Stubblefield Earth Battery

26. října 1896, 35letý rodák z amerického města Murray, Kentucky, samouk experimentujícího vědce, farmář Nathan Beverly Stubblefield, požádal o nový patent. Tento patent měl být po dvou předchozích patentech třetím patentem vynálezce.

Předchozí patenty se týkaly zapalovače petrolejových lamp a mechanického telefonu, který obdržel před několika lety. V tomto případě byla předmětem patentování speciální elektrická baterie, zemní baterie. Vynálezce použil poměrně originální přístup k použití voltového páru jako základu pro vytvoření nové třídy současného zdroje.

Jak víte, galvanický efekt nastává, když je galvanický pár ponořen do vlhké země nebo vody, což umožňuje dodávku elektřiny do vnějšího obvodu s velmi nízkým výkonem.

Nebylo možné získat významný proud z takového zdroje kvůli velkému vnitřnímu odporu voltového článku, bylo možné pouze změřit potenciální rozdíl zdroje, nebo bylo nutné paralelně spojit několik prvků s nízkým výkonem, aby se získal větší výkon.

Vynálezce si stanovil úkol vytvořit takovou baterii, zcela novou třídu, která by nejen byla schopna dát zátěži značný proud, ale mohla by také vyvolat napětí v sekundární cívce k napájení například mikrofonu nebo relé cívky.

Baterie byla struktura, ve které dva vodiče umístěné vedle sebe byly galvanické páry, z nichž jeden byl železný a druhý měď. Měděný vodič byl izolován a železný vodič byl holý. Díky tomu byla interakce vodičů s elektrolytem optimální.

Dráty byly navinuty kolem železného jádra umístěného ve středu rámu baterie. Navíjení bylo prováděno následujícím způsobem. Byly položeny dva dráty vedle sebe, vrstva po vrstvě, až byl rám ohraničen dřevěnými stranami. Po navinutí každé vrstvy byla položena vrstva izolační textilie, stejná vrstva textilie byla umístěna kolem centrálního jádra. Výsledkem bylo, že se vodiči v sestavě neustále střídali a byli poblíž.

Sestava byla ponořena do nádoby s vodou a elektrody byly vyvedeny pro připojení pracovních zařízení. Stačilo jen vložit baterii do mokré půdy, a proto ji Stubblefield nazval „zemní baterií“.

Modifikace takové baterie také zahrnovala sekundární vinutí, které bylo umístěno na vrcholu vinutí a tvořilo galvanický pár. Sekundární vinutí muselo být izolováno materiálem jako slída. Když byly elektrody galvanického páru uzavřeny a otevřeny, v sekundárním vinutí se objevil indukční proud, který mohl být použit k napájení zařízení.

Výkon baterie byl zachován, dokud byl design vlhký. Kromě schopnosti napájet zařízení lze konstrukci použít i jako elektromagnet, pro jehož provoz stačilo uzavřít elektrody galvanického páru, které byly vyvedeny k sobě.

Vynálezce takové baterie použil ve svých experimentech na bezdrátové telefonní komunikaci.