Трактат об электричестве и магнетизме

270. Поэтому случай, когда поляризация электродов в электролитической ячейке мала, сильно отличается от случая, когда поляризация близка к своему максимальному значению. Например, если последовательно соединить некоторое число электролитических ячеек, имеющих платиновые электроды и наполненных разведённой серной кислотой, и подключить к ним источник малой электродвижущей силы, например один элемент Даниэля, эта электродвижущая сила вызовет крайне непродолжительный ток, потому что через очень короткое время электродвижущая сила, происходящая от поляризации, уравняет ту, которую даёт элемент Даниэля.

В случае столь слабого состояния поляризации диссипация будет очень мала. Она происходит путём очень медленного поглощения газов и диффузии сквозь жидкость. Ход этой диссипации определяется по необычайно слабому току, который продолжает течь без какого-либо видимого разделения газов.

Если мы пренебрежём этой диссипацией в течение того короткого времени, за которое устанавливается состояние поляризации, и если Q - полное количество электричества, перенесённое током в течение этого времени, тогда, если A - площадь одного из электродов и - поверхностная плотность отложенного вещества, которая, по нашему предположению, однородна, Q=A

Если мы теперь отъединим электроды электролитического устройства от элемента Даниэля и присоединим их к гальванометру, способному измерять проходящий через него полный заряд, то за время исчезновения поляризации через электрометр пройдёт заряд, примерно равный Q.

271. Мы, таким образом, можем сравнить действие этого устройства, представляющего собой вариант Вторичной Батареи Риттера (Ritter), с действием Лейденской банки.

И вторичная батарея, и лейденская банка могут быть заряжены некоторым количеством электричества, а после этого могут быть разряжены. Количество электричества при разрядке почти равно заряду, прошедшему в противоположном направлении. Разница между этими двумя величинами частично объясняется диссипацией. Этот процесс при малых значениях заряда идёт очень медленно, но если заряд превышает некоторую предельную величину, диссипация становится очень быстрой. Ещё одно различие между процессами заряда и разряда возникает из-за того, что после замыкания электродов на время, достаточное для получения кажущегося полного разряда (до полного исчезновения тока), если мы разомкнём электроды на некоторое время, а потом снова замкнём, мы получим второй разряд, идущий в том же самом направлении, что и первоначальный. Это явление называется остаточным разрядом, и оно характерно в равной степени и для лейденской банки, и для вторичной батареи.

Поэтому вторичная батарея в ряде отношений может быть уподоблена лейденской банке. Однако имеются и важные различия. Заряд лейденской банки очень точно пропорционален электродвижущей силе, т. е. разности потенциалов двух поверхностей. Отношение заряда к электродвижущей силе, называемое ёмкостью банки, есть величина постоянная. Соответствующее отношение, которое может быть названо ёмкостью вторичной батареи, растёт с ростом электродвижущей силы.

Ёмкость лейденской банки зависит от площади противоположных обкладок, от расстояния между ними и от природы вещества, разделяющего обкладки, но не зависит от природы самих металлических поверхностей. Ёмкость вторичной батареи зависит от площади поверхности электродов, но не от расстояния между ними, а также зависит от природы поверхностей электродов и от природы находящейся между ними жидкости. Максимальная разность потенциалов между электродами в каждом элементе вторичной батареи очень мала по сравнению с максимальной разностью потенциалов между электродами лейденской банки, и, для того чтобы получить большую электродвижущую силу, нужно использовать батарею, составленную из многих таких элементов.

С другой стороны, поверхностная плотность заряда во вторичной батарее в огромное число раз превышает максимально достижимую поверхностную плотность заряда, которая может быть накоплена на обкладках лейденской банки, настолько, что мистер Варлей ⁵ описывая устройство конденсатора большой ёмкости, рекомендует ряд золотых или платиновых пластин, помещённых в разведённую кислоту, предпочитая это с точки зрения стоимости конденсатору из. оловянных фольг, разделённых изолирующим материалом.

⁵ Руководство С. F. Varley, «Electric Telegraphs &с.», Jan. 1860.

Форма, в которой запасается энергия в лейденской банке, представляет собой энергию натяжения диэлектрика, заключённого между проводящими поверхностями. Это состояние натяжения я описал выше под названием электрической Поляризации, указав на известные в настоящее время явления, связанные с этим, состоянием, и отметив неполноту наших знаний о том, что в действительности происходит (см. п. 62, 111).