Сегодня в нашей «школе фиксиков» - беседа о батарейках.
Что бы мы делали без этих «палочек-выручалочек», которые позволяют нам пользоваться электричеством там, где нет никаких розеток и проводов! Мы берем с собой в лес фонарик, слушаем музыку на пляже, в поездке у нас всегда под рукой фотоаппарат, а малыши выносят на улицу движущиеся игрушки… И везде работают батарейки!
Но откуда же в этих маленьких трубочках берется электрический ток, заставляющий работать все устройства? Попробуем разобраться.
Сначала мы с вами еще раз послушаем фиксипелку про батарейки и посмотрим клип, сделанный режиссером-аниматором Алексеем Будовским. А потом – поговорим о том, как устроены батарейки, и об истории их изобретения.
У обычной, «одноразовой» батарейки есть и другое название – «гальванический элемент» . Электрический ток в нем появляется из-за химического взаимодействия веществ.
Впервые этот способ получения электричества был придуман знаменитым итальянским физиком Алессандро Вольта. Именно в честь него была названа единица измерения электрического напряжения – 1 вольт.
А название «гальванический элемент» дано в честь итальянского физиолога Луиджи Гальвани из Болоньи. Еще в 1791 году он сделал важное наблюдение – только не сумел его правильно истолковать. Гальвани заметил, что тело мертвой лягушки вздрагивает под действием электричества - если положить его возле электрической машины, когда оттуда вылетают искры. Или если оно просто прикасается к двум металлическим предметам. Но Гальвани подумал, что это электричество есть в теле самой лягушки. И назвал это явление «животным электричеством». Вольта повторил опыты Гальвани, но с большей точностью. Он заметил, что если мертвая лягушка касается предметов из одного металла - например, железа - никакого эффекта не наблюдается. Чтобы эксперимент прошел успешно, всегда требовались два разных металла. И Вольта сделал вывод - появление электричества объясняется взаимодействием двух различных металлов, между которыми образуется (с помощью проводника, которым и оказывалось в опытах Гальвани тело лягушки) химическая реакция.
После множества опытов с разными металлами Вольта сконструировал столб из пластинок цинка, меди и войлока, смоченного раствором серной кислоты. Цинк, медь и войлок он накладывал друг на друга в таком порядке: внизу находилась медная пластинка, на ней войлок, затем цинк, опять медь, войлок, цинк, медь, войлок и т. д.
И в итоге столб оказывался заряженным на нижнем конце положительным, а на верхнем - отрицательным электричеством.
А теперь возьмите обычную батарейку и посмотрите: вы увидите, что на одном ее конце нарисован плюс, а на другом – минус. Это почти тот же самый «Вольтов столб». Только за двести лет он стал гораздо меньше. Первый-то, сделанный Алессандро Вольтой, был высотой в полметра. Представьте такую огромную батарейку!
Это изобретение стало сенсацией –– о нем говорили, что «это снаряд, чудеснее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины». Ведь это был первый в истории химический источник тока, пригодный для практического применения.
Для самых любознательных
Современные батарейки устроены, конечно, немного иначе – в них уже нет ни металлических дисков, ни войлочных пластинок, пропитанных раствором кислоты. Но принцип тот же – батарейка содержит в себе химические вещества-реагенты, в состав которых входят два разных металла. В батарейке есть два электрода – положительный (анод) и отрицательный (катод). Между ними – жидкость-электролит: раствор, который хорошо проводит электрический ток и участвует в химической реакции. Когда металлы начинают взаимодействовать через этот раствор, возникает движение заряженных частиц из анода к катоду – и вырабатывается электрическая энергия.
Для экспериментаторов
Делаем сами «Вольтов столб»
Можно попробовать - только вместе со взрослыми! - в домашних условиях сделать свое маленькое подобие «Вольтова столба».
Вам понадобятся:
1) Монетки, обязательно медные (российские 50 и 10 копеек, чистые!)
2) Уксус, или раствор лимонной кислоты, или очень сильно солёная вода (электролит)
3) Алюминиевая фольга
4) Бумажка
5) Прибор, измеряющий электрическое напряжение - мультиметр.
