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Aufgabe

VOLTA-Säule

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Die obigen Bilder (links: Originalstich; rechts: Schema) zeigen die Ausführung einer VOLTAschen Säule, der Vorläuferin unserer heutigen Batterien.

VOLTA schreibt sinngemäß: "Ich benutzte einige Dutzend Platten aus Silber (A) und Zink (Z), von etwa einem Zoll Durchmesser von annähernd gleicher Gestalt und Größe. Mit einem etwas geringerem Durchmesser werden runde Scheiben aus Leder hergestellt, die imstande sind Feuchtigkeit aufzunehmen. Die Metallplatten sollen rein und trocken, die Lederscheiben mit Salzwasser getränkt und dann leicht abgetrocknet sein." Die aus einer Silber-, einer Zinkplatte und einer Lederscheibe bestehende Einheit stapelte VOLTA übereinander.

a)Wie sind einzelnen Einheiten der VOLTAschen Säule geschaltet?

b)Ein A-Z-Plattenpaar mit Lederscheibe liefert die Spannung von ca. 1V. Wie groß war etwa die Spannung, die Volta mit der oben dargestellten Anordnung erhielt?

c)Wie hätte es sich auf die Gesamtspannung der Anordnung ausgewirkt, wenn Volta auch zwischen die in unmittelbarem Kontakt stehenden Zink- und Silberplatten noch feuchte Lederscheiben eingefügt hätte?

 

Hinweis: Anordnungen wie die voltasche Säule ermöglichten den Experimentatoren Versuche mit länger andauenden Strömen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse verhalfen schließlich der Elektrotechnik zum Durchbruch. Die Leistung Voltas wurde auch durch die Ausgabe entsprechender Briefmarken gewürdigt.

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a)Die einzelnen Einheiten der voltaschen Säule sind in Serie geschaltet, so dass sich die Einzelspannungen addieren.

b)Die 14 Einheiten von je 1V liefern somit eine Gesamtspannung von ca. 14V.

Abb. 3 Wirkung einer feuchten Lederscheibe, die zwischen die in unmittelbarem Kontakt stehenden Zink- und Silberplatten eingefügt wird

c)Durch das Einbringen weiterer Lederscheiben wird die Zahl der Elemente verdoppelt. Jedoch sind die neuen Spannungsquellen den ursprünglichen Quellen entgegengeschaltet (vgl. Detailskizze für ein Element unten), so dass insgesamt die Spannung der Säule Null wäre.