Источники Электричества

Устройство Батарейки. Гальванический Элемент.
Химический Источник.

Тема — Устройство Батарейки. Гальванический Элемент. Химический Источник.


Гальванический Элемент. Устройство Батарейки. Химический Источник Питания.Гальванический элемент или, проще говоря, обычная батарейка, в отличие от электрических станций, не способна выдавать сверх большие мощности, но и без неё сложно обойтись. Особенно, когда основная электросеть не доступна или, вовсе, не целесообразна. К примеру, наручные электронные часы либо радиоприёмник карманный. Гальванический элемент (электрическая батарейка) - представляет собой электроисточник, что функционирует в силу химических взаимодействий определённых веществ между собой. Гальванический элемент был открыт Алессандро Вольта.


Давайте теперь разберёмся в самом устройстве и принципе действия данного источника электроэнергии. Для начала представим следующее — у нас имеется стеклянный сосуд, в котором есть цинковый стержень и налита серная кислота. Поскольку на самой поверхности стержня равномерно распределяются атомы цинка, имеющие положительный электрический заряд, то в самом растворе серной кислоты вокруг цинкового стержня накапливаются отрицательные ионы раствора. Следовательно, положительные ионы, находящиеся в электролитическом растворе будут вытесняться вглубь серной кислоты.


В силу химического взаимодействия происходит отрыв ионов цинка от стержня. Далее они становятся частью данного серного раствора. В итоге стержень из цинка постепенно приобретает отрицательный заряд, ну, а раствор, естественно, будет иметь положительный заряд. Вот у нас и получилось создать разность потенциалов (электрическое напряжение). Что же получается в итоге? При взаимодействии раствора и метала, на границе соприкосновения, появляется электрическое поле. И как только возникает это электрическое поле, то это и сопутствует преобразованию химической энергии в электрическую энергию.


Рассмотрев вариант работы простейшего химического источника питания можно теперь перейти к гальваническому элементу и устройству электрической батарейки. И так, для того что бы совершить преобразование химической энергии в электрическую нужно иметь раствор с ионной проводимостью и 2 разнородных электрических проводника с электронной проводимостью. Классический элемент Вольта содержит две пластины, одна из которых цинковая, а вторая — медная. Они помещены в слабый раствор серной кислоты. Цинковая пластина является минусом, а медная, плюсом. Разность потенциалов элемента Вольта составляет 1 Вольт. Следует учесть, что эта электродвижущая сила (ЭДС) зависит только лишь от выбранного материала и от протекающих внутри химических процессов.


Если гальванический элемент нагрузить обычной лампочкой, подсоединив к ней выводы от него, то обнаружим, что электроны с цинка внутри элемента станут перемещаться на медную пластину. В результате на меди начнет образовываться водород (пузырьки газа). Данное явление негативно сказывается на последующей работе гальванического элемента. То есть, эти пузырьки водорода препятствуют ионам водорода заряжаться, так как они будут барьером между медью и самим раствором. Данное явление получило название — поляризация.


Для исключения этого недостатка было найдено следующее решение. Оно называется элементом Лекланше. А его суть заключается в следующем — в сосуде находятся цинковый и графитовый стержень. Электролитом является слабый раствор нашатыря на основе воды. Для исключения поляризации, вокруг графитового стержня накладывается слой двуокиси марганца, задача которого заключается в поглощении выделяемого газа. В результате гальванический элемент начинает работать намного эффективнее. По этому принципу делают большинство нынешних батареек. Основная разница между разновидностями электрических батареек заключается комбинировании видов используемых веществ и материалов. Это и задаёт определённые характеристики гальваническим элементам.


На данный момент выпускаются множество различных типов гальванических элементов: Марганцево - цинковый, Марганцево - магниевый, Марганцево - оловянный, Свинцово - кадмиевый, Свинцово - цинковый, Свинцово - хлорный, Окисно - ртутно-оловянный, Хром - цинковый, Ртутно - кадмиевый, Ртутно - цинковый и т.д. Помимо внутреннего химического состава, гальванические батарейки ещё отличаются между собой размерам.


Узнал что-то Новое?
Поставь Свой Плюс»



 
« Пред.   След. »
обучение электрике