Берём бумажку, и режем на квадратики так, чтобы ими можно было закрыть монетку. Вымачиваем бумажные квадратики в электролите. Далее начинаем строить батарейку. Складываем компоненты по схеме монетка - бумажка - кусочек фольги - монетка - бумажка - кусочек фольги - ... и т.д.
Повторяем операцию, пока не закончится терпение/фольга/монетки/электролит. Когда что-либо закончится, берём мультиметр и меряем напряжение.
Итальянский физик Алессандро Вольта создал в 1800 г. источник постоянного тока, способный постоянно производить электроэнергию. Эта первая электрическая батарея, получившая название вольтова столба, была гораздо эффективнее и удобнее, чем обычные тогда конденсаторы, которые требовалось долго заряжать перед каждым использованием.
От жидкостного элемента…
Алессандро Вольта не желал верить в постулированное его земляком Луиджи Гальвани в 1780 г. животное электричество и подверг его опыты с дергающимися лягушачьими лапками тщательной проверке. Вольта обнаружил, что источник электрического тока — не в самих животных тканях, а в химических процессах, возникающих между электродами из различных металлов. В доказательство он соорудил названный его именем элемент, где чередующиеся пластинки цинка и меди были переложены сукном, пропитанным соляной кислотой. На выходах создавалась разность потенциалов, суммирующая напряжение всех соединенных
в столб гальванических элементов. Раствор обладал проводимостью, поскольку в нем вступали между собой в реакцию положительно и отрицательно заряженные элементарные частички (ионы). При таком оснащении опыта возникал электрический ток, способный заставить дергаться лягушачью лапку -но с тем же успехом обеспечивать свечение лампы.
К сухой батарее
Однако у этой батареи были и недостатки: со временем цинковые пластинки растворяются, а у катода накапливается водород, что приводит к снижению напряжения на выходе. В 1867 г. француз Жорж Лекланше устранит эти проблемы, создав сухую батарейку. Электродами в ней служат цинковый цилиндр и угольный стержень. Электролит представляет собой папу, состоящую в основном из хлорида аммония. В 1912 г. Томас Алва Эдисон получил патент на герметичную никель-кадмиевую батарею. В 1950 г. появились первые герметичные пуговичные батарейки. Выпущенные в продажу в 1998 г. ионно-литиевые элементы питания не только мощнее и долговечнее, но и меньше загрязняют окружающую среду, чем ядовитые кадмиевые батарейки.
С обновляющейся энергией
Батарейки, которые можно заряжать многократно, изобрел в 1859 г. французский физик Гастон Планше. В его аккумуляторе использовались свинцовые электроды, погруженные в серную кислоту. При подключении обеих пластин к электрической батарее вторичный элемент через некоторое время заряжался и сам оказывался способен давать ощутимый постоянной ток. С появлением аккумулятора впервые стало возможно накапливать электрическую энергию.
- 1840 г.: Роберт Вильгельм Бунзен создал угольно-цинковый гальванический элемент.
- 1992 г.: чтобы избежать ядовитого кадмия, разработаны никелево-металлогидридные аккумуляторы.
- 1999 г.: концерн Даймлер-Крайслер представил первый автомобить на топливных элементах без выхлопов.
Школьная научно – практическая конференция
молодежи и школьников
«Поиск. Наука. Открытие.»
города Новочебоксарска
Николаев Александр
ученик 5А класса МОУ «СОШ № 13»
города Новочебоксарска
Научный руководитель:
Комиссарова Наталья Ивановна,
учитель физики МОУ «СОШ № 13»
г. Новочебоксарск, 2011 год
2. История создания батарейки…..…………………………………………………… 3-5
3. Устройство батарейки.. ……………………………………………………………… 5
4. Эксперимент…………………………………………………………………………… 5
5. Об использовании фруктов и овощей для получения электричества. ................ 7
6. Выводы…………………………………………………………………………………... 8
7. Использованная литература………………………………………………………….. 8
Введение
Наша работа посвящена необычным источникам энергии.
В окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках. Мы каждый день сталкиваемся с батарейками, аккумуляторами, топливными элементами .
Впервые о нетрадиционном использовании фруктов мы прочитали в книге Николая Носова. По замыслу писателя, Коротышки Винтик и Шпунтик, жившие в Цветочном городе, создали автомобиль, работающий на газировке с сиропом. И тогда мы подумали, а вдруг овощи и фрукты хранят еще какие-нибудь секреты. В результате нам захотелось узнать как можно больше о необычных свойствах овощей и фруктов.
