ПРОИЗВОДСТВО НА ЕЛЕКТРИЧЕСТВО
I. МЕХАНИЧНО ИЛИ ТРИЕЩО ЕЛЕКТРИЧЕСТВО
Електричеството, развито от електрическата машина, се нарича механично или фрикционно (от триене, “friction”) електричество, заради механичната сила или механичното триене, което го поражда. То притежава свойства, които много се различават от свойствата на онова електричество, породено от галваничните подредби, описани по-долу, и като цяло е по-неспособно да създава магнитни ефекти. Механично електричество се развива също така, въпреки че не в такова стряскащо проявление, и от упражняването на натиск върху някои минерали и някои определени еластични вещества, като например Индийска гума.
13. Тук също може да се спомене и голямото развиване на електричество, което наскоро бе наблюдавано при изпускането на пара от бойлери за високо налягане. За експериментални цели, то се събира, като в парната струя, изпускана от предпазен вентил, се вкара месингова пръчка (Фиг. 5), разполагаща с многовърха четка Р, в единия си край,
събираща електричеството, която се държи за стъклена изолирана дръжка в другия й край. Бе открито, че най-добрата дължина за този инструмент е 150 – 180 см, с цел да се проведе и изолира електричеството, което удобно се добива от многовърхия край на пръчката. На картинката, месинговата пръчка е изобразена, че завършва с месингова топка В, и е изолирана от дървената дръжка Н чрез дебела стъклена пръчка G.
Добитото по този начин електричество от пара има висок интензитет, произвежда искри, дълги около 3 см, и зарежда Лайденската стъкленица така, че после да отделя силни шокове. То е почти винаги положително, и не се добива, освен ако парата не е под високо налягане дотолкова, че да съска от вентила под формата на прозрачно изпарение.
II. ГАЛВАНИЧНО ИЛИ ВОЛТАИЧНО ЕЛЕКТРИЧЕСТВО
14. С тези имена се нарича онази форма на електричеството, която се произвежда от химическото действие. Открито е, че когато два метала се сложат във връзка един с друг, посредством някаква течност, способна да действа по-силно върху единия, отколкото върху другия, тогава се развива електричество с интересни характеристики. Металите, които обикновено се ползват, са цинк и мед, а химическият агент е някаква течност, съдържаща киселина с голям афинитет към цинка. Фразеологията, която се използва за описание на ефекта, се опира на идеята, че електричеството се отдава от цинка, към медта, минавайки през течността помежду им; както е показано на приложената картинка, Фиг. 6, 
която представлява съд, направен от някакво непровеждащо електричеството вещество, частично напълнен с течността и съдържащ в себе си една цинкова плоча, обозначена Z, и една медна плоча, обозначена С. Предполагаемото движение на електрическия поток в съда е от Z към С; тогава, ако една жица, тръгваща от С, направи контакт с друга от Z, както е показано на картинката, електричеството ще премине по жиците в посока от медта до цинка. Така се счита, че електричеството преминава от цинка към медта вътре в съда, но от медта към цинка по външния път. Следователно С се нарича положителния или доставящия полюс в подредбата, а Z се нарича отрицателния или приемащия полюс. Това, обаче, не бива да се счита за установена теория, а само за една идея, на която се опира фразеологията. Защото дали съществува една течност, протичаща в гореописаните посоки, или две течности, протичащи в две посоки едновременно, или дали въобще има движение на течности, все още е въпрос на дискусии между философите.
15. За да се избегне неудобството от това да се употребява фразеология, опираща се на съмнителна теория, някои философи наричат двата противоположни екстремума на галваничната подредба електроди, тоест, пътеки или пътища на електричеството. За да се различават двата, те наричат медния край анод, а цинковия край катод. Термините положителен полюс и отрицателен полюс, обаче, все още се употребяват най-често за обозначаване на тези екстремуми; а жицата отвън, когато е във връзка с тези полюси, се нарича канал на положителен поток, протичащ от положителния към отрицателния полюс. Този език обаче, както вече отбелязахме, трябва да се счита за конвенционален, а не да се приема като израз на действителни факти.
