Zemljana baterija od Stubblefield-a

26. listopada 1896. 35-godišnjak iz američkog grada Murrayja u Kentuckyju, eksperimentalni samouk, poljoprivrednik Nathan Beverly Stubblefield podnio je zahtjev za novi patent. Taj je patent trebao biti treći patent izumitelja nakon dva prethodna.

Prethodni patenti bili su za upaljač za kerozinske žarulje i mehanički telefon, koji je dobio prije nekoliko godina. U ovom slučaju predmet patentiranja bio je poseban električni akumulator, zemaljska baterija. Izumitelj je uzeo prilično originalan pristup upotrebi para volti kao osnova za stvaranje nove klase izvora struje.

Kao što znate, galvanski učinak nastaje kada je galvanski par uronjen u vlažnu zemlju ili vodu, što omogućava opskrbu električnom energijom u vanjski krug vrlo male snage.

Zbog takvog izvora nije bilo moguće dobiti značajnu struju zbog velike unutarnje otpornosti voltne ćelije, bilo je moguće samo izmjeriti potencijalnu razliku izvora, ili je trebalo paralelno spojiti nekoliko elemenata male snage da bi se dobila veća snaga.

Izumitelj je sebi postavio zadatak stvoriti takvu bateriju, potpuno novu klasu, koja ne samo da može dati značajnu struju opterećenju, već može inducirati napon u sekundarnoj zavojnici do napajanja, na primjer, mikrofon ili relejski svitak.

Akumulator je bio građevina u kojoj su dva vodiča smještena jedan pored drugog bili galvanski parovi, od kojih je jedan bio željezo, a drugi bakar. Bakreni dirigent je izoliran, a željezni kondukter goli. To je učinilo interakciju vodiča i elektrolita optimalnom.

Žice su namotane oko željezne jezgre koja se nalazi u sredini okvira baterije. Navijanje je provedeno na sljedeći način. Dvije su žice položene jedna uz drugu, sloj po sloj, sve dok okvir nije bio omeđen drvenim stranama. Nakon navijanja svakog sloja, položen je sloj izolacijske tkanine, a isti sloj tkanine smješten je oko središnje jezgre. Kao rezultat toga, dirigenti u montaži cijelo su se vrijeme izmjenjivali u blizini.

Sklop je potopljen u spremnik s vodom, a elektrode su izvedene za spajanje radnih uređaja. Bilo je dovoljno samo staviti bateriju u mokro tlo, zbog čega ju je Stubblefield prozvao "zemljanom baterijom".

Modifikacija takve baterije uključivala je i sekundarno navijanje, koje se nalazilo na vrhu namota, tvoreći galvanski par. Sekundarno navijanje moralo je biti izolirano s materijalom poput sljube. Kad su se elektrode galvanskog para zatvorile i otvorile, u sekundarnom namotu pojavila se indukcijska struja, koja je mogla koristiti za napajanje uređaja.

Učinkovitost baterije održavana je sve dok dizajn nije ostao vlažan. Uz mogućnost napajanja uređaja, dizajn se mogao koristiti i kao elektromagnet, za rad koji je bilo dovoljno za zatvaranje elektroda galvanskog para izvedenih jedna do druge.

Izumitelj je koristio takve baterije u svojim eksperimentima na bežičnim telefonskim komunikacijama.