Целью нашей работы является исследование электрических свойств фруктов и овощей.
Перед собой мы поставили следующие задачи :
1 Познакомиться с устройством батарейки и его изобретателями.
2.Узнать, какие процессы протекают внутри батарейки.
3.Экспериментально определить напряжение внутри «вкусной» батарейки и силу тока создаваемую ею.
4. Собрать цепь, состоящую из нескольких таких батареек и постараться зажечь лампочку.
5. Узнать, используются ли овощные и фруктовые батарейки на практике.
История создания батарейки
Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. В частности, явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. Теоретическое объяснение наблюдаемому процессу Гальвани дал неверное.
Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого - Алессандро Вольта. Он сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта создал нехитрое устройство. Оно состояло из цинковой и медной пластин погруженных в емкость с соляным раствором. В результате цинковая пластина (катод) начинала растворяться, а на медной стали (аноде) появлялись пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток. Несколько позже ученый собрал целую батарею из последовательно соединенных элементов, благодаря чему удалось существенно увеличить выходное напряжение.
Именно это устройство стало первым в мире элементом питания и прародителем современных батарей. А батарейки в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.
Всего через год после этого, в 1803 году, русский физик Василий Петров для демонстрации электрической дуги собрал самую мощную химическую батарею, состоящую из 4200 медных и цинковых электродов. Выходное напряжение этого монстра достигало 2500 вольт. Впрочем, ничего принципиально нового в этом «вольтовом столбе» не было.
В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».
В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах.
Начало промышленного производства первичных химических источников тока было заложено в 1865 г. французом Ж. Л. Лекланше, предложившим марганцево-цинковый элемент с солевым электролитом.
В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент - серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г.
До 1940 г. марганцево-цинковый солевой элемент был практически единственным используемым химическим источником тока.
Несмотря на появление в дальнейшем других первичных источников тока с более высокими характеристиками, марганцево-цинковый солевой элемент используется в очень широких масштабах, в значительной мере благодаря его относительно невысокой цене.
В современных химических источниках тока используются:
в качестве восстановителя (на аноде) - свинец Pb, кадмий Cd, цинк Zn и другие металлы;
в качестве окислителя (на катоде) - оксид свинца(IV) PbO2, гидроксооксид никеля NiOOH, оксид марганца(IV) MnO2 и другие;
в качестве электролита - растворы щелочей, кислот или солей.
Устройство батарейки
Современные гальванические элементы внешне имеют мало общего с устройством, созданным Алессандро Вольта, однако базовый принцип остался неизменным. Батарейки производят и сохраняют электричество. Внутри сухого элемента, питающего прибор, есть три главные части. Это отрицательный электрод (-), положительный электрод (+) и находящийся между ними электролит, представляющий собой смесь химических веществ. Химические реакции заставляют электроны течь от отрицательного электрода через прибор, а затем назад, к положительному электроду. Благодаря этому прибор и работает. По мере того как химикалии расходуются, батарейка садится.
Корпус батарейки, который делают из цинка, снаружи может быть покрыт картоном или пластиком. Внутри корпуса находятся химикалии в виде пасты, а у некоторых батареек посредине есть угольный стержень. Если мощность батарейки падает, это значит, что химикалии израсходованы и батарейка больше не в состоянии производить электричество.
Перезарядка таких батарей невозможна или очень нерациональна (к примеру, для зарядки некоторых типов батарей придется потратить в десятки раз больше энергии, чем они могут сохранить, а другие виды могут накопить только малую часть своего первоначального заряда). После этого батарею останется только выкинуть в мусорный ящик
Большинство современных аккумуляторных батарей были разработаны уже в 20-ом веке в лабораториях крупных компаний или университетов.
Экспериментальная часть
Ученые утверждают, что если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов. Ведь в любом фрукте и овоще есть электричество, поскольку они заряжают нас, людей, энергией при их употреблении.
Но мы не привыкли верить всем на слово, поэтому решили проверить это на опыте. Итак, для создания «вкусной» батарейки мы взяли:
лимон, яблоко, луковицу, картофелину сырую и вареную;
несколько медных пластин из набора по электростатике – это будет наш положительный полюс;
оцинкованные пластины из того же набора – для создания отрицательного полюса;
провода, зажимы;
милливольтметры, вольтметры
амперметры.
