1.求電池的有關(guān)知識
1、實(shí)用的化學(xué)電池可以分成兩個(gè)基本類型:原電池與蓄電池。
原電池制成后即可以產(chǎn)生電流,但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池,使用前須先進(jìn)行充電,充電后可放電使用,放電完畢后還可以充電再用。
蓄電池充電時(shí),電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能;放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的。 碳-鋅干電池:負(fù)極是鋅做的圓筒,內(nèi)有氯化銨作為電解質(zhì),少量氯化鋅、惰性填料及水調(diào)成的糊狀電解質(zhì),正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質(zhì)的一根碳棒。
電極反應(yīng)是:負(fù)極處鋅原子成為鋅離子(Zn++),釋出電子,正極處銨離子(NH嬃)得到電子而成為氨氣與氫氣。用二氧化錳驅(qū)除氫氣以消除極化。
電動勢約為1.5伏。 鉛蓄電池由正極板群、負(fù)極板群、電解液和容器等組成。
充電后的正極板是棕褐色的二氧化鉛(PbO2),負(fù)極板是灰色的絨狀鉛(Pb),當(dāng)兩極板放置在濃度為27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中時(shí),極板的鉛和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),二價(jià)的鉛正離子(Pb2+)轉(zhuǎn)移到電解液中,在負(fù)極板上留下兩個(gè)電子(2e-)。 鎳鎘電池(Nickel-cadmium battery,通常簡稱NiCd,讀作"nye-cad")是一種流行的蓄電池。
這種電池以氫氧化鎳(NiOH)及金屬鎘(Cd)作為產(chǎn)生電能的化學(xué)品。 對比其他種類的蓄電池,鎳鎘電池的優(yōu)勢是:可以較小重量儲存一定數(shù)量的能量、充電效率很高、放電時(shí)終端電壓變化不大,內(nèi)阻小及對充電環(huán)境要求不高。
鎳鎘電池的缺點(diǎn)則是記憶效應(yīng)及鎘的重金屬污染。
2.關(guān)于電的知識
電是什么我們雖然看不到電,但是電線幾乎處可見。
電線內(nèi)有電流流動,可以讓日常生活中的電器運(yùn)轉(zhuǎn)。由肉眼沒有辦法看見電流,所以我們不容易明白它的運(yùn)作方式 。
在本單元里,我們試著用幾個(gè)簡單的例子來說明電是怎么工作的。觸電有可能使人喪命,所以本單元的實(shí)驗(yàn)將全部使用電池。
千萬不可能直接用手去碰觸插頭、插座或任何電線。電怎么工作電可以沿著金屬線或電纜線流動,就和水可以在水管內(nèi)流動是一樣的。
電流的大小,可以由導(dǎo)線的粗細(xì)和電壓大小來決定。你可以利用噴壺來了解電是怎樣流動的。
當(dāng)你把注滿水的噴壺 平但是,當(dāng)你把噴壺微微傾斜,使噴水孔的位置低于水位,水就會由噴水孔噴泉出,原因是壺中的水壓將水壓出噴嘴。但是,當(dāng)你把噴壺微微傾斜,使噴水孔的位置低于水位,水就會由噴水孔噴出,原因是壺中的水壓將水壓出噴嘴。
電的壓力叫做電壓,電的流動就叫電流。噴泉壺噴泉水的小孔不讓水流得太快,控制水流的大小,孔愈小,水流就愈小。
大部分電器電工作時(shí)都使電流不至于過大所以說,它們都起電阻器的作用。手電筒內(nèi)的燈泡是被插入燈座的一種電阻器,燈座通過導(dǎo)線與電池連接。
電是怎么流動的在這個(gè)圖片中,電池產(chǎn)生的電壓使電子流從黑色的鐵夾(負(fù)極)出發(fā),流過橙色導(dǎo)線,再流過電燈泡(電阻器的一種,它由于電的作用變得很熱而發(fā)亮),再流過紫色導(dǎo)線,回到電池上的紅色鐵夾(正極)。如果你增加一個(gè)電池,電壓就會提高,電燈泡會更亮,這和增加噴壺的傾斜度有同樣的效果。
你可以請一位大人幫你設(shè)計(jì)一個(gè)這樣的電路,讓你了解電流的流通路徑你可設(shè)計(jì)類似的電路,做很多實(shí)驗(yàn)。導(dǎo)線、電池、電燈泡及鐵夾,在一般的電器零件商店就可以被買到期這些也是本書各種實(shí)驗(yàn)的基本材料。
3.求原電池基礎(chǔ)知識
定義 在高中階段來說,原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。
編輯本段概述 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。所以,根據(jù)定義,普通的干電池、燃料電池都可以稱為原電池。
組成原電池的基本條件: 1.將兩種活潑性不同的金屬(或?qū)щ妴钨|(zhì))(Pt和石墨為惰性電極,即本身不會得失電子)(一種是相對較活潑金屬一種是相對較不活潑金屬)2.用導(dǎo)線連接后插入電解質(zhì)溶液中,形成閉合回路。3.要發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。