16. Вместо да се използват два метала за образуване на галванична верига, по същия принцип може да се използва един метал в различни състояния; нужното условие за такова електричество е единствено това, че една част от даден проводник на електричеството трябва да е по-корозирана чрез даден химически агент от друга част. Така, ако галванична двойка се направи от еднакви метали, като единия бъде по-мек от другия, като например лят цинк и валцован цинк, така че да корозират в различна степен, или ако по-голяма повърхност от едната страна е изложена на корозия, в сравнение с другата страна, или ако върху едната страна се употреби по-корозивен химикал, отколкото върху другата, тогава ще може да се долови електричество от най-корозиралата страна, през течността, в посока по-малко корозиралата страна, при условие, че веригата между полюсите бъде завършена.
17. Има два метода, чрез които интересните сили на галваничната подредба, както до сега беше описана, могат да се увеличат. Първо, като се увеличи размера на плочите, и второ, като се увеличи броят им. 1. Увеличаване размера на плочите. Ако размерът на плочите, тоест лицето на повърхностите, върху които действа химическият агент, се увеличи, някои от резултатните ефекти стават по-мощни в същата степен, докато други ефекти не се променят. Силата за развиване на топлина и магнетизъм нараства, докато силата за разлагане на химически съединения и повлияване на животинската система се увеличава много леко, ако въобще се променя. Батериите, построени по този начин, с големи плочи, понякога се наричат калори-мотори, заради голямата си способност да произвеждат топлина; и те обикновено се състоят от една до осем двойки плочи. Те се правят в различни форми. Понякога листата мед и цинк се завиват в концентрични спирали, понякога пък се поставят една до друга; и може да са разделени на голям брой малки плочи, при условие, че всичките цинкови плочи са свързани помежду си, и че всичките медни плочи са свързани помежду си, и тогава, последното условие е, експериментите да се провеждат при наличен канал на електрическа комуникация, създаден между единия сноп и другия сноп плочи; защото няма значение дали се ползва една голяма повърхност, или множество малки повърхности, електрически свързани помежду си. При извършването на такива модификации на подредбата, се казва, че се произвежда електричество в голямо количество. 2. Увеличаване броя на плочите последователно. Това означава, да се свърже медната плоча на всяка двойка с цинковата плоча на следващата двойка. Чрез това подреждане, електричеството трябва да протече през по-дълга или по-къса серия двойки; всяка двойка е отделна от приближените й чрез слой течност, която не провежда добре електричеството. Резултатът от това е, че електричеството се сдобива с характеристика, наречена интензитет. То се сдобива със силата да преминава през несъвършени проводници, или през интервали в електрическата верига, да отдава шокове на животинската система и да разгражда химически съединения; а когато броят на последователните двойки плочи достигне хиляди или дори стотици, развитото електричество започва много да се доближава по характер до онова, развивано от електрическата машина; то демонстрира подобни привличания и отблъсквания, и всъщност Лейденовата стъкленица може да се зарежда с него. Следователно за тези различни характеристики на електричеството се говори като за различаващи се по степен на интензитета. Онова, което се добива от една двойка плочи, има много нисък интензитет. С умножаването броя на последователните двойки плочи, интензитетът се увеличава, докато интензитетът не започне да прилича на интензитета на механичното електричество, което е способно да удари през значителен въздушен интервал, както и да раздроби твърди не-проводници, вградени в проводящата верига.
18. Заради ниския интензитет на електричеството, нужно за електро-магнитните експерименти, то е много лесно за изолиране. Това е голямо предимство за конструкцията на магнитните апарати. Там, където електричеството съществува в състояние на голям интензитет, то има силното желание да премине през и да се разсее отвъд несъвършените проводници; но там, където съществува само в състояние на голямо количество, са му необходими почти съвършени проводници, за да може да премине напред. Електричеството, развито от единична двойка плочи, колкото и да се увеличава силата му чрез увеличение размера на плочите, все пак едва-едва ще успее да премине и през най-малкия въздушен интервал, и една жица, провеждаща потока, може да бъде съвършено изолирана със слой лак. При работа с електрическата машина, от друга страна, електрифицираните части на апарата трябва да се пазят на разстояние един от друг, повдигнати на високи стъклени подпори, или провесени на дълги платнени въжета; и тогава, освен ако атмосферата е много суха, електричеството много бързо ще се разреди. Но в случая на потоци с нисък интензитет, колкото и да е голямо онова, което се нарича количество на електричеството, две жици може да са положени една до друга, със слой лак отгоре им или восък помежду им, и могат да провеждат различни противоположно протичащи потоци, без да имат никаква доловима електрическа комуникация една с друга.
