Prinsipyo ng pagpapatakbo ng elementong Galvanic. Galvanic cell: circuit, prinsipyo ng operasyon, aplikasyon

Mababang pinagmumulan ng kuryente enerhiyang elektrikal

Upang mapagana ang portable electrical at radio equipment, galvanic cell at baterya ang ginagamit.

Mga galvanic na selula - ito ay mga pinagmumulan ng iisang aksyon, mga baterya- magagamit muli na mapagkukunan.

Ang pinakasimpleng elemento ng galvanic

Ang pinakasimpleng elemento ay maaaring gawin mula sa dalawang piraso: tanso at sink, na nalubog sa tubig na bahagyang acidified na may sulfuric acid. Kung ang zinc ay sapat na dalisay upang maging malaya mula sa mga lokal na reaksyon, walang kapansin-pansing pagbabago ang magaganap hanggang ang tanso at sink ay konektado sa pamamagitan ng wire.

Gayunpaman, ang mga strip ay may iba't ibang mga potensyal na nauugnay sa bawat isa, at kapag sila ay konektado sa pamamagitan ng isang wire, isang lilitaw sa loob nito. Habang nagpapatuloy ang pagkilos na ito, ang zinc strip ay unti-unting matutunaw, at ang mga bula ng gas ay bubuo malapit sa tansong elektrod at makokolekta sa ibabaw nito. Ang gas na ito ay hydrogen, na nabuo mula sa electrolyte. Ang electric current ay dumadaloy mula sa copper strip sa pamamagitan ng wire papunta sa zinc strip, at mula dito sa electrolyte pabalik sa copper.

Unti-unti, ang sulfuric acid ng electrolyte ay pinalitan ng zinc sulfate, na nabuo mula sa natunaw na bahagi ng zinc electrode. Dahil dito, ang boltahe ng elemento ay nabawasan. Gayunpaman, ang isang mas malaking pagbaba ng boltahe ay sanhi ng pagbuo ng mga bula ng gas sa tanso. Ang parehong mga pagkilos na ito ay gumagawa ng "polarisasyon." Ang mga naturang elemento ay halos walang praktikal na kahalagahan.

Mahalagang mga parameter ng galvanic cells

Ang magnitude ng boltahe na ibinigay ng mga galvanic cell ay nakasalalay lamang sa kanilang uri at disenyo, ibig sabihin, sa materyal ng mga electrodes at komposisyon ng kemikal electrolyte, ngunit hindi nakasalalay sa hugis at sukat ng mga elemento.

Ang dami ng kasalukuyang na maaaring gawin ng isang galvanic cell ay limitado sa pamamagitan ng panloob na pagtutol nito.

napaka mahalagang katangian galvanic cell ay . Ang kapasidad ng elektrisidad ay nangangahulugang ang dami ng kuryente na kayang ihatid ng isang galvanic o cell ng baterya sa buong oras ng operasyon nito, ibig sabihin, hanggang sa mangyari ang huling discharge.

Ang kapasidad na ibinigay ng elemento ay natutukoy sa pamamagitan ng pagpaparami ng lakas ng kasalukuyang naglalabas, na ipinahayag sa mga amperes, sa oras sa mga oras kung saan ang elemento ay pinalabas hanggang sa simula ng kumpletong paglabas. Samakatuwid, ang kapasidad ng kuryente ay palaging ipinahayag sa ampere-hours (A x h).

Batay sa kapasidad ng elemento, maaari mo ring matukoy nang maaga kung gaano karaming oras ito gagana hanggang sa ganap itong ma-discharge. Upang gawin ito, kailangan mong hatiin ang kapasidad sa pamamagitan ng kasalukuyang discharge na pinapayagan para sa elementong ito.

Gayunpaman, ang electrical capacitance ay hindi isang mahigpit na pare-parehong halaga. Nag-iiba ito sa loob ng medyo malawak na mga limitasyon depende sa mga kondisyon ng operating (mode) ng elemento at ang panghuling boltahe sa paglabas.

Kung ang elemento ay pinalabas na may pinakamataas na kasalukuyang at walang pagkagambala, pagkatapos ay magbibigay ito ng mas kaunting kapasidad. Sa kabaligtaran, kapag ang parehong elemento ay pinalabas na may mas mababang kasalukuyang at may madalas at medyo mahabang break, ibibigay ng elemento ang buong kapasidad nito.

Tulad ng para sa impluwensya ng panghuling boltahe ng paglabas sa kapasidad ng elemento, dapat tandaan na sa panahon ng paglabas ng galvanic na elemento nito operating boltahe ay hindi nananatili sa parehong antas, ngunit unti-unting bumababa.