лампочку на подставке, рассчитанную на напряжение 2,5 В и силу тока 0,16А.
Результаты эксперимента мы занесли в таблицу.
Вывод: напряжение между электродами приблизительно одинаковое. А величина силы тока, вероятно, связана с кислотностью продукта. Чем больше кислотность, тем больше сила тока.
Если использовать не сырую, а вареную картошку, то мощность устройства увеличится в 4 раза.
Мы решили исследовать, как зависят напряжение и сила тока от расстояния между электродами. Для этого взяли вареную картофелину, изменяли расстояние между анодом и катодом и измеряли напряжение и силу тока на батарейке. Результаты эксперимента занесли в таблицу.
|
Расстояние между электродами, см |
Напряжение между электродами, В |
Ток короткого замыкания, мА |
|
1 |
0,6 |
2,1 |
|
2,5 |
0,7 |
3,6 |
|
3,5 |
0,7 |
3,8 |
|
5 |
0,8 |
4,2 |
Вывод: напряжение между электродами и сила тока растут с увеличением расстояния между ними. Ток короткого замыкания мал, т.к. внутреннее сопротивление картофеля велико.
Далее мы решили составить батарею из двух, трех, четырех картофелин. Предварительно увеличив расстояние между электродами до максимума, последовательно включили картофелины в цепь. Результаты эксперимента занесли в таблицу.
Вывод: напряжение на зажимах батареи растет, а ток уменьшается. Ток слишком мал, для того чтобы загорелась лампочка.
Поэтому мы планируем в дальнейшем выяснить, какими способами можно увеличить силу тока в цепи и заставить лампочку светиться.
Наблюдали за нашими «вкусными» батарейками мы в течение некоторого времени. Результаты измеренного напряжения на батарейках занесли в таблицу:
Вывод: постепенно напряжение на всех «вкусных» батарейках уменьшается. До сих пор еще есть напряжение на яблоке, луке и вареном картофеле.
Вытаскивая медную и цинковую пластины из овощей и фруктов, мы обратили внимание на то, что они сильно окислились. Это значит, что кислота вступала в реакцию с цинком и медью. За счет этой химической реакции и протекал очень слабый электрический ток.
Об использовании фруктов и овощей для получения электричества.
Недавно израильские ученые изобрели новый источник экологически чистого электричества. В качестве источника энергии необычной батарейки исследователи предложили использовать вареный картофель, так как мощность устройства в этом случае по сравнению с сырым картофелем увеличится в 10 раз. Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, а вырабатываемое ими электричество в 5-50 раз дешевле получаемого от традиционных батареек и, по меньшей мере, вшестеро экономичнее керосиновой лампы при использовании для освещения.
Индийские ученые решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди. Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек.
Выводы:
1 Познакомились с устройством батарейки и его изобретателями.
2.Узнали, какие процессы протекают внутри батарейки.
3. Изготовили овощные и фруктовые батарейки
4.Научились определять напряжение внутри «вкусной» батарейки и силу тока создаваемую ею.
5. Заметили, что напряжение между электродами и сила тока растут с увеличением расстояния между ними. Ток короткого замыкания мал, т.к. внутреннее сопротивление батарейки велико.
6.Обнаружили, что напряжение на зажимах батареи составленной из нескольких овощей растет, а ток уменьшается. Ток слишком мал, для того чтобы загорелась лампочка.
7. В собранной цепи лампочку зажечь не смогли, т.к. ток мал.
Использованная литература:
1 Энциклопедический словарь юного физика. -М.: Педагогика, 1991г
2 О. Ф. Кабардин. Справочные материалы по физике.-М.: Просвещение 1985.
3 Энциклопедический словарь юного техника. -М.: Педагогика, 1980г.
4 Журнал «Наука и жизнь», №10 2004г.
5 А. К. Кикоин, И.К. Кикоин. Электродинамика.-М.: Наука 1976.
6 Кирилова И. Г. Книга для чтения по физике.- Москва: Просвещение 1986.
7 Журнал «Наука и жизнь», №11 2005г.
