Почему гальванометр показывает наличие тока, если к его зажимам присоединить стальную и алюминиевую проволоки, другие концы которых воткнуты в лимон или в свежее яблоко?

Для объяснения явления, которое наблюдается при демонстрации с гальванометром, проволоками и лимоном или яблоком, необходимо рассмотреть основы электричества, физику химических процессов и принципы работы гальванометра.

Электрический ток — это упорядоченное движение зарядов, чаще всего электронов, внутри проводника. Чтобы ток возник, необходимо наличие источника электрической энергии, например, батареи или другого устройства. В данном случае в роли источника энергии выступает лимон (или яблоко), который выполняет функции гальванического элемента. Такие элементы работают на основе химических реакций между электродами и веществом, которое служит электролитом.

Лимон или яблоко содержат жидкость, насыщенную ионами (солями, кислотами). Эта жидкость является электролитом — веществом, способным проводить электрический ток благодаря движению ионов. Электролит обеспечивает обмен зарядами между двумя металлическими проводниками — алюминиевой и стальной проволокой, которые играют роль электродов.

Когда два разных металла контактируют с электролитом, на их поверхностях возникают различные электрические потенциалы из−за различий в способности металлов отдавать или принимать электроны. Это связано с электрохимическими свойствами металлов — их электрохимическим потенциалом. Алюминий и сталь имеют разные электрохимические потенциалы. Например, алюминий имеет более низкий потенциал, чем сталь, то есть он легче отдает электроны.

Когда алюминиевая и стальная проволоки воткнуты в электролит (сок лимона или яблока), между ними образуется разность потенциалов. Это приводит к возникновению электрического поля, которое заставляет электроны двигаться от одного металла к другому через электролит. Таким образом, замыкается электрическая цепь, и ток начинает течь.

Гальванометр — это прибор для измерения силы электрического тока. Он реагирует даже на слабые токи, которые возникают в данной ситуации. Поскольку между алюминием и сталью в лимоне или яблоке формируется небольшой электрический ток, гальванометр это улавливает и показывает отклонение стрелки. Движение стрелки свидетельствует о наличии тока в цепи.

Важно понимать, что величина тока в такой цепи очень мала, поскольку лимон или яблоко не являются мощным электрохимическим источником. Однако для демонстрации принципов электрохимии и действия гальванического элемента такой эксперимент достаточно показателен.