原電池工作原理 原電 原電池池是將一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在原電池的負(fù)極和正極上發(fā)生,從而在外電路中產(chǎn)生電流。 原電池的電極的判斷: 負(fù)極:電子流出的一極;化合價(jià)升高的一極;發(fā)生氧化反應(yīng)的一極;活潑性相對較強(qiáng)金屬的一極。
正極:電子流入的一極;化合價(jià)降低的一極;發(fā)生還原反應(yīng)的一極;相對不活潑的金屬或其它導(dǎo)體的一極。 在原電池中,外電路為電子導(dǎo)電,電解質(zhì)溶液中為離子導(dǎo)電。
原電池的判定: (1)先分析有無外接電路,有外接電源的為電解池,無外接電源的可能為原電池;然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷,主要是“四看”:看電極——兩極為金屬或?qū)щ妴钨|(zhì)且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極);看溶液——兩極插入電解質(zhì)中;看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸;看本質(zhì)——有無氧化還原反應(yīng)。 (2)多池相連,但無外接電源時(shí),兩極活潑性差異最大的一池為原電池,其他各池可看做電解池。
4.跟電池有關(guān)的化學(xué)知識
實(shí)用的化學(xué)電池可以分成兩個(gè)基本類型:原電池與蓄電池。
原電池制成后即可以產(chǎn)生電流,但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池,使用前須先進(jìn)行充電,充電后可放電使用,放電完畢后還可以充電再用。
蓄電池充電時(shí),電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能;放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的。 在化學(xué)電池中,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,這種反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。
負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏取U龢O活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。
電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料,如酸、堿、鹽的水溶液,有機(jī)或無機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電路斷開時(shí),兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。
當(dāng)外電路閉合時(shí),在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時(shí)在電池內(nèi)部,由于電解質(zhì)中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng),以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。
電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此,電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。
充電時(shí),電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過程的方向恰與放電相反;電極反應(yīng)必須是可逆的,才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過程的正常進(jìn)行。因此,電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。
為吉布斯反應(yīng)自由能增量(焦);F為法拉第常數(shù)=96500庫=26.8安·小時(shí);n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動勢與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式,也是計(jì)算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。
