Lo studio della tensione di contatto tra due o più metalli tra loro collegati in circolo condusse Volta a scoprire quello che oggi noi chiamiamo effetto Volta.

Lo scienziato stabilì poi una distinzione tra i conduttori di prima classe (conduttori secchi, ovvero metalli) e di seconda classe (conduttori umidi, ovvero soluzioni di acidi, basi e sali).

Pila a colonna con elettrodi (Tempio Voltiano)

Volta durante la disputa con Galvani acquisisce questi risultati fondamentali:

• Il primo riguarda lo squilibrio elettrico al contatto tra due conduttori metallici diversi, ossia l’ultimo scoperto; nella sua corretta interpretazione, esso è riconducibile al cosiddetto “effetto Volta” ossia, in termini di oggi, al fatto che si stabilisce una differenza di potenziale elettrico tra i punti esterni di due metalli diversi a contatto tra loro.
• Il secondo, riguarda l’impossibilità di produrre una corrente elettrica permanente nelle catene chiuse costituite da soli metalli diversi e in numero a priori qualsiasi.
• Il terzo, che quando si inserisce un conduttore umido (per es. cartone imbevuto di acqua salata) tra due metalli diversi – o, reciprocamente, se ne inserisce uno metallico tra due umidi diversi – ossia si realizza un sistema di tre conduttori diversi a contatto così da formare un “singolo elemento voltaico” aperto e poi si portano a contatto tra loro i due metalli (per es. mediante un filo della natura di uno dei due), si stabilisce, nell’arco chiuso così costituito, una corrente elettrica permanente.

Da queste osservazioni si ricavano le tre leggi:

• prima legge: il contatto tra due metalli diversi alla stessa temperatura fa sì che si stabilisca una differenza di potenziale caratteristica della natura dei metalli che non dipende dall’estensione del contatto (effetto Volta)
• seconda legge: in una catena di conduttori metallici diversi tra loro e posti alla stessa temperatura, la differenza di potenziale tra i due metalli estremi è la stessa che si avrebbe se essi fossero a contatto diretto.
• terza legge: tra due metalli della stessa natura si ha una differenza di potenziale se essi sono gli estremi di una catena di conduttori della quale fanno parte due metalli diversi con interposto un conduttore di seconda classe.

Volta nel suo studio (olio di Nicolò Barabino, 1832-1891, Genova, Palazzo Orsini Spalletti-D’Albertis)

La seconda legge venne enunciata per la prima volta nel novembre 1801, in occasione della presentazione della pila all’Istitute de France. Essa è presentata come una necessaria conseguenza della proprietà che hanno i metalli di poter essere ordinati secondo la loro virtù di spingere o tirare il fluido elettrico.