19. Сега, за целите на магнитните експерименти, се изисква електричество с нисък интензитет; защото силата на магнитните ефекти от един поток електричество зависи основно от увеличението на количеството му. Увеличаването броя на последователните двойки само би добавило към интензитета на потока, което ще го направи по-труден за манипулиране по отношение на изолацията, без да добави много по отношение на магнитните ефекти. Галваничните батерии, разполагащи с много двойки плочи, следователно не са подходящи за тези експерименти. Максималният магнитен ефект се създава от една единствена галванична комбинация, или максимум от три или четири; условието за създаване на ефекта е да се увеличи повърхността, върху която се действа. Най-удобна е следната форма.
20. Цилиндрична батерия. Тази батерия, вертикален разрез на която е представен на Фиг. 7, се състои от двоен меден цилиндър, С С, като дъното му е от същия метал; той играе ролята както на галванична плоча, така и на съд, който да съдържа химическия разтвор. Мястото между двата медни цилиндъра е басейна за разтвора. На разреза, подвижен цинков цилиндър е отбелязан със Z, той се потапя в разтвора, когато батерията ще влиза в употреба. Той, разбира се, е среден по размер, както и в средна позиция, между двата медни цилиндъра, и е направен така, че да се подпира на корпуса върху три изолиращи го подпори от дърво или кост, подаващи се навън от него. По този начин той виси окачен в разтвора, и излага двете си противоположни повърхности на действието на течността, съответно към единия и другия меден цилиндър. Свързващата чашка N е свързана с цинковия цилиндър, а свързващата чашка Р – с медния цилиндър; и, според вече обяснените принципи, когато между чашките се направи комуникация, електричеството, развито от действието в батерията, ще започне да протича от едната към другата.
21. Химически агент. Течността, чрез която тази батерия се привежда в действие, е разтвор на сулфата на медта (обикновеният син витриол) във вода. За да се приготви, първо се прави наситен разтвор на солта, и след това към този разтвор се прибавя още толкова вода. Може да е от полза да се знае, че 500 мл вода, при нормални температури на атмосферата, може да разтвори 110 гр син витриол; така че полу-наситеният разтвор ще съдържа около 50 гр сол на 500 мл вода. Цинкът се оксидира от кислорода във водата; оксидът се комбинира с киселината на солта, формирайки сулфат на цинка, който остава в разтвор; докато оксидът на медта, който преди това беше смесен с киселината, е освободен, и отчасти полепва по цинковия цилиндър или пада на дъното на разтвора под формата на фин черен прах, и отчасти се редуцира до метална мед, която се отлага по повърхността на медния цилиндър или пада на дъното под формата на малки зърна. Тази редукция на оксида до метално състояние се случва по следния начин. Водата на разтвора отдава кислород на цинка, и така му позволява да се комбинира с киселината, докато водородът, който се освобождава, отново формира вода с кислорода от медта, с който вече може да влезе в контакт, освобождавайки по този начин метала. По този начин само мъничко количество газ се отделя при действието на батерията, произлизащ от сулфата на медта, тъй като водородът, който се освобождава, се поглъща почти изцяло. Натрупването на покритието с меден оксид винаги трябва да се премахва от цинка след ползване на батерията. За тази цел се осигурява четка. С нея, и с много вода, трябва изцяло да се почисти повърхността на цинка винаги след неговата употреба. Ако това се пренебрегва, дотолкова, че цинкът да се покрие, изцяло или отчасти, с твърдо покритие, ще трябва да се изстърже или изпили до чиста метална повърхност. Отлаганията на мед по дъното, които постепенно ще се натрупат, също трябва да се премахват от време на време.
22. Цинковият цилиндър, разбира се, винаги трябва да се изважда от разтвора, когато батерията не се използва, но самият разтвор може да остане в батерията, тъй като няма никакво химическо действие върху медта, а вместо това пази повърхността й в добро състояние. Когато разтворът загуби силата си, а това ще стане, разбира се, след време, не е добро решение да се подновява с добавяне на допълнително сол. Той трябва да се изхвърли, и да се приготви нов разтвор, спрямо дадените по-горе насоки.
23. Тези цилиндрични батерии се правят с цел провеждане на магнитни експерименти, в три размера, голям, малък и среден.