Mga karaniwang uri ng galvanic cells

Ang pinakakaraniwang galvanic cells ay manganese-zinc, manganese-air, air-zinc at mercury-zinc system na may asin at alkaline electrolytes. tuyo mga elemento ng manganese-zinc na may asin electrolyte ay may paunang boltahe na 1.4 hanggang 1.55 V, tagal ng operasyon sa temperatura kapaligiran mula -20 hanggang -60 o C mula 7 oras hanggang 340 oras.

Ang mga dry manganese-zinc at zinc-air na mga cell na may alkaline electrolyte ay may boltahe mula 0.75 hanggang 0.9 V at isang oras ng pagpapatakbo mula 6 na oras hanggang 45 na oras.

Ang mga dry mercury-zinc cell ay may paunang boltahe na 1.22 hanggang 1.25 V at isang run time na 24 na oras hanggang 55 na oras.

Pinakamalaki panahon ng warranty Ang mga dry mercury-zinc na elemento ay may buhay ng imbakan na hanggang 30 buwan.

Ang mga ito ay pangalawang galvanic cells.Hindi tulad ng mga galvanic cell, walang mga kemikal na proseso ang nangyayari sa baterya kaagad pagkatapos ng pagpupulong.

Upang magsimula sa baterya ang mga reaksiyong kemikal na nauugnay sa paggalaw mga singil sa kuryente, kailangan mong baguhin ang kemikal na komposisyon ng mga electrodes nito (at bahagyang ang electrolyte) nang naaayon. Ang pagbabagong ito sa kemikal na komposisyon ng mga electrodes ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng agos ng kuryente.

Samakatuwid, upang ang baterya ay makagawa ng electric current, kailangan muna itong "sisingilin" ng direktang electric current mula sa ilang panlabas na kasalukuyang pinagmumulan.

Ang mga baterya ay naiiba din sa mga kumbensyonal na galvanic na mga cell na pagkatapos ng paglabas ay maaari silang ma-charge muli. Sa mabuting pangangalaga sa likod ng mga ito at sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng pagpapatakbo, ang mga baterya ay makatiis ng hanggang ilang libong singil at paglabas.
Baterya na aparato

Sa kasalukuyan, ang mga lead at cadmium-nickel na baterya ay kadalasang ginagamit sa pagsasanay. Para sa una, ang electrolyte ay isang solusyon ng sulfuric acid, at para sa huli, isang solusyon ng alkalis sa tubig. Ang mga lead na baterya ay tinatawag ding mga acid na baterya, at ang mga nickel-cadmium na baterya ay tinatawag na mga alkaline na baterya.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga baterya ay batay sa polariseysyon ng mga electrodes. pinakasimple acid na baterya ito ay idinisenyo tulad ng sumusunod: ito ay dalawang lead plate na inilubog sa isang electrolyte. Bilang resulta ng reaksyon ng pagpapalit ng kemikal, ang mga plato ay natatakpan ng isang bahagyang patong ng lead sulfate PbSO4, tulad ng sumusunod mula sa formula Pb + H 2 SO 4 = PbSO 4 + H 2.

Acid na aparato ng baterya

Ang estado ng mga plate na ito ay tumutugma sa isang na-discharge na baterya. Kung i-on mo ngayon ang baterya para sa pag-charge, ibig sabihin, ikonekta ito sa generator DC, pagkatapos ay ang polariseysyon ng mga plato ay magsisimula dito dahil sa electrolysis. Bilang resulta ng pag-charge ng baterya, ang mga plato nito ay polarized, iyon ay, binabago nila ang sangkap ng kanilang ibabaw, at mula sa homogenous (PbSO 4) ay nagiging hindi magkatulad (Pb at Pb O 2).

Ang baterya ay nagiging pinagmumulan ng kasalukuyang, at ang positibong elektrod nito ay isang plato na pinahiran ng lead dioxide, at ang negatibong elektrod ay isang malinis na lead plate.

Sa pagtatapos ng singil, tumataas ang konsentrasyon ng electrolyte dahil sa paglitaw ng karagdagang mga molekula ng sulfuric acid sa loob nito.

Ito ay isa sa mga tampok lead na baterya: ang electrolyte nito ay hindi nananatiling neutral at mismong nakikilahok sa mga reaksiyong kemikal kapag tumatakbo ang baterya.

