的研究。公元1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，这又引发了公元1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象并发明发电机，使电磁学发展走上了突飞猛进的道路；发电机的出现标志着电气文明的开始，并导致第二次产业革命，改变人类社会的结构。从这方面讲，伏打电堆把电学引进了一个新时代。

人物生平

伏打意大利物理学家。出生于科莫一个贵族家庭。从小就学于教会学校。1774～1779年任科莫大学预科物理学教授。1779～1815年任巴维亚大学实验物理学教授。1815年起任帕多瓦大学哲学系主任。1791年选为英国皇家学会会员。1802年获英国皇家学会的科普利奖章。1803年当选为法国科学院院士。伏打从1765年起从事静电实验研究。1775年他发明了起电盘(即起电机)。1778年建立了导体电容C、电荷Q及电的张力(即相当于电势差的概念)之间关系式Q=C·T。1787年发明了麦秸静电计。1792年研究了通过神经放电引起青蛙腿痉挛的现象，以及相关效应。还用电容式验电器做了进一步实验：在两种金属连接的棒中，电容器虽有微弱的电，但不能使静电计的麦秸分开;当移开电容器的一块金属板时，电张力增大，使静电计麦秸分开。1793年伏打从以上大量实验中得出：最本质的原因是不同金属的接触。从而否定了伽伐尼的“动物电”说法。提出电的接触学说。1799年伏打对各种金属做了大量的研究，最后选中了铜和锌两种。他将若干对圆形的铜板与锌板接触，然后用浸过盐水或稀酸的纸隔开，堆成柱状。发明了“伏打电堆”，还发明了一种由许多玻璃杯组成的“杯冕”：即将一些盛有盐水或稀酸的玻璃杯，通过半浸入液体的双金属弧彼此连接起来而构成“杯冕”。他的“伏打电堆”及“伏打电池”的发明，对以后的电学研究和发展起了推动作用。

伏打还发明了供研究气体燃烧时容积变化用的气体燃化计，这是他18世纪的重要发明之一。为了纪念伏打的贡献，国际标准化组织把电动势、电势差的单位定为“伏特”，简称“伏”。定义如下：通过1安培恒定电流的导线内，两点之间所消耗的电功率为1瓦特时，这两点之间的电势差为1伏特。

视频

伏打电堆 相关视频

06.伏打电堆 伏打电堆的制作