實(shí)際上,當(dāng)電流流過電極時(shí),電極電勢都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢,這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大,極化越嚴(yán)重。
極化現(xiàn)象是造成電池能量損失的重要原因之一。極化的原因有三:①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化;②由電極-電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化;③由電極-電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。
減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。 干電池 常用的一種是碳-鋅干電池(圖3)。
負(fù)極是鋅做的圓筒,內(nèi)有氯化銨作為電解質(zhì),少量氯化鋅、惰性填料及水調(diào)成的糊狀電解質(zhì),正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質(zhì)的一根碳棒。電極反應(yīng)是:負(fù)極處鋅原子成為鋅離子(Zn++),釋出電子,正極處銨離子(NH嬃)得到電子而成為氨氣與氫氣。
用二氧化錳驅(qū)除氫氣以消除極化。電動勢約為1.5伏。
鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是放電時(shí)電動勢較穩(wěn)定,缺點(diǎn)是比能量(單位重量所蓄電能)小,對環(huán)境腐蝕性強(qiáng)。 由正極板群、負(fù)極板群、電解液和容器等組成。
充電后的正極板是棕褐色的二氧化鉛(PbO2),負(fù)極板是灰色的絨狀鉛(Pb),當(dāng)兩極板放置在濃度為27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中時(shí),極板的鉛和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),二價(jià)的鉛正離子(Pb2+)轉(zhuǎn)移到電解液中,在負(fù)極板上留下兩個(gè)電子(2e-)。由于正負(fù)電荷的引力,鉛正離子聚集在負(fù)極板的周圍,而正極板在電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛(PbO2)滲入電解液,其中兩價(jià)的氧離子和水化合,使二氧化鉛分子變成可離解的一種不穩(wěn)定的物質(zhì)——?dú)溲趸U〔Pb(OH4〕)。
氫氧化鉛由4價(jià)的鉛正離子(Pb4+)和4個(gè)氫氧根〔4(OH)-〕組成。4價(jià)的鉛正離子(Pb4+)留在正極板上,使正極板帶正電。
由于負(fù)極板帶負(fù)電,因而兩極板間就產(chǎn)生了一定的電位差,這就是電池的電動勢。當(dāng)接通外電路,電流即由正極流向負(fù)極。
在放電過程中,負(fù)極板上的電子不斷經(jīng)外電路流向正極板,這時(shí)在電解液內(nèi)部因硫酸分子電離成氫正離子(H+)和硫酸根負(fù)離子(SO42-),在離子電場力作用下,兩種離子分別向正負(fù)極移動,硫酸根負(fù)離子到達(dá)負(fù)極板后與鉛正離子結(jié)合成硫酸鉛(PbSO4)。在正極板上,由于電子自外電路流入,而與4價(jià)的鉛正離子(Pb4+)化合成2價(jià)的鉛正離子(Pb2+),并立即與正極板附近的硫酸根負(fù)離子結(jié)合成硫酸鉛附著在正極上。
一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。與蓄電池不同之處,是它可以從外部分別向兩個(gè)電極區(qū)域連續(xù)地補(bǔ)充燃料和氧化劑而不需要充電。
燃料電池由燃料(例如氫、甲烷等)、氧化劑(例如氧和空氣等)、電極和電解液等四部分構(gòu)成。其電極具有催化性能,且是多孔結(jié)構(gòu)的,以保證較大的活性面積。
工作時(shí)將燃料通入負(fù)極,氧化劑通入正極,它們各自在電極的催化下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)以獲得電能。
5.關(guān)于電池的知識
