Батарея электрическая

Определение "Батарея электрическая" в словаре Брокгауза и Ефрона

Батарея электрическая есть соединение многих лейденских банок в одно целое для усиления действий электрического разряда (см. Лейденск. банка, или банка Клейста). Каждая лейденская банка оклеивается листовым оловом снаружи и внутри так, чтобы некоторая часть стеклянной поверхности вверху банки оставалась свободной. Эти оклеенные части называются обкладками — внутренней и наружной; величина электрического заряда, который может принять лейденская банка, зависит между прочим от поверхности обкладок, поэтому размеры банки определяют суммой внутренней и внешней обклеенных поверхностей, считая и дно, также обыкновенно обклеиваемое.

Фиг. 1 изображает электрич. батарею, состоящую из лейденских банок, из которых 6 расположены по окружности, а 7-я — в центре. На крышке этой последней находится медный стержень с шаром такого же металла; к этому шару прикасаются изогнутые металлические прутья, соединяющие крышки и внутренние обкладки 6 внешних банок с крышкой и внутренней обкладкой центральной банки. Все банки стоят на круглой деревянной скамейке, которой верх обклеивается листовым оловом, служащим для металлического соединения всех внешних обкладок. Поверхность батареи равна семикратной поверхности каждой банки, полагая, что все они имеют одинаковую поверхность, измеряемую, как было объяснено.

Это есть один из способов соединения банок в Б., но чаще их помещают в ящики с ручками, удобные для переноски, соединяя лейденские банки прутьями более прочным образом, чем в изображаемой на чертеже батарее. Для того чтобы зарядить электрическую батарею, надо кондуктор электрической машины соединить металлической цепочкой с центральным шаром или с металлическим прутом, который в него воткнут; этот прут, оканчивающийся маленьким шариком, изображен на чертеже. Когда вертят круг электрической машины, все внутренние обкладки лейденских банок электризуются (заряжаются электричеством), но при этом надо оловянную обкладку скамейки соединить проволокой (показанной на чертеже) с полом комнаты или еще лучше — с газовой или водопроводной трубой; это называется соединить с землей. Когда по указанию электроскопа, находящегося на кондукторе электрической машины, или иным способом судят о том, что батарея заряжена, отделяют цепочку и проволоку с надлежащими предосторожностями от батареи, которой после этого можно пользоваться для назначенной цели, разряжая ее через испытываемый предмет. Для этого пользуются так называемым разрядником; простого устройства разрядник изображен на фиг. 2: он состоит из двух металлических прутьев с шариками, посаженных на шарнире с оправой, надетой на стеклянную ручку. Лучше так называемый всеобщий разрядник (см. Разрядник), приспособленный для пропускания разряда через тела, помещаемые на подставке между шариками прутьев разрядника. Батарею разряжают таким же образом, как отдельную лейденскую банку, касаясь одним шариком разрядника внешней обкладки одной из банок батареи и приближая другой его конец к центральному шарику или к пруту.

Прежде чем этот второй конец и центральный шарик дойдут до соприкосновения, между ними появляется искра, сопровождаемая более или менее сильным треском и обнаруживающая такие же действия, как и разряд лейденской банки, только в сильнейшей степени.

Вместо лейденских банок можно пользоваться стеклянными четырехугольными пластинками, обклеенными с обеих сторон листовым оловом не до самых краев; от обкладок идут наружу оловянные полоски. При заряжении одну полоску приводят в прикосновение с цепочкой, идущей от кондуктора электрической машины, другую — с полом или газовой трубой. Такие пластинки, называемые конденсаторами (см. это сл.), ставятся рядом в пазах доски; оловянные полоски, идущие от заряжаемых поверхностей, соединяются вместе, так же как и другие, которые должны быть соединены с землей. Знаменитый Франклин первый устроил в середине прошедшего столетия такой прибор и дал ему название Электрической батареи. Несколько ранее его Гралат в Данциге пробовал соединять для усиления разряда несколько склянок, наполненных водой; это также была электрическая батарея, но для практического употребления неудобная.

