Як працює батарейка?

Як працює батарейка?

Як працюють батарейки та акумулятори. Для кожного нового досвіду з пляшками нам доводилося переливати воду з правої в ліву. Для чого? А для того, щоб створити різницю рівнів, щоб виник струм води в шлангу. Поступово вода перетікала з лівої пляшки в праву, рівні порівнювалися і струм припинявся.

Ми знову переливали воду, і процес починався заново. Значить, ідея така: щоб струм води не припинявся, треба постійно підтримувати різницю рівнів води. Спробуємо! Для цього треба взяти якийсь черпачок, наприклад кавову чашечку. Цим черпачком ми будемо вичерпувати воду з правої пляшки, і виливати її в ліву.

Причому треба вичерпувати з такою швидкістю, щоб кількість переливається води було не менше кількості надходить по шлангу за той же час. Інакше, якщо відчерпувати менше, ніж за той же час переливається по шлангу через деякий час рівні все одно зрівняються і ток припиниться. Переходимо до електрики. Отже, у нас є дві заряджені гайки від трактора Білорусь. Або краще, давайте візьмемо просто дві металеві пластини.

Потенціал однієї 10 В, другий 15 В. Між ними напруга 5В. Підключаємо до них лампочку. Лампочка світиться, струм йде.

Йде, йде, йде І ось вже не йде, і лампочка не горить! Чому? А тому що струм вирівняв потенціали двох пластин, і напруга між ними стало 0В. Щоб лампочка загорілася знову, треба що? Треба перенести заряд з однієї пластини на іншу і тим самим знову створити різницю потенціалів.

Для цього треба залучити до роботи якісь сторонні сили, які б зайнялися перекачуванням зарядів. У досвіді з пляшками цієї сторонньої силою був той, хто вичерпував воду. У електротехніці такою силою може служити, наприклад, хімічна реакція. Будь батарейка або акумулятор це ні що інше, як дві металеві пластини, поміщені в спеціальне хімічна речовина електроліт. Одна пластина підключена до висновку +, інша до висновку -. Припустимо, батарейка розрахована на 9 Вольт.

Поки її не чіпають, напруга між пластинами залишається рівним 9В. Але варто підключити до батарейці навантаження, наприклад, лампочку, як від пластини + до пластини — потече струм.

Напруга почне зменшуватися. І тут же включиться хімічна реакція в електроліті, яка почне перекидати електрони с — (негативної) пластини назад на позитивну, підтримуючи тим самим різницю потенціалів між ними. Чим більше сила струму в навантаженні (чим більше потужність лампочки), тим інтенсивніше буде протікати реакція. Всі реакції можна ділити на дві великі групи: ті, в результаті яких виділяється енергія, і ті, для проведення яких необхідна енергія ззовні.

Реакція всередині батарейки відноситься до першого типу. До цього ж типу відноситься реакція горіння. При горінні, в результаті з’єднання молекули палива з киснем, виділяється енергія у вигляді тепла і світла, і утворюється нова речовина окислене паливо. Наприклад, якщо паливом є вугілля (який складається, в-основному, з вуглецю) при з’єднанні з повітрям виходить оксид вуглецю (вуглекислий газ).

Вуглекислий газ не горить, і його ми більше використовувати не можемо. Тобто він є відходом, марним продуктом реакції. Принаймні горіння, кількість вихідних речовин (палива і кисню) зменшується, а кількість марного продукту (вуглекислого газу) збільшується.

Зрештою, настає момент, коли продукти реакції згоряють повністю, і реакція припиняється. У електроліті теж протікає реакція, в ході якої виділяється енергія у вигляді електричного струму. При цьому, витрачаються вихідні речовини, і виділяється даремний продукт. Чим менше залишається витратних речовин тим важче батарейці підтримувати потрібну напругу між пластинами. Батарейка сідає.

Ми вже ділили всі реакції на два види. Поділимо ще раз, але по-іншому. Реакції бувають оборотними і необоротними. Якщо продукт реакції можна знову перетворити в вихідні речовини то така реакція оборотна. Тобто, вона йде в обидві сторони.

Якщо в результаті реакції виходить продукт, який не можна перетворити назад, то реакція необоротна. Чим відрізняється батарейка від акумулятора? Тим що батарейку не можна заряджати, а акумулятор можна.

Тобто, в батарейці протікає необоротна реакція, а в акумуляторі оборотна. Коли ми підключаємо акумулятор до зарядного пристрою, ток всередині нього починає текти в зворотному напрямку, тобто від + до -. І реакція в електроліті також починає йти у зворотному напрямку. В результаті, продукт реакції розкладається на вихідні речовини.

Акумулятор заряджається Мабуть, це все про батарейках і акумуляторах.

Як працює батарейка?

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Комментарии закрыты