24. Когато поток електричество преминава по метална жица в по-голямо количество, отколкото тя е готова да носи, жицата малко или много се нагрява; ако дължината и дебелината й са пропорционални на силата на батерията, тя лесно може да се стопи. Единична двойка плочи би била най-ефикасната подредба за създаването на този ефект, ако не беше фактът, че увеличението на интензитета позволява по-голямо количество електричество да протича по дадена жица. Поради това, за подпалването на голяма дължина жица, е нужна батерия със значителен брой на двойките; но много по-дебела жица може да се подпали само с няколко плочи от голям размер. Когато се ползва много дълга редица от малки плочи, електричеството се сдобива с толкова висок интензитет, че способността му да подпалва изчезва, тъй като става способно да протича през доста тънка жица безпрепятствено.
25. Металите много се различават един от друг по способността си да провеждат галванично електричество. Тези са едни от най-полезните метали, по ред на способността им да провеждат енергия – сребро, мед, месинг, желязо, платина. За проводимите жици като цяло се използва мед; за деликатни връзки – сребро. Желязото и платината се използват, когато има смисъл да се използват най-лошите проводници, като например в следния експеримент.
ЕКСП. 2. И двете батерии, споменати в параграф 23, имат достатъчно сила да запалят финна жица от желязо или друг метал, ако електричеството се накара да мине по нея. Този ефект е най-лесно постижим в онези метали, които проявяват най-голямото съпротивление не само към преминаването на електричеството, но също и към топлината; което означава, че най-голямата от всички жици, които могат да бъдат подпалени, е платинена, тъй като това е лош проводник както на електричеството, така и на топлината. Една стоманена жица, когато бъде изключително нажежена по този начин, гори с красиви искри. Колкото е по-къса и по-фина жицата, толкова по-значителен е произведеният ефект.
26. Барутната чашка. Фиг. 8, № 1, представлява малък инструмент, целящ да демонстрира нагревателната сила на потока от батерия. Две медни жици, W и W’ (чете се “ве и ве-прим”, бел.прев), обвити с памучно влакно, освен в краищата си, са съединени с къса и фина платинена жичка Р, № 2. Тези жици минават през дъното на малка стъклена чашка, С, така, че платинената жичка да се съдържа свободно в кухината й. Когато в чашка С се постави малко барут, и когато жиците W и W’ се свържат с полюсите на батерия, платината ще се загрее, поради протичането на електрическия поток през нея, така че ще подпали барута.
27. Волтаичният газов пистолет, представен на Фиг. 9, е конструиран на същия принцип като последно описания инструмент. Жицата W преминава през месингова част, която се завинтва в цевта; жицата е напълно изолирана от месинга. Анексиран е разрез на тази част. Единият край на фина платинена жица Р е свързан с W, другият е свързан с месинговата част. Добавен е спирателен клапан С, който да подсигури въвеждането на достатъчно количество водород. Тази част функционира по следния начин: Саморегулиращ се водороден резервоар се свързва с оловна или друга тръба, така извита, че да доставя газ под повърхността на вода в един буркан. Когато пистолетът е с отворен клапан и премахната коркова муниция, потопете дулото му в буркана на такава дълбочина, че водата да напълни една четвърт от цевта. След това затворене С и поднесете дулото над изхода на тръбата, отворете стопиращия клапан на резервоара. Когато излизащите мехурчета напълнят пистолета с газ, оттеглете го, затворете стопиращия клапан и натъпчете корка. По този начин пистолетът ще съдържа един обем водород към три обема въздух, което е най-добрата пропорция. Ако се вкара твърде много водород, няма да се произведе експлозия; не е нужно, обаче, да сте прекалено точни; и освен това ще постигнете същото, ако пистолетът се подържи над струя газ. Експлозията е по-гръмка и е по-сигурно да се случи, ако пистолетът е напълнен със смес кислород и водород, в пропорция съответно един към два обема.
28. След като пистолетът е със затворен клапан, свържете W с един полюс на батерията и свържете жицата, идваща от другия полюс на батерията, за стопиращия клапан, или за коя да е част на цевта. Сега веригата ще бъде завършена през платинената жица; тя веднага ще се подпали, подпалвайки газта, което ще произведе силен гръм и ще изстреля корковата муниция. Стопиращият клапан С позволява смесените газове да бъдат изстреляни при поднасянето на пламък, по желание.
29. Като се свържат две или три батерии (параграф 20) с еднакъв размер и последователно, тоест, цинкът на една да е свързан с медта на следващата, силата на потока ще бъде много увеличена. За повечето експерименти, свързани с магнетизма, няма полза редицата да се удължава повече от това. Всякакъв брой единични батерии, обаче, може да се комбинира по този начин, когато се иска голяма сила, като наличните батерии се разделят на два или три комплекта, и обединявайки плочите от всеки комплект, мед с мед и цинк с цинк; комплектите след това могат да се свържат последователно.
