Простейший вид Вольтова элемента состоит из медной и цинковой пластинки, погруженных в раствор серной кислоты. Сверху пластинки соединены проволокой. Медный электрод является положительным полюсом, цинковый отрицательным. Ток идет постоянно от меди к цинку.

Как только электроды соединяются и возникает ток, на медной пластинке появляются пузырьки, наполненные газом (водородом). Через некоторое время можно заметить, что цинк начинает разлагаться (или входить в химическое соединение). Очевидно, что ток, идущий от меди к цинку вне раствора, идет также от цинка к меди внутри раствора, чтобы создать цепь. Так как электроды внутри раствора не соединены, значит между ними существует «жидкое пространство», как в лейденской банке Хюга «воздушное пространство». Чтобы ток мог перескочить через это «жидкое пространство», необходимо, чтобы раствор был ионизирован, как был ионизирован воздух между электродами. Эти химические изменения (известные под именем электролиза) при прохождении тока производят физические и атомические изменения Ток разлагает раствор, наэлектризовывает некоторые молекулы состава, ионизирует некоторые атомы, отчего свободные электроны (ток) могут постоянно переходить от цинка к меди.

Положительные ионы с громадной скоростью движутся к отрицательному электроду, или «катоду», а отрицательные с еще большей скоростью стремятся к положительному электроду, или «аноду». (Иногда, для ясности, эти ионы называются катионами и анионами).

Если электрический ток проходит через раствор, содержащий металлические ионы (например, серебро), металл будет отлагаться на катоде положительными ионами. В этом основа «гальванопластики» — серебрения и золочения.

Если разобраться в этом довольно сложном процессе, происходящем в электролитах, становится понятно удивление Хюга, каким образом электрический ток явился из ничего. Мальчик бессознательно почувствовал ту глубокую научную истину, что энергию нельзя создать, ее можно только видоизменить. Когда мальчик натирал янтарь фланелью и стекло шелком, его собственная мускульная энергия превратилась в электрическую; в его электрической машине в электрическую энергию перешла механическая энергия водяного колеса; в Вольтовом элементе химическая энергия превратилась в электрическую.

Хотя доктор Камерон обещал Хюгу прислать ему электрическую батарею, но мальчик знал, что пройдет еще много времени, пока будет оказия из Фолджэмбвилля в Муравьиную долину, а у него не было терпения ждать так долго. Он хотел сам поскорее сделать батарею.

Проводив учительницу и вернувшись домой, мальчик сразу стал думать над тем, как устроить батарею. Труднее всего было достать цинк и медь. Единственные металлы, которые он мог найти дома, были жесть (собственно белое железо) и свинец от пуль. Мисс Фергюсон ничего не говорила о свинце, но она упоминала об углероде. Мальчик вспомнил, что она как-то говорила ему, что древесный уголь есть вид углерода.

Он взял для электродов жесть и уголь, а для электролита соленую воду. Но откуда же он мог узнать, что между его электродами есть действительно ток? Он забыл спросить мисс Фергюсон, как узнал это Вольта.

Несомненно, лягушачья лапка могла бы помочь ему увидеть присутствие тока, так как она была очень хорошим проводником. Но где же взять лягушку зимой? Он решил испытать на самом себе, есть ли ток. Он перерезал проволоку посредине, чуть-чуть раздвинул концы ее, просунул между ними палец и почувствовал слабое щекотание. Этого было достаточно, чтобы доказать ему, что батарея работает, хотя и очень слабо.

На следующий день Хюг спросил мисс Фергюсон, каким образом Вольта узнал о присутствии тока, но она не знала. Мальчик употребил все послеобеденное время на то, чтобы зарядить свою лейденскую банку от батареи, но это ему не удалось.