傳統(tǒng)電池指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間。隨著科技的進(jìn)步,電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置。如太陽能電池。 [編輯本段]電池簡介 電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等于單位正電荷由負(fù)極通過電池內(nèi)部移到正極時(shí),電池非靜電力(化學(xué)力)所做的功。電動勢取決于電極材料的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小無關(guān)。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量,通常用安培小時(shí)作單位。在電池反應(yīng)中,1千克反應(yīng)物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實(shí)際比能量要比理論比能量小。因?yàn)殡姵刂械姆磻?yīng)物并不全按電池反應(yīng)進(jìn)行,同時(shí)電池內(nèi)阻也要引起電動勢降,因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大,其內(nèi)阻越小。
電池的能量儲存有限,電池所能輸出的總電荷量叫做它的容量,通常用安培小時(shí)作單位,它也是電池的一個(gè)性能參數(shù)。電池的容量與電極物質(zhì)的數(shù)量有關(guān),即與電極的體積有關(guān)。
實(shí)用的化學(xué)電池可以分成兩個(gè)基本類型:原電池與蓄電池[1]。原電池制成后即可以產(chǎn)生電流,但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池,使用前須先進(jìn)行充電,充電后可放電使用,放電完畢后還可以充電再用。蓄電池充電時(shí),電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能;放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的。
6.請問電的知識有哪些
電是一種自然現(xiàn)象。
電是像電子和質(zhì)子這樣的亞原子粒子之間的產(chǎn)生排斥和吸引力的一種屬性。它是自然界四種基本相互作用之一。
電或電荷有兩種:我們把一種叫做正電、另一種叫負(fù)電。通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)帶電物體同性相斥、異性相吸,吸引或排斥力遵從庫侖定律。
自然界的放電現(xiàn)象國際單位制中電荷的單位是庫侖。古代發(fā)現(xiàn) 在中國,古人認(rèn)為電的現(xiàn)象是陰氣與陽氣相激而生成的,《說文解字》有“電,陰陽激耀也,從雨從申”。
《字匯》有“雷從回,電從申。陰陽以回薄而成雷,以申泄而為電”。
在古籍論衡(Lun Heng,約公元一世紀(jì),即東漢時(shí)期)一書中曾有關(guān)于靜電的記載,當(dāng)琥珀或玳瑁經(jīng)摩擦后,便能吸引輕小物體,也記述了以絲綢摩擦起電的現(xiàn)象,但古代中國對于電并沒有太多了解。 西元前600年左右,希臘的哲學(xué)家泰利斯(Thales,640-546B.C.)就知道琥珀的摩擦?xí)q毛或木屑,這種現(xiàn)象稱為靜電(static electricity)。
而英文中的電(Electricity)在古希臘文的意思就是“琥珀”(amber)。希臘文的靜電為(elektron)近代探索 18世紀(jì)時(shí)西方開始探索電的種種現(xiàn)象。
美國的科學(xué)家富蘭克林(Benjamin Franklin,1706~1790)認(rèn)為電是一種沒有重量的流體,存在于所有物體中。當(dāng)物體得到比正常份量多的電就稱為帶正電;若少于正常份量,就被稱為帶負(fù)電,所謂“放電”就是正電流向負(fù)電的過程,這個(gè)理論并不完全正確,但是正電、負(fù)電兩種名稱則被保留下來。
此時(shí)期有關(guān)“電”的觀念是物質(zhì)上的主張。 富蘭克林做了多次實(shí)驗(yàn),并首次提出了電流的概念,1752年,他在一個(gè)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)中,將系上鑰匙的風(fēng)箏用金屬線放到云層中,被雨淋濕的金屬線將空中的閃電引到手指與鑰匙之間,證明了空中的閃電與地面上的電是同一回事。
從物質(zhì)到電場 在十八世紀(jì)電的量性方面開始發(fā)展,1767年蒲力斯特里(J.B.Priestley)與1785年庫侖(C.A.Coulomb 1736-1806)發(fā)現(xiàn)了靜態(tài)電荷間的作用力與距離成反平方的定律,奠定了靜電的基本定律。 在1800年,意大利的伏特(A.Voult)用銅片和錫片浸于食鹽水中,并接上導(dǎo)線,制成了第一個(gè)電池,他提供首次的連續(xù)性的電源,堪稱現(xiàn)代電池的元祖。
1831年英國的法拉第(M. Faraday)利用磁場效應(yīng)的變化,展示感應(yīng)電流的產(chǎn)生。1851年他又提出物理電力線的概念。
這是首次強(qiáng)調(diào)從電荷轉(zhuǎn)移到電場的概念。電場與磁場 1865年、蘇格蘭的馬克斯威爾(J. C. Maxwell)提出電磁場理論的數(shù)學(xué)式,這理論提供了位移電流的觀念,磁場的變化能產(chǎn)生電場,而電場的變化能產(chǎn)生磁場。