Голландский физик прошедшего столетия Ван-Марум, усовершенствовавший устройство электрических машин и батарей, построил для музея Тейлера в Гаарлеме огромную электрическую батарею из 135 лейд. банок, каждая с обкладкой в 1 кв. фут. Впоследствии число банок было увеличено до 225, так что заряжаемая поверхность батареи имела 225 кв. ф. Разряд этой батареи, пропущенный через железную проволоку 10 дюймов длины, толщиною 1/40 дюйма, расплавлял ее; более толстая проволока в 1/32 дюйма толщины плавилась при 5 дюймах длины; цилиндр буксового (самшитового) дерева 4 дюйма толщины и 4 же дюйма длины раскалывался по всей длине. По определению Ван-Марума механическая сила, нужная для разрыва такого куска дерева, превосходит 10000 фунт.

Впоследствии для того же музея Ван-Марум устроил новую батарею, которой поверхность имела 550 кв. футов; она была составлена из 100 больших лейденских банок, размещенных в 4 ящиках по 27 банок в каждом. Соединение банок в каждом ящике и соединение ящиков между собой было устроено с большой тщательностью. Действие этой батареи оказалось чрезвычайно сильным. Опыты над плавлением проволок показали, между прочим, что разрядом плавилась и распадалась на раскаленные шарики железная проволока толщиной в 1/40 дюйм. и длиной в 24 ½ дюйма. Поверхность этой батареи была почти в 2 ½ раза более прежней, имевшей 225 кв. футов поверхности, и длина расплавленной проволоки почти во столько же раз более прежней — 10 дюймов. Железная проволока, в шесть раз более тонкая (1/240 дюйма или около 1/10 миллиметра), но имевшая более 100 футов длины, также расплавлялась. Для опытов с описанной батареей был устроен особенный разрядник, посредством которого можно было производить разряды безопасно для экспериментатора; эти предосторожности были необходимы, потому что разряд такой батареи достаточно силен, чтобы убить животное таких размеров, как собака или кошка, следовательно, очень опасен и для человека (см. Электрический разряд).

В Петербурге, в музее института инженерных путей сообщения, есть старинная большая электрическая батарея из 50 лейденских банок, имеющая около 25 кв. м (270 кв. англ. или наших футов) обкладки (внутри и снаружи вместе). Эта батарея и машина составляют часть большой коллекции физических и химических приборов, подаренных институту императором Александром I в 1816 году. Кому прежде принадлежала эта коллекция, купленная за границей, неизвестно, но электрическая машина имеет стеклянные круги совершенно таких размеров, как устроенная Ван-Марумом для гаарлемского музея. В институте путей сообщения эта батарея и машина сохраняются, как археологическая редкость (см. Электрическая машина).

В прежнее время лейденские банки и батареи заряжались обыкновенными электрическими машинами, но в наше время можно пользоваться для этой цели и других типов электрическими машинами, а также индукционными катушками (иначе катушки, или бобины, Румкорфа). Величина заряда, необходимого для того, чтобы лейденская банка или батарея могли проявить наибольшее действие, зависит от их электроемкости (см. это сл.). Заряженная электрическая батарея есть источник потенциальной электрической энергии. Эти определения в духе новейшей физики будут объяснены отчасти при описании лейденской банки, отчасти в словах энергия и потенциал.

Кроме объясненного здесь способа составления батарей из лейденских банок предложен был Франклином еще другой — батарея каскадом. Если ко дну лейденской банки привешена другая так, чтобы ее внутренняя обкладка была в металлическом соединении с наружной обкладкой первой, а ко второй банке подвешена подобным же образом третья и т. д., то заряжая электричеством внутреннюю обкладку первой банки, заряжают этим самым и всю батарею, висящую каскадом; нужно только внешнюю обкладку последней банки соединить с полом или землей. Вместо висящей батареи можно употребить лейденские банки, стоящие рядом, но соединенные одна с другой наподобие того, как они соединены в висящей батарее. Франклин для этой цели пользовался плоскими стеклами, обклеенными оловом, которые устанавливаются рядом, как это было объяснено выше. Он ожидал, что, заряжая обкладку первого стекла, он уменьшит работу заряжения всей батареи, которая потом дает разряд той же силы, как обыкновенная батарея. На самом же деле оказалось, что батарея каскадом не представляет такой выгоды; причина тому будет объяснена в словах энергия и потенциал. Подобно тому, как соединение лейденских банок называется электрической батареей, и соединение гальванических элементов получило название гальванической батареи (см. это сл.).