A villamosság bölcsőjénél

Alessandro Volta halálának száznyolcvanadik évfordulóján. 

?Az országban feszültség van? 220 Volt. Csak volt. Ellopták.? ? ekkép jellemezte a közelmúlt legnagyobb magyar humoristája, Hofi Géza a letűnt rendszer közállapotait egyik jelenetében.  Szellemes szójátékának szereplője az a nagyszerű olasz tudós, akinek nevét naponta emlegetjük, ha a villamos feszültség kerül szóba, annak okán, hogy kiemelt szerepet játszott az új tudományág kialakításában.  Abban az időben, amikor láthatatlan folyadéknak, fluidumnak képzelték az áramot. De ezt is csak egy esetben tudták megfigyelni: a dörzs-elektromos gép segítségével feltöltött leideni palack kisülésekor. Mint a megnevezés is mutatja, a folyamat a pillanat tört része alatt lejátszódott, ami komoly megfigyelésekre nem adott alkalmat. Arra viszont igen, hogy feltételezzék, a villámlás valójában nem istennyila, hanem ugyanilyen kisülés a természet hatalmas laboratóriumában. Ahhoz, hogy a villamosságról közelebbit lehessen tudni, áramforrásra volt szükség. Arra a szerkezetre, amelyet Volta talált fel.

Grófi családba született 1745. február 18.-án, a kor szokásainak megfelelően gazdagon ellátták nevekkel: Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio szerepel a keresztlevelén. A legkisebb, hetedik gyerek volt a családban, szülei e számot baljósnak tekintették, annál is inkább, mivel hét éves koráig kuka volt. Tekintve, hogy egy szót sem szólt, gyengeelméjűnek hitték. Viszont amikor elkezdett beszélni, mérföldes léptekkel hozta be lemaradását, sőt diákkorában már elektromos jelenségekkel is foglalkozni kezdett. Szülővárosában, a comoi jezsuitáknál tanult, környezete arra számított, hogy pap lesz belőle. Viszont a fizika   iránti érdeklődése arra sarkallta, hogy átlépjen a királyi szemináriumba. A tudomány nagy szerencséjére. Itt ugyanis megismerkedett a legújabb fizikai elméletekkel. Első szakdolgozatát 1769-ben hozta nyilvánosságra Az elektromos tűz és az ezzel összefüggő jelenségekről címmel.  Fontos állomás az életében, hogy sikerült egy újfajta, a korábbiaknál sokkal hatékonyabb dörzs-elektromos gépet, és az elektromos töltés mérésére szolgáló elektroszkópot szerkesztenie. Persze ekkor még fluidumról értekeztek, hiszen az áram fogalmát jóval később André Maria Ampére (1775-1836) vezeti be a fizikába.

 A kor igazi sztárjai az elektrikusok voltak, főúri szalonokban tartottak bemutatókat, leideni palackjaikkal villamossággal töltötték fel a levegőt, amelytől sok esetben a szó szoros értelmében az égnek állt a nézők haja. Persze Volta tevékenysége és dolgozata is feltűnést keltett, ennek eredményeként fizikatanárnak nevezik ki a comoi gimnáziumba, hamarosan az intézmény igazgatója lesz. A villamosság mellett a fizika egyéb területeivel is foglalkozik, a hetvenes évek folyamán a levegővel végzett kísérletei alapján feltételezi, hogy két, gáznemű alkotóelemből áll. Bizonyítani persze ekkor még nem lehetett. Mindössze harmincöt éves, amikor fizika professzornak nevezik ki a világhírű paviai egyetemre. Ettől kezdve ideje nagy részét kutatásoknak szentelheti. Többek között kifejleszti a leideni palackból az egyik legfontosabb villamos alkatrészt, a kondenzátort.

Ugyanebben az időben a rivális bolognai egyetemen Luigi Galvani (1737-1798) anatómia professzor – munkatársai kérésére – fura jelenséget tanulmányoz: a békacomb kipreparálása közben rángatózás figyelhető meg minden esetben, ha eközben valaki a dörzs-elektromos gép karját forgatta. A jelenségre persze nem tudtak magyarázatot adni, hiszen voltaképpen az elektromágneses hullámokat észlelték, száz évvel James Clerk Maxwell (1831-1879) elméletének megszületése előtt. Esetükben a kipreparált ideg antennaként fogta fel a jeleket, villamos feszültséget hozva létre, ami az izmot összehúzta. Galvani ezt követően behatóan kezdett foglalkozni az általa állati villamosságnak tartott jelenséggel. További megfigyelése szerint a rézkampóra felfüggesztett békacomb akkor is megrándult, ha a huzat az ablak vasrácsához sodorta. Kutatásainak eredményeit 1791-ben hozta nyilvánosságra, amivel meglehetősen nagy vihart kavart. Annál is inkább, mivel sokan nem hittek az állati elektromosság létezésében. Galvani viszont azzal érvelt: tessék akkor megfejteni, hogyan kerül az elektromosság az izmokba, ha nem ott termelődik?

