Akumulator Stubblefield Earth

26 października 1896 r. 35-letni mieszkaniec amerykańskiego miasta Murray w Kentucky, samouk eksperymentator, rolnik Nathan Beverly Stubblefield złożył wniosek o nowy patent. Patent ten miał być trzecim patentem wynalazcy po dwóch poprzednich.

Poprzednie patenty dotyczyły zapalniczki do lamp naftowych i telefonu mechanicznego, który otrzymał kilka lat temu. W tym przypadku przedmiotem patentu była specjalna bateria elektryczna, bateria naziemna. Wynalazca zastosował dość oryginalne podejście do wykorzystania pary woltów jako podstawy do stworzenia nowej klasy źródła prądu.

Jak wiadomo efekt galwaniczny występuje, gdy para galwaniczna jest zanurzona w wilgotnej ziemi lub wodzie, co pozwala na dostarczenie energii elektrycznej do zewnętrznego obwodu o bardzo niskiej mocy.

Nie było możliwe uzyskanie znaczącego prądu z takiego źródła ze względu na duży wewnętrzny opór ogniwa woltowego, możliwe było jedynie zmierzenie różnicy potencjałów źródła lub konieczne było równoległe połączenie kilku elementów małej mocy w celu uzyskania większej mocy.

Wynalazca postawił sobie za zadanie stworzenie takiej baterii, zupełnie nowej klasy, która nie tylko byłaby w stanie dostarczyć znaczny prąd do obciążenia, ale mogłaby również indukować napięcie w cewce wtórnej do zasilania, na przykład cewkę mikrofonu lub przekaźnika.

Akumulator był konstrukcją, w której dwa przewodniki umieszczone obok siebie były parami galwanicznymi, z których jeden był żelazny, a drugi miedziany. Miedziany przewodnik był izolowany, a żelazny przewodnik był pusty. Dzięki temu interakcja przewodów z elektrolitem była optymalna.

Przewody owinięto wokół żelaznego rdzenia umieszczonego pośrodku ramy akumulatora. Uzwojenie przeprowadzono w następujący sposób. Dwa druty ułożono obok siebie, warstwa po warstwie, aż rama została ograniczona drewnianymi bokami. Po nawinięciu każdej warstwy ułożono warstwę tkaniny izolacyjnej; ta sama warstwa tkaniny została umieszczona wokół środkowego rdzenia. W rezultacie przewodniki w zespole cały czas się zmieniały, będąc w pobliżu.

Zespół zanurzono w pojemniku z wodą, a elektrody wyprowadzono w celu podłączenia pracujących urządzeń. Wystarczyło położyć akumulator na mokrym podłożu, dlatego Stubblefield nazwał go „ziemnym akumulatorem”.

Modyfikacja takiego akumulatora obejmowała również uzwojenie wtórne, które znajdowało się na górze uzwojenia, tworząc parę galwaniczną. Uzwojenie wtórne musiało być izolowane materiałem takim jak mika. Gdy elektrody pary galwanicznej zostały zamknięte i otwarte, w uzwojeniu wtórnym pojawił się prąd indukcyjny, który można wykorzystać do zasilania urządzeń.

Wydajność baterii była utrzymywana, dopóki konstrukcja pozostała wilgotna. Oprócz możliwości zasilania urządzenia, konstrukcja może być wykorzystana jako elektromagnes, do którego działania wystarczyło zamknąć elektrody pary galwanicznej, które zostały do ​​siebie skierowane.

Wynalazca wykorzystał takie baterie w swoich eksperymentach z bezprzewodową komunikacją telefoniczną.