Земна батерия Stubblefield

26 октомври 1896 г. 35-годишен родом от американския град Мъри, Кентъки, експериментатор на самоуки, земеделецът Нейтън Бевърли Стъбълфийлд кандидатства за нов патент. Този патент трябваше да стане третият патент на изобретателя след двата предишни.

Предишните патенти бяха за запалка за керосинови лампи и механичен телефон, който той получи преди няколко години. В този случай обект на патентоване беше специална електрическа батерия, земна батерия. Изобретателят предприе доста оригинален подход за използване на волтова двойка като основа за създаване на нов клас източник на ток.

Както знаете, галваничният ефект възниква, когато галванична двойка е потопена във влажна земя или вода, което позволява подаването на електричество във външна верига с много ниска мощност.

Не беше възможно да се получи значителен ток от такъв източник поради голямото вътрешно съпротивление на волтовата клетка, беше възможно само да се измери потенциалната разлика на източника или беше необходимо да се свържат паралелно няколко елемента с ниска мощност, за да се получи повече мощност.

Изобретателят си е поставил задачата да създаде такава батерия, напълно нов клас, който не само би могъл да даде значителен ток на товара, но и би могъл да предизвика напрежение във вторичната намотка за захранване, например микрофон или релейна намотка.

Батерията представляваше структура, в която два проводника, разположени един до друг, бяха галванични двойки, единият от които беше желязо, а другият мед. Медният проводник беше изолиран, а железният проводник беше гол. Това направи взаимодействието на проводниците с електролита оптимално.

Проводниците бяха навити около желязна сърцевина, разположена в центъра на рамката на акумулатора. Намотката се извършва по следния начин. Два проводника бяха положени един до друг, слой по слой, докато рамката беше ограничена от дървени страни. След навиване на всеки слой беше положен слой от изолационна тъкан, същият слой плат беше разположен около централното ядро. В резултат на това проводниците в монтажа се редуваха през цялото време, като бяха наблизо.

Монтажът беше потопен в контейнер с вода и електродите бяха изведени за свързване на работещи устройства. Беше достатъчно просто да поставите батерията във влажна земя, поради което Stubblefield го нарече „земна батерия“.

Модификацията на такава батерия включваше и вторична намотка, която беше разположена отгоре на намотката, образувайки галванична двойка. Вторичната намотка трябваше да бъде изолирана с материал като слюда. Когато електродите на галваничната двойка се затвориха и отвориха, във вторичната намотка се появи индукционен ток, който може да се използва за захранване на устройствата.

Производителността на батерията се поддържаше, докато дизайнът остава влажен. В допълнение към способността да захранва устройството, дизайнът може да се използва като електромагнит, за работата на който е достатъчно да се затворят електродите на галваничната двойка, изведени един към друг.

Изобретателят е използвал такива батерии в своите експерименти върху безжични телефонни комуникации.