30. Когато се иска батерия с по-голям брой двойки, подредбата, показана на Фиг. 10, е много удобна. 
Цинковите плочи са плоски, и са затворени в медни кутии, отворени само отгоре и отдолу; всяка цинкова плоча е изолирана от заобикалящата я мед чрез дървени дъсчици по ръбовете, и е свързана с медната кутия от следващата двойка посредством запоена за нея медна лентичка. Цялата серия е здраво закрепена за дървена рамка В; парчета многослоен картон, напоени с разтопен восък, са натъпкани между отделните медни кутии. Чрез въжената лебедка С, рамката, заедно с плочите, може да се повдигне извън дървеното корито А, съдържащо възбудителната течност, или да се спусне в него по желание. За заряда се ползва разтворена киселина, която е за предпочитане пред разтвор на сулфата на медта: сярна киселина, една част, с 40 или 50 части вода, е много добре; ако се иска повече сила, може да се добави малко азотна киселина. Е Е са малки ръчни устройства, свързани с полюсите, и целта им е да държат жиците, и прочие. Батерията, представена на картинката, състояща се от 25 двойки плочи, е способна да подпали значителна дължина жица, да разгради подкислена вода с голяма бързина, и да произведе блестяща светлина между два подострени въглена.
31. Фиг. 11 представлява още по-мощна батерия.
Има две отделни редици от по 50 двойки, като всяка е свързана с две от чашките на масата над батерията. По този начин, цялото може да се употребява като единна серия от 100 двойки, или като батерия от 50 двойки с двоен размер, чрез изграждане на правилните връзки между чашките. Или само половината батерия може да се използва; всяка редица има отделно корито за съдържане на киселината. Плочите са неподвижни, а коритата се издигат до тях чрез два зъбчати рафта, задвижвани от манивелата Н, която повдига платформата, върху която лежат коритата: и двете корита могат да се свалят от стойката при желание, когато се иска да се ползва само половината от батерията.
32. На картинката е показана подредбата за произвеждане на огнената арка между заострените въглени. Две заострени парчета от подготвен чемширен въглен са захванати за щипките при А, и задействаната батерия се свързва във верига с тях. Искрата преминава и върховете се подпалват; тогава могат да бъдат разделени на по-малко или по-голямо разстояние, пропорционално на силата на батерията, и потокът ще продължи да протича през интервала, произвеждайки интензивна светлина и топлина.
33. В батериите, описани в параграф 30 и 31, където плочи са постоянно монтирани за рамка, разтворът на сулфата на медта не може да се прилага поради отлаганията, които създава. Затова се използва разредена киселина; и батериите няма да поддържат добро действие за повече от няколко минути при всяка употреба; всъщност най-високата им степен на действие продължава само няколко секунди след потапяне. От време на време, по време на експериментите, плочите трябва да се изваждат от киселинния разтвор и да се излагат на въздуха за минута-две. Батериите, работещи със сулфата на медта, действат добре по 15 до 30 минути при всяка употреба.
34. Когато цинковите и медните плочи са разделени една от друга чрез пореста преграда или мембрана, от двете страни на която се приложи различен разтвор, така че един разтвор да влезе в контакт с медната, а другият разтвор да влезе в контакт с цинковата плоча, батерията се нарича поддържаща или постоянна батерия, защото поддържа почти непроменлива сила за часове и дни наред. Тази конструкция е полезна за множество цели, и ще бъде по-подробно описана в последствие, когато започнем да говорим за експерименти, изискващи стабилен и постоянен поток.
35. Жиците, използвани за провеждане на електрическия поток при електро-магнитните и магнито-електричните експерименти, са обвити с памучно влакно, и понякога, в допълнение, са покрити с лак. Това е достатъчно за съвършената им изолация, тъй като приложеният към тях електрически поток е с много нисък интензитет. Краищата на комуникиращите си жици трябва да се поддържат чисти и светли; често е от полза, когато се правят връзките, краищата да се изтънят, или да се покрият с тънка спойка, посредством живачни чашки, защото тогава, при потапяне в него, се обединяват с живака и така осъществяват съвършен метален контакт.
june1900blog.wordpress.com 