馬克斯威爾預(yù)測了電磁波輻射的傳播存在,而在1887年德國赫茲(H.Hertz)展示出這樣的電磁波。結(jié)果馬克斯威爾將電學(xué)與磁學(xué)統(tǒng)合成一種理論,同時(shí)亦證明光是電磁波的一種。
馬克斯威爾電磁理論的發(fā)展也針對微觀方面的現(xiàn)象做出解釋,并指出電荷的分裂性而非連續(xù)性的存在,1895年羅倫茲(H.A.Lorentz)假設(shè)這些分裂性的電荷是電子(electron),而電子的作用就依馬克斯威爾電磁方程式的電磁場來決定。1897年英國湯姆生(J.J.Thomson)證實(shí)這些電子的電性是帶負(fù)電性。
而1898年由偉恩(W.Wien)在觀察陽極射線的偏轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)帶正電粒子的存在。從粒子到量子 而人類一直以自然界中存在的粒子與波來描述“電”的世界。
到了19世紀(jì),量子學(xué)說的出現(xiàn),使得原本構(gòu)筑的粒子世界又重新受到考驗(yàn)。海森堡(Werner Heisenberg)所提出的“測不準(zhǔn)原理”認(rèn)為一個(gè)粒子的移動速度和位置不能被同時(shí)測得;電子不再是可數(shù)的顆粒;也不是繞著固定的軌道運(yùn)行。
一九二三年,德布洛伊(Louis de Broglie)提出當(dāng)微小粒子運(yùn)動時(shí),同時(shí)具有粒子性和波動性,稱為“質(zhì)—波二重性”,而薛定諤(Erwin Schrodinger)用數(shù)學(xué)的方法,以函數(shù)來描述電子的行為,并且用波動力學(xué)模型得到電子在空間存在的機(jī)率分布,根據(jù)海森堡測不準(zhǔn)原理,我們無法準(zhǔn)確地測到它的位置,但可以測得在原子核外每一點(diǎn)電子出現(xiàn)的機(jī)率。在波耳的氫原子模型中,原子在基態(tài)時(shí)的電子運(yùn)動半徑,就是在波動力學(xué)模型里,電子最大出現(xiàn)機(jī)率的位置。
隨著科學(xué)的演進(jìn),人類逐漸理解“電”的物理量所能取得的數(shù)值是不連續(xù)的,它們所反映的規(guī)律是屬于統(tǒng)計(jì)性的。這是我找來的,希望采納。
7.請教一下有關(guān)電池的一些知識
電池的分類有不同的方法其分類方法大體上可分為三大類
第一類:按電解液種類劃分包括:堿性電池,電解質(zhì)主要以氫氧化鉀水溶液為主的電池,如:堿性鋅錳電池(俗稱堿錳電池或堿性電池)、鎘鎳電池、氫鎳電池等;酸性電池,主要以硫酸水溶液為介質(zhì),如鉛酸蓄電池;中性電池,以鹽溶液為介質(zhì),如鋅錳干電池(有的消費(fèi)者也稱之為酸性電池)、海水激活電池等;有機(jī)電解液電池,主要以有機(jī)溶液為介質(zhì)的電池,如鋰電池、鋰離子電池待。
第二類:按工作性質(zhì)和貯存方式劃分包括:一次電池,又稱原電池,即不能再充電的電池,如鋅錳干電池、鋰原電池等;二次電池,即可充電電池,如氫鎳電池、鋰離子電池、鎘鎳電池等;蓄電池習(xí)慣上指鉛酸蓄電池,也是二次電池;燃料電池,即活性材料在電池工作時(shí)才連續(xù)不斷地 從外部加入電池,如氫氧燃料電池等;貯備電池,即電池貯存時(shí)不直接接觸電解液,直到電池使用時(shí),才加入電解液,如鎂-氯化銀電池又稱海水激活電池等。
第三類:按電池所用正、負(fù)有為材料劃分包括:鋅系列電池,如鋅錳電池、鋅銀電池等;鎳系列電池,如鎘鎳電池、氫鎳電池等;鉛系列電池,如鉛酸電池等;鋰系列電池、鋰鎂電池;二氧化錳系列電池,如鋅錳電池、堿錳電池等;空氣(氧氣)系列電池,如鋅空電池等
8.電池使用注意事項(xiàng)有哪些
(1)定期檢查電解液的液面位置,低于最低液面刻度線時(shí)請立即補(bǔ)充,如果在這種狀態(tài)下繼續(xù)使用,不僅會加速蓄電池內(nèi)部機(jī)件的老化,縮短蓄電池的使用壽命,而且還可能引起爆炸。
(2)請勿使蓄電池靠近明火(火柴、打火機(jī)、點(diǎn)著的香煙等),也不要在蓄電池附近造成由電線短路引起的火花。
(3)給蓄電池充電時(shí),請仔細(xì)閱讀蓄電池的提示標(biāo)牌,并將蓄電池從機(jī)器上拆下來。
(4)蓄電池的電解液(稀硫酸)具有腐蝕性,不可直接接觸。眼睛、皮膚、衣服一旦沾上電解液,請立即用清水徹底洗干凈,電解液如進(jìn)入眼睛,除馬上用清水清洗外,還應(yīng)去醫(yī)院進(jìn)行必要的治療。
(5)定期對蓄電池進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。
9.電的知識調(diào)查資料
遠(yuǎn)在2500多年前,古希臘人就發(fā)現(xiàn)用毛皮磨擦過的琥珀能吸引一些像絨毛、麥桿等一些輕小的東西,他們把這種現(xiàn)象稱作“電”。