Volta-oszlop

Volta is a kétkedők közé tartozott. Meg volt róla győződve, hogy a dolog nyitja nem az izom, hanem a két fém. Véleményét Johann Georg Sulzer (1720-1779)  1754-es felismerésére alapozta, amely szerint, ha két  különböző fémet a végénél fogva összekötünk,  egyik fémdarabot a kezünkben tartva, a másik végét megnyaljuk, akkor szánkban savas vagy lúgos ízt érzünk, a két anyag fajtájától függően. Azonos fémek esetén nem tapasztalunk semmit.  Sikerült is szerkesztenie egy olyan pici áramforrást, amely egy kénsavval töltött üvegedénybe elhelyezett réz és cink elektródból állt. A neves kortárs tiszteletére ezt galvánelemnek nevezte el. Bár Galvani helytelen magyarázatát Volta ezzel cáfolni tudta ? hiszen nem tett mást, mint a combot folyadékkal helyettesítette ? eközben a szerkezet működésére ő maga is helytelen elméletet állított fel, amikor azt hitte, hogy a fémek alaptulajdonsága az elektromosság, vagyis az elem korlátlan ideig tud működni. Azt csupán az újabb generáció tagja, az angol Humphry Davy (1778-1829) tisztázta, hogy elektrokémiai folyamat szolgáltatja a galvánelem kifogyhatatlannak hitt energiáját.

Volta további kutatásaival azt próbálta tisztázni, szükség van-e a kénsavra. Rájött, hogy nélküle is működik a dolog. Megvizsgálta az összes ismert fémet, kiderítette, hogy a legnagyobb feszültségkülönbség réz és cink használata esetén lép fel, a hatás növelhető, ha közéjük nedves kartonlapot rak. De ami a legfontosabb: több, egymásra helyezett fémlappal nagyobb hatást tud elérni. Ezt ma az áramforrások soros kapcsolásának hívjuk. Az általa szerkesztett Volta-oszlopnak csodájára járt a világ. Méltán: sikerült ? persze mai mértékegységgel mérve ? 100 voltos elemet készítenie. Ami életveszélyes is lehetett volna, ha nem termel kis áramot. Annyit viszont adott, amellyel fémvezetékeket lehetett felizzítani, és miután folyamatosan működött, lehetővé vált a villamosság jelenségeinek beható vizsgálata. Berendezésével Volta méltón zárta le az ?ész századát?: 1800-ban levélben közölte az angol akadémia, a Royal Society elnökével találmányát, amely állandó áramot tud előállítani. Azonnal meghívták. A nagy szenzációt keltő előadásra március 20.-án került sor. Persze a nagy riválisok is kíváncsiak voltak a csodára: a ?halhatatlanok? ? a francia akadémikusok – előtt 1800. október 28-án számolt be Párizsban. Az ország első konzulja, a jelen levő Bonaparte Napóleon bőkezű támogatásban részesítette a tudóst. A későbbiekben sem feledkezett meg róla: francia császárként főnemesi rangra emelte, 1809-ben olasz szenátornak nevezte ki. Újabb adalékaként annak az egyre közismertebb ténynek, hogy voltak korok, amikor a tudománynak óriási becsülete volt.

Alessandro Volta elismertségére jellemző, hogy Napóleon bukása után sem vált kicsinyes áskálódások áldozatává:  egészen nyugdíjba vonulásáig a paviai egyetem matematika-fizika tanszékének a vezetője maradhatott.

1819-ben, hetvennégy éves korában hazaköltözik szűkebb pátriájába: a Como melletti Comnagoban tölti nyugdíjas éveit. Négy évvel később súlyos agyvérzést kap, amelynek következtében elveszti látását és hallását. Nyolcvankét évesen, 1827. március 5.-én távozik az élők sorából.

Az utókor ércnél maradandóbb emléket állított neki, amikor róla nevezte el a villamos feszültség mértékegységét. Az SI (Systéme Internacionale) mértékrendszer szerint a vezető két pontja közötti feszültség 1 volt, ha benne 1 amper áram folyik, amelynek teljesítménye e két pont között 1 watt. Jele: V. Matematikailag kifejezve: 1 V = 1 W/1 A.

Comments are closed.