26 октября 1896 года, 35 летний уроженец американского города Мюррей, штат Кентукки, экспериментатор самоучка, фермер Натан Беверли Стаблфилд (Nathan Stubblefield), который называл сам себя «практическим фермером, плодоводом и электриком», подал заявку на получение очередного патента. Этот патент должен был стать уже третьим патентом изобретателя после двух предыдущих.

Предыдущими были патенты на зажигалку для керосиновых ламп и на механический телефон, полученные им еще несколько лет назад. В данном же случае предметом патентования была особая электрическая батарея, земляная батарея. Изобретателем был проявлен довольно оригинальный подход к использованию вольтовой пары в качестве основы для создания источника тока нового класса.

Как известно, гальванический эффект возникает при погружении гальванической пары во влажную землю или в воду, что позволяет получать электричество для отдачи во внешнюю цепь очень малой мощности.

Значительного тока получить от такого источника не удавалось из-за большого внутреннего сопротивления вольтовой ячейки, можно было разве что измерить разность потенциалов источника, или же приходилось соединять несколько маломощных элементов параллельно, для получения большей мощности.

Изобретатель поставил перед собой задачу создать такую батарею, совершенно нового класса, которая не только смогла бы отдавать в нагрузку ток значительной силы, но смогла бы еще и индуцировать напряжение во вторичной катушке для питания, например, микрофона или обмотки реле.

Натан Стаблфилд (1908) с его т. н. "индукционным беспроводным телефоном"

Батарея представляла собой конструкцию, в которой гальванической парой выступали два проводника, расположенных рядом, один из которых был железным, а другой – медным. Медный проводник был изолированным, а железный – оголенным. Это делало взаимодействие проводников с электролитом оптимальным.

Провода наматывались вокруг железного сердечника, расположенного в центре каркаса батареи. Намотка осуществлялась следующим образом. Два провода бок о бок укладывались слой за слоем до заполнения каркаса, ограниченного деревянными боковинами. После намотки каждого слоя укладывался слой изолирующей ткани, такой же слой ткани располагался и вокруг центрального стержня. В итоге проводники в сборке все время чередовались, находясь рядом.

Сборка погружалась в емкость с водой, а электроды выводились наружу для подключения рабочих устройств. Достаточно было просто поместить батарею во влажную землю, именно поэтому Стаблфилд называл ее «земляной батареей».

Модификация такой батареи включала в себя еще и вторичную обмотку, которая располагалась поверх обмотки, образующей гальваническую пару. Вторичную обмотку необходимо было изолировать материалом наподобие слюды. Когда электроды гальванической пары замыкались и размыкались, во вторичной обмотке возникал индукционный ток, который мог использоваться для питания устройств.

Работоспособность батареи сохранялась до тех пор, пока конструкция оставалась увлажненной. Кроме возможности питать устройства, конструкция могла использоваться в качестве электромагнита, для работы которого достаточно было замкнуть выведенные наружу электроды гальванической пары между собой. Стабблфилд сделал необоснованное утверждение, что его устройство также получало дополнительную энергию от земли. 

Такие батареи изобретатель использовал в своих экспериментах по беспроводной телефонной связи. В начале 1902 года Натан Б. Стаблфилд провел серию публичных демонстраций беспроводного телефона с батарейным питанием, который можно было транспортировать в разные места и использовать на мобильных платформах, таких как лодки. 

Натан Стаблфилд использует свой наземный беспроводной телефон в 1902-м году

В 1908 году он получил патент США на беспроводную телефонную систему, в которой использовалась магнитная индукция. Многие считают его первым изобретателем мобильного телефона. Изобретение вакуумных ламповых радиопередатчиков в середине 1910-х годов сделало возможным в начале 1920-х годов радиовещание, которое Стабблфилд предполагал еще в 1902 году.

Сам Стабблфилд не продвинулся дальше своей предыдущей работы. Кроме этого, был очень неудачливым в коммерциализации своих изобретений, разорился и умер в одиночестве в 1928 году.

Ранее ЭлектроВести писали, что американская корпорация General Motors занимается разработкой нового поколения долговечных аккумуляторов для электрокаров с ресурсом 1 млн миль (1,6 млн км).

По материалам: electrik.info.