web analytics

Galvanski člen omogočil razvoj elektrotehnike

Najstarejša in najpomembnejša iznajdba, ki je omogočila razvoj elektrotehnike, je galvanski člen. Leta 1800 ga je izumil profesor Alessandro Volta, italijanski plemič in fizik (1745 – 1827), po katerem se imenuje enota za električno napetost, VOLT. Za pozitivno elektrodo je izbral baker (Cu), za negativno pa cink (Zn). Elektrode je postavil v steklen kozarec, napolnjen z razredčeno žvepleno kislino (elektrolit). V tej preprosti napravi se kemijska energija pretvarja v električno z napetostjo 1,1 V.

Slabost voltovega galvanskega člena je hiter padec napetosti. Okoli pozitivne elektrode se nabirajo mehurčki vodika. Ti z bakreno elektrodo tvorijo nov člen, ki s svojo napetostjo nasprotuje prvemu in znižuje celotno napetost člena. Volta je svoj patent dopolnjeval in skonstruiral je napravo, imenovano Voltov steber. To je bila prva baterija, ki so jo v prvih desetletjih 19. stoletja uporabljali pri razvoju elektrotehnike.

Voltov steber
Voltov steber

Uporaben le nekaj minut

Na lesenem podstavku navpično stojijo tri steklene palice, ki so na zgornjem koncu zvezane z leseno ploščo. Med steklene palice so naložene enako velike okrogle elektrode, narejene iz cinka in bakra, med katere je vstavljena tkanina, prepojena z žvepleno kislino. To tvori prvi element, nato spet cink, tkanina, baker kot drugi element in tako vse do vrha stebra. Elementi so vezani zaporedno, tako da se napetost sešteva. Na spodnji cinkovi in na zgornji bakreni plošči sta pritrjeni žici, ki omogočata pretok elektrike. V bateriji so namesto bakrenih ploščic uporabljali tudi srebrne, zlate in platinaste. Marsikateri fizik je za izdelavo voltovih stebrov porabili vse svoje srebrnike. Voltovi in sorodni členi so uporabni le nekaj minut, potem pa hitro izgubijo svojo moč, zato v praksi niso uporabni. Za razvoj elektrotehnike je bilo treba izumiti trajnejši element.

Daniellov člen

Daniellov element

Prvo izboljšanje se je posrečilo Sturgeonu, ki je 1830 predlagal, da bi cinkovo elektrodo amalgamirali, torej prevlekli z zlitino cinka in živega srebra. S tem je omejil porabo takrat dragega cinka. Leta 1838 pa je angleški znanstvenik Daniell preprečil polarizacijo, glavni vzrok neuporabnosti Voltovega člena. Tako smo prišli do stalnih elementov in kot prvega med njimi bom opisal Daniellov element. V cilindrasti stekleni posodi je valjasto zavita bakrena pločevina. Sredi nje stoji polpropustna posoda ovalne oblike, narejena iz slabo žgane gline (diafragma). V njej je cinkov cilinder. Zunanji prostor med stekleno in glineno posodo, v kateri stoji bakrena elektroda, je napolnjen z nasičeno raztopino bakrenega vitriola, glinasti cilinder pa z razredčeno žvepleno kislino. Pri razkrajanju modre galice se osvobojeni baker nalaga na bakreni elektrodi. Osvobojena žveplena kislina pronica skozi diafragmo, kjer nadomešča žvepleno kislino, ki se porabi pri nastajanju cinkovega vitriola. V elementu se izrabljajo cink, bakreni vitriol in žveplena kislina, na novo pa nastajajo cinkov vitriol, baker in žveplena kislina. Zato v cinkovem cilindru ni treba nadomeščati žveplene kisline, občasno dodamo le modro galico, ki se raztopi v tekočini in vzdržuje njeno nasičenost. Element je uporaben, dokler ima kaj kristalov bakrenega vitrola in dokler ni cinkova elektroda popolnoma prežrta. Daniell je s svojim izumom začel novo dobo konstrukcije stalnih elementov. Vsi številni elementi, ki so bili konstruirani pozneje, bolj ali manj spretno rešujejo problem polarizacije.

VIRI: Elektrika, nje proizvodnja in uporaba, napisal Ivan Šubic, izšla pri Matici Slovenski leta 1897.

Scroll to Top