Наступил последний день занятий в школе. Мальчик упросил Уота Берка взять его с собой в Фолджэмбвилль проводить учительницу. Он был очень огорчен ее отъездом, так как знал, что она не захочет вернуться туда, где столько выстрадала от мальчиков Айртонов, и понимал, сколько пользы она принесла ему своим сочувствием и помощью в его стремлениях. Они приехали на станцию немного раньше времени, и Хюг впервые увидел телеграфный аппарат. Он пришел в восторг, увидя блестящие медные пластинки и проволочные спирали.

— Мисс Фергюсон, это электричество?

— Да, это телеграф.

— Как он работает?

Девушка посмотрела с улыбкой на него и постучала в окошко телеграфисту. Тот открыл окошечко.

— Извиняюсь, что беспокою вас, сказала она, но не может ли этот мальчик посмотреть, как устроен телеграф? Он просто помешался на электричестве и делает опыты у себя в горах. Я научила его тому, что знала сама, но я очень мало знаю.

— Конечно, мисс. Я расскажу ему все, что знаю, если ему интересно. Войдите. — Он предложил мисс Фергюсон единственный бывший в комнате стул и повернулся к мальчику:

— Что ты знаешь о телеграфе?

— Ничего.

— Тогда с чего же начать? Ты знаешь, что такое электрическая батарея?

— Да, я знаю. Это две металлические пластинки, погруженные в раствор кислоты, которые производят электрический ток. Впрочем, нет, это элемент, а батарея это несколько элементов вместе.

— Хорошо! А знаешь, что, если соединить проволокой два полюса батареи, образуется цепь?

— Я это сам делал.

— Так. Ну, если ты все это знаешь, так тебе будет не так трудно понять телеграф. Представь себе, что у меня тут батарея; проволока от одного из ее полюсов проходит через мой стол, идет в Ашвиль и возвращается снова через мой стол к другому полюсу. Тогда у меня получается цепь, в которую включена Ашвильская станция, не правда ли?

— Конечно.

— Дальше. Если земля хороший проводник, а это так и есть, и если на этой станции и на Ашвильской провести в землю проволоку, составляющую цепь, может ли ток вернуться в земле?

— Я думаю, что да, — сказал Хюг немного несмело, потому что это было для него ново.

— Понимаешь? Хорошо! Теперь представь себе, что у меня тут на столе есть аппарат и что такой же аппарат есть в Ашвиле; если я имею возможность включать и выключать ток, или, как мы это называем, замыкать и размыкать цепь, будет ли в Ашвиле ток включаться и выключаться в то же время, как у меня?

— Иначе и не может быть, — сказал Хюг, который уже начинал понимать, в чем дело.

— Теперь представь себе, что я включаю ток на одну десятую секунды, — время, в которое можно успеть ударить пальцем о стол, это мы называем точкой, или на три десятых секунды — это называется чертой, не могу ли я сделать целый ряд таких черточек и точек так, чтобы человек, стоящий в Ашвиле, мог понять, что я хочу сказать, если у него есть мой «код» (ключ).

— Да, это возможно.

— Это и есть телеграф. Все остальные приспособления сделаны для того, чтобы можно было лучше сигнализировать и лучше принимать. Это местная цепь, которая удваивает силу дальних сигналов, и звонок— электромагнит, который делает сигналы яснее, а также кое-что специально для работы на железной дороге, что тебе не интересно.

Телеграфный аппарат Морзе.

— А ток из батареи может итти на любое расстояние?

— Какое угодно. Хоть вокруг света, если устроить еще местные батареи, как я уже говорил.

— Можно ли сигнализировать током от батареи, находящейся в Муравьиной долине, в Локустборо?

— Это где?

— В горах, за Мерфи. Я там живу, — объяснила мисс Фергюсон с улыбкой.

Телеграфист в замешательстве почесал голову и открыл дверь, так как он слышал свисток приближающегося поезда.

— Ничто не может помешать телеграфировать из Муравьиной долины сюда, — сказал он, если потратить несколько тысяч долларов, чтобы сделать проволочные провода, а в Локустборо потребуется еще несколько тысяч долларов.

— Боюсь, об этом не стоит и говорить, — сказала ласково учительница, — эту мысль тебе придется оставить.