公元1600年,英國醫(yī)生吉爾伯特(1544~1603)做了多年的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了“電力”,“電吸引”等許多現(xiàn)象,并最先使用了“電力”、“電吸引”等專用術(shù)語,因此許多人稱他是電學(xué)研究之父。在吉爾伯特之后的200年中,又有很多人做過多次試驗(yàn),不斷地積累對電的現(xiàn)象的認(rèn)識。
1734年法國人杜伐發(fā)現(xiàn)了同號電相互排斥、異號電相互吸引的現(xiàn)象。1745,普魯士(德國的前身)的一位副主教克萊斯特在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了放電現(xiàn)象。
18世紀(jì)中葉,在大洋彼岸的美國,大電學(xué)家富蘭克林又做了多次實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步揭示了電的性質(zhì),并提出了電流這一術(shù)語。他認(rèn)為電是一種沒有重量的流體,存在于所有的物體之中。
如果一個(gè)物體得到了比它正常的份量更多的電,它就被稱之為帶正電(或“陽電”);如果一個(gè)物體少于它正常份量的電,它就被稱之為帶負(fù)電(或“陰電”)。所謂放電就是正電流向負(fù)電的過程。
富蘭克林的這一說法,在當(dāng)時(shí)確實(shí)能夠比較圓滿地解釋一些電的現(xiàn)象,但對于電的本質(zhì)的認(rèn)識與我們現(xiàn)在的“兩個(gè)物體互相磨擦?xí)r,容易移動的恰恰是帶負(fù)電的電子”的看法卻是相反。 富蘭克林對電學(xué)的另一重大貢獻(xiàn),就是通過1752年著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),“捕捉天電”,證明天空的閃電和地面上的電是一回事。
他用金屬絲把一個(gè)很大的風(fēng)箏放到云層里去。金屬絲的下端接了一段繩子,另在金屬絲上還掛了一串鑰匙。
當(dāng)時(shí)富蘭克林一手拉住繩子,用另一手輕輕觸及鑰匙。于是他立即感到一陣猛烈的沖擊(電擊),同時(shí)還看到手指和鑰匙之間產(chǎn)生了小火花。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明:被雨水濕透了的風(fēng)箏的金屬線變成了導(dǎo)體,把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。這在當(dāng)時(shí)是一件轟動一時(shí)的大事。
一年后富蘭克林制造出了世界上第一個(gè)避雷針。 電流現(xiàn)象的研究,對于人們深入研究電學(xué)和電磁現(xiàn)象有著重要的意義。
最早開始電流研究的是意大利的解剖學(xué)教授伽伐尼(1737-1798)。伽伐尼的發(fā)現(xiàn)源自于1780年的一次極為普通的閃電現(xiàn)象。
閃電使伽伐尼解剖室內(nèi)桌子上與鉗子和鑷子環(huán)連接觸的一只青蛙腿發(fā)生痙攣現(xiàn)象。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,使他沒有放棄對這個(gè)“偶然”的奇怪現(xiàn)象的研究。
他花費(fèi)了整整12年的時(shí)間,研究象青蛙腿這種肌肉運(yùn)動中的電氣作用。最后,他發(fā)現(xiàn)如果使神經(jīng)和肌肉同兩種不同的金屬(例如銅絲和鐵絲)接觸,青蛙腿就會發(fā)生痙攣。
這種現(xiàn)象是在一種電流回路中產(chǎn)生的現(xiàn)象。但是,伽伐尼對這種電流現(xiàn)象的產(chǎn)生原因仍然未能回答,他認(rèn)為蛙腿的痙攣現(xiàn)象是“動物電”的表現(xiàn),由金屬絲構(gòu)成的回路只是一個(gè)放電回路。
伽伐尼的看法在當(dāng)時(shí)的科學(xué)界中引起了巨大的反響,但是,另一位意大利科學(xué)家伏打(1745~1827)不同意伽伐尼的看法,他認(rèn)為電存在于金屬之中,而不是存在于肌肉中,兩種明顯不同的意見引起了科學(xué)界的爭論,并使科學(xué)界分成兩大派。 1800年春季,有關(guān)電流起因的爭論有了進(jìn)一步的突破。
伏打發(fā)明了著名的“伏打電池”。這種電池是由一系列圓形鋅片和銀片相互交迭而成的裝置,在每一對銀片和鋅片之間,用一種在鹽水或其他導(dǎo)電溶液中浸過的紙板隔開。
銀片和鋅片是兩種不同的金屬,鹽水或其他導(dǎo)電溶液作為電解液,它們構(gòu)成了電流回路。這是一種比較原始的電池,是由很多銀鋅電池連接而成的電池組。
但在當(dāng)時(shí),伏打能發(fā)明這種電池確是很不容易的。 伏打電池的發(fā)明使人們第一次獲得了可以人為控制的持續(xù)電流,為今后電流現(xiàn)象的研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ),也為電流效應(yīng)的應(yīng)用打開了前景,并很快成為進(jìn)行電磁學(xué)和化學(xué)研究的有力工具。