8 Н.В.Гулиа. Удивительная физика.-Москва: «ИздательствоНЦ ЭНАС» 2005
Интернет- ресурс.
Для вашего удобства офис нашей компании работает:
пн-пт с 8-00 до 18-00
сб с 10-00 до 17-00
Где и когда были изобретены радиаторы отопления?
Батарея отопления была изобретена именно в России, причем первый отопительный радиатор был создан в Санкт-Петербурге около 1855 года. Изобретателем популярного ныне отопительного прибора был русский немец итальянского происхождения Франц Карлович Сан-Галли, житель Санкт-Петербурга. Вид первых батарей отличался от современного. Первый отопительный прибор представлял собой толстые трубы с вертикальными дисками. Свое изобретение Франц Карлович назвал «хайц-кёрпер» (горячая коробка). Он же придумал и привычное нам название радиатора - батарея - и занимался продвижением своего изобретения в Германии и Соединенных Штатах.
Батареи начала XX века имели современную форму, но были большего размера и богато украшались орнаментом. Старейшим из обнаруженных и действующих до сих пор батарей 108 лет. Они находятся в Царском селе, на даче Великого Князя Бориса Владимировича. К 150-летию изобретения отопительной батареи был создан памятник этому обогревательному устройству. Он был установлен на проходной одной из старейших в России действующих электростанций - Самарской ГРЭС. Скульптурная композиция состоит из привычной батареи-радиатора, над которой на подоконнике греется кошка.
Я фабрикант в России,
Известный всей стране,
Лучших перечисляя,
Вспомнят и обо мне.
Ф.К. Сан-Галли
Этими строками, вынесенными в эпиграф, начинается жизнеописание владельца чугунолитейного и механического завода в Санкт-Петербурге Франца Карловича Сан-Галли, написанное им самим и изданное в 1903 году. И надо сказать, что на подобную нескромность действительный статский советник и знаменитый на весь мир изобретатель-технолог имел полное право. Во второй половине XIX века на Лиговском проспекте в доме № 62 и нескольких соседних зданиях вырос целый чугунный «городок», вошедший в историю как литейная империя Сан-Галли.
Имя Франца Карловича занимает достойное место среди известных иностранных предпринимателей, которые открыли свое дело в России в XIX веке на волне индустриализации и немало способствовали техническому прогрессу и становлению отечественной экономики. Среди них Чарльз Берд, Александр Вильсон, Матвей Кларк, Людвиг Кноп, Людвиг Нобель, Людвиг и Александр Штиглицы и многие другие.
Полунемец-полуитальянец, ведущий свою родословную от римского рода Сангалло, Франц Фридрих Вильгельм (таково его полное имя) юношей приехал из прусского Штетина в Петербург и обрел здесь свою вторую родину. С основами металлообработки и литья он познакомился на металлургическом заводе Ч. Берда, где служил помощником бухгалтера. В 1853 году, решив, что полученных им знаний вполне достаточно, он открыл собственное предприятие. Из маленькой механической мастерской на Лиговском проспекте, в которой трудились 12 человек, вырос один из крупнейших в России заводов, выполнявший сложные государственные заказы.
Поначалу мастерская осуществляла небольшие слесарные и кузнечные работы, затем владелец открыл новый чугунолитейный цех. Сан-Галли отличался восприимчивостью ко всему новому и имел завидные качества настоящего дельца. Он постоянно стажировался в Европе, откуда привозил массу свежих идей и на их основе разрабатывал собственные изобретения. Так, в его цехах по английской технологии начали отливать чугунные трубы, применявшиеся для водоснабжения и канализации а вскоре наладили поточные выпуск чугунных нагревателей, сконструированных самим Францем Карловичем в 1855 году. Этими батареями отапливали колоссальные по площади оранжереи Царского Села, императорские дворцы, городские особняки.
В 1864 году завод Сан-Галли получил совершенно новый статус. Действуя себе в убыток, предприниматель выиграл тендер на изготовление металлического потолка, стропил и купольной арматуры сгоревшей церкви Царскосельского дворца. Выполнение заказа такого значения и сложности обеспечило завод рекламой, монаршим благоволением и новыми предложениями.
