Stubblefield Earth Battery

26 oktober 1896 ansökte en 35-årig inföding av den amerikanska staden Murray, Kentucky, självlärd experimenter, bonden Nathan Beverly Stubblefield om ett nytt patent. Detta patent skulle vara uppfinnarens tredje patent efter de två föregående.

Tidigare patent var för en tändare för fotogenlampor och en mekanisk telefon, som han fick för flera år sedan. I detta fall var patentet ett speciellt elektriskt batteri, ett jordbatteri. Uppfinnaren tog en ganska original inställning till att använda ett voltpar som grund för att skapa en ny klass av strömkälla.

Som ni vet inträffar den galvaniska effekten när ett galvaniskt par är nedsänkt i fuktig jord eller vatten, vilket gör att el kan levereras till en extern krets med mycket låg effekt.

Det var inte möjligt att få en betydande ström från en sådan källa på grund av det stora inre motståndet i voltcellen, det var bara möjligt att mäta potentialens skillnad på källan, eller det var nödvändigt att ansluta flera lågeffektelement parallellt för att få mer effekt.

Uppfinnaren bestämde sig för att skapa ett sådant batteri, en helt ny klass, som inte bara skulle kunna ge en betydande ström till lasten, utan också kunde inducera spänning i sekundärspolen till kraft, till exempel en mikrofon eller reläspole.

Batteriet var en struktur i vilken två ledare som låg sida vid sida var galvaniska par, varav en var järn och den andra koppar. Kopparledaren isolerades och järnledaren var bar. Detta gjorde interaktionen mellan ledare och elektrolyt optimal.

Trådar lindades runt en järnkärna i mitten av batteriramen. Lindningen utfördes enligt följande. Två trådar läggs sida vid sida, lager för lager, tills ramen avgränsades av träsidor. Efter lindning av varje skikt läggs ett skikt av isolerande tyg, samma skikt av tyg lokaliserades runt den centrala kärnan. Som ett resultat växlade ledarna i monteringen hela tiden och var i närheten.

Enheten nedsänktes i en behållare med vatten och elektroderna fördes ut för att ansluta arbetsanordningar. Det räckte med att bara sätta batteriet i våt mark, varför Stubblefield kallade det ”jordbatteriet”.

Modifieringen av ett sådant batteri inkluderade också en sekundärlindning, som var placerad ovanpå lindningen och bildade ett galvaniskt par. Sekundärlindningen måste isoleras med material som glimmer. När elektroderna i det galvaniska paret stängdes och öppnades, dök en induktionsström upp i den sekundära lindningen, som kunde användas för att driva enheterna.

Batteriets prestanda bibehölls så länge designen förblev fuktig. Utöver förmågan att driva anordningen, kan designen användas som en elektromagnet, för vilken det var tillräckligt för att stänga elektroderna i det galvaniska paret som fördes ut till varandra.

Uppfinnaren använde sådana batterier i sina experiment på trådlös telefonkommunikation.