Девиз завода был кратким, но очень емким: «Вперед». И этим многое объяснялось. Постоянно расширялся ассортимент выпускаемой продукции, совершенствовались методы металлообработки, в массовое производство внедрялись новаторские изобретения. Франц Карлович с гордостью заявлял: «Мой завод может все сделать… какую бы кто ни пожелал машину или аппарат или предмет из неблагородных металлов. И я поддерживал эту репутацию, принимая всякие заказы, как бы трудны они не были».
Среди изделий, отлитых на заводе Сан-Галли, есть несколько особо значимых. Вопервых, это Колонна Славы, установленная у Троицкого собора на Измайловском проспекте в память подвига солдат и офицеров Измайловского полка во время русско-турецкой войны 1877-1878 годов. Изготовленная в 1885-1886 годах по проекту архитектора Д. И. Грима (при участии военного инженера Г. М. Житкова и скульптора П. И. Шварца), она представляла собой колонну из 108 трофейных турецких пушек, уложенных в пять ярусов. Венчала композицию окрыленная фигура Славы с лавровым венком в руке. В годы советской власти этот памятник воинской доблести был уничтожен, а совсем недавно, в 2005 году восстановлен на прежнем историческом месте.
Другим заказом государственной важности стали главные ворота Зимнего дворца, выполненные на заводе на замену старым деревянным. Да-да, речь идет о тех самых парадных трехпролетных воротах, которые в фильме С. Эйзенштейна «Октябрь» штурмовали участники революционного восстания. К разработке первых эскизов придворный архитектор Н. А. Горностаев приступил в 1855 году, а в начале 1880-х годов работы по созданию массивных ворот из кованого железа на заводе Сан-Галли были завершены. Накладные выколотные детали из черного и цветного металла изготовили по чертежам архитектора Р. Ф. Мельцера. Каждую половину двухстворчатых ворот украшал вензель императора Александра III и его супруги Марии Федоровны. Навершием ворот служил коронованный двуглавый орел с державой в лапах, а на груди каждого из трех орлов располагался щит с изображением образа св. Георгия. Детали из черного металла были выполнены в технике «графита на отлип», орлы и вензеля – из меди с позолотой. Увы, в 1917 году знаки монаршей власти были сначала задрапированы, а затем уничтожены. Восстановление ворот Зимнего дворца во всем их великолепии осуществилось только в 2001 году, тогда же через них был открыт вход в залы Эрмитажа. 
Чугунолитейный завод Сан-Галли производил массу других изделий, придававших столице Российской империи особую стать: фонарные столбы, вазы, флагодержатели, фонтаны, ворота, садовые ограды, балконные решетки. Во второй половине XIX века город активно застраивался доходными домами, и каждый из них имел неповторимый декор. Моду на уникальные балконные решетки, выполненные в единственном экземпляре для конкретного здания, ввел именно Франц Карлович. Его ажурные чугунные решетки и козырьки производили впечатление легкости и одновременно прочности; некоторые из них можно увидеть и сегодня, например на Караванной улице, 24, набережной реки Фонтанки, 28, Конногвардейском бульваре, 3, Лиговском проспекте, 112, Невском проспекте, 162, Полтавской улице, 8, улице Добролюбова, 7, 3 линии Васильевского острова, 2.
Клейма завода были на деталях интерьера, печках, надежных сейфах, городских канализационных люках, крышках для колодцев и выгребных ям. В мастерских Франца Карловича изготавливали насосы для городского водопровода, шлюз гигантских размеров для кронштадского дока, маяки, паровые котлы, приспособления для подъема миноносок из воды на зимнюю стоянку и прочее. Именно на этом заводе была произведена значительная часть оборудования для газового освещения улиц столицы. Разнообразие заказов поражает так же, как и предприимчивость владельца, под руководством которого маленькая мастерская, не приносившая серьезного дохода, за полвека превратилась в одно из крупнейших предприятий России.
Энергия Франца Карловича была направлена и на общественное служение. Кавалер 5 орденов, обладатель звания действительного статского советника, что соответствовало должности вице-губернатора, Ф. К. Сан-Галли двадцать лет с 1872 по 1892 год, входил в состав Городской Думы. Это при его непосредственном участии в Петербурге была усовершенствована водопроводная сеть, появилось электрическое освещение, конно-железные дороги, новые больницы, Александровский и уже упомянутый Троицкий мосты, Сенной и Мальцевский рынки, скотобойни и общественные туалеты. Даже беглого знакомства с биографией знаменитого фабриканта достаточно, чтобы понять: для него не существовало низких или недостойных его таланта задач, вся деятельность Франца Карловича была направлена на преобразование российской жизни, улучшение быта. И в этом он мог служить личным примером.
В конце XIX века притчей во языцех стало гуманное отношение заводчика к своим сотрудникам. Франц Карлович всегда заботился, чтобы его подчиненные получали достойную оплату труда, более того, для них он выстроил на петровском острове рабочую колонию из 22 отдельных домов и школы. В образцовой коммуне селились инженеры, приказчики, квалифицированные рабочие, все квартиры были снабжены водопроводом и освещением. Пансион, получивший название «городок Сан-Галли», окружали сады, некоторая его часть и по сей день сохранилась на Ремесленной улице (архитектор В. Р. Курзанов)
Электрическая батарея, или наиболее распространенный в быту термин «батарейка» – это один из самых широко применяемых источников электроэнергии в современном мире. Используются они в электропбриборах.
Электрическая батарейка очень удобна в применении, так как она позволяет вырабатывать электрический ток где угодно и когда угодно. Электрическая батарея питает различные электроприборы, карманные фонарики, будильники, часы, фотоаппараты и многое другое. Однако срок действия батареи не велик, поскольку химические компоненты, которые она содержит, постепенно расходуются.
Электрические батареи бывают разных форм, мощностей и размеров: от булавочной головки до нескольких сотен квадратных метров. В энергосистемах встречаются весьма мощные свинцовые и никель-кадмиевые аккумуляторные батареи, используемые в качестве резервных источников электропитания или для выравнивания электрических нагрузок.
Самая крупная такая батарея была принята в эксплуатацию в 2003 году в Фэрбенксе (Fairbanks, Аляска, США); она состоит из 13 760 никель-кадмиевых элементов и присоединена через инвертор и трансформатор к сети напряжением 138 kV. Номинальное напряжение батареи составляет 5230 V и энергоемкость 9 MWh; срок службы элементов – от 20 до 30 лет. 99 % времени она работает в качестве компенсатора реактивной мощности, но может при необходимости в течение трех минут отдавать в сеть мощность в 46 MW (или в течение 15 min мощность 27 MW). Общая масса батареи составляет 1500 t, а ее изготовление обошлось в 35 млн. долларов. В случае чрезвычайной ситуации она сможет снабжать электроэнергией 12-тысячный город в течение 7 минут. Имеются аккумуляторные батареи еще большей аккумулирующей способности; одна такая батарея (энергоемкостью 60 MWh) установлена в качестве резервного источника питания в Калифорнии (California, США) и может отдавать в сеть в течение 6 часов мощность 6 MW.
Когда же появились первые электрические батареи?
Первые батареи появились еще в 250 году до нашей эры. Парфяне, жившие в районе Багдада, изготавливали примитивные аккумуляторы. Глиняный кувшин наполнялся уксусом (электролит), затем помещался медный цилиндр и железный прут, концы которых возвышались над поверхностью. Такие батареи использовались для гальванизации серебра.
Однако до конца 1700-х годов ученые не проводили серьезных экспериментов с выработкой, хранением и передачей электроэнергии. Попытки создать непрерывный и управляемый электрический ток не приводили к успеху.
В 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта создал первый современный аккумулятор, который известен под названием столб вольта.
Это устройство представляло собой цилиндр, с помещенными внутрь медными и цинковыми пластинами, окруженными электролитом, состоящим из уксуса и рассола. Пластины были уложены поочередно и не прикасались друг к другу. В результате химической реакции начиналось вырабатываться электричество. Самое главное преимущества его изобретения заключалось в том, что в отличие от предыдущих экспериментов ток в столбе был невысоким и его силой можно было управлять.
Наполеон Бонапарт, которому Вольта представил свое изобретение, был впечатлен изобретение физика и даровал ему титул графа. Кроме того, чтобы подчеркнуть важность этого открытия, в честь Вольта была названа единица электродвижущей силы. Не смотря на то, что изобретение А.Вольта совсем не походило на ту электрическую батарейку, которая нам хорошо известна, принцип ее действия остается до сих пор тем же.