Sa pagtatapos ng paglabas, ang parehong mga plato ng baterya ay muling natatakpan ng lead sulfate, bilang isang resulta kung saan ang baterya ay tumigil na maging isang mapagkukunan ng kasalukuyang. Ang baterya ay hindi kailanman dinadala sa ganitong estado. Dahil sa pagbuo ng lead sulfate sa mga plato, bumababa ang konsentrasyon ng electrolyte sa dulo ng discharge. Kung ini-charge mo ang baterya, maaari kang magdulot muli ng polarization upang mai-discharge itong muli, atbp.

Mayroong ilang mga paraan upang singilin ang mga baterya. Ang pinakasimpleng ay ang normal na pag-charge ng baterya, na nangyayari bilang mga sumusunod. Sa una, sa loob ng 5 - 6 na oras, ang singil ay isinasagawa gamit ang dobleng normal na kasalukuyang hanggang ang boltahe sa bawat bangko ng baterya ay umabot sa 2.4 V.

Ang normal na charging current ay tinutukoy ng formula I charge = Q/16

Saan Q - nominal na kapasidad ng baterya, Ah.

Pagkatapos nito, ang charging current ay nabawasan sa isang normal na halaga at ang singil ay nagpapatuloy sa loob ng 15 - 18 oras, hanggang sa lumitaw ang mga palatandaan ng pagtatapos ng pagsingil.

Mga modernong baterya

Ang Cadmium-nickel, o alkaline na mga baterya, ay lumitaw nang mas huli kaysa sa mga lead na baterya at, kung ihahambing sa mga ito, ay mas advanced na mga kasalukuyang mapagkukunan ng kemikal. Ang pangunahing bentahe ng mga alkaline na baterya sa mga lead na baterya ay ang chemical neutrality ng kanilang electrolyte na may paggalang sa aktibong masa ng mga plato. Dahil dito, ang self-discharge ng mga alkaline na baterya ay makabuluhang mas mababa kaysa sa mga lead na baterya. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga alkaline na baterya ay batay din sa polariseysyon ng mga electrodes sa panahon ng electrolysis.

Upang mapagana ang mga kagamitan sa radyo, ang mga selyadong cadmium-nickel na baterya ay ginawa, na gumagana sa mga temperatura mula -30 hanggang +50 o C at makatiis ng 400 - 600 na mga siklo ng pag-charge-discharge. Ang mga bateryang ito ay ginawa sa anyo ng mga compact parallelepiped at mga disk na may bigat na ilang gramo hanggang kilo.

Gumagawa sila ng mga nickel-hydrogen na baterya para sa supply ng kuryente sa mga autonomous na pasilidad. Tukoy na enerhiya Ang nickel-hydrogen na baterya ay 50 - 60 Wh kg -1.

Mga kinakailangan para sa paglitaw ng mga galvanic cells. Isang maliit na kasaysayan. Noong 1786, ang propesor ng medisina ng Italya, ang physiologist na si Luigi Aloisio Galvani ay natuklasan ang isang kawili-wiling kababalaghan: ang mga kalamnan ng hulihan na mga binti ng isang bagong bukas na bangkay ng palaka, na nasuspinde sa mga kawit na tanso, ay kinontrata nang hawakan sila ng siyentipiko ng isang bakal na scalpel. Agad na napagpasyahan ni Galvani na ito ay isang pagpapakita ng "kuryente ng hayop."

Pagkatapos ng kamatayan ni Galvani, ang kanyang kontemporaryong si Alessandro Volta, bilang isang chemist at physicist, ay maglalarawan at magpapakita sa publiko ng isang mas makatotohanang mekanismo para sa pagbuo ng electric current sa pakikipag-ugnay. iba't ibang mga metal.

Ang Volta, pagkatapos ng isang serye ng mga eksperimento, ay darating sa malinaw na konklusyon na ang kasalukuyang lumilitaw sa circuit dahil sa pagkakaroon nito ng dalawang konduktor ng iba't ibang mga metal na inilagay sa isang likido, at hindi ito "elektrisidad ng hayop", tulad ng Galvani naisip. Ang pagkibot ng mga binti ng palaka ay bunga ng pagkilos ng agos na nabuo sa pamamagitan ng pagdikit ng iba't ibang metal (mga kawit na tanso at isang bakal na scalpel).

Ipapakita ng Volta ang parehong phenomena na ipinakita ni Galvani sa isang patay na palaka, ngunit sa isang ganap na walang buhay na homemade electrometer, at magbibigay noong 1800 ng isang tumpak na paliwanag para sa paglitaw ng kasalukuyang: "isang konduktor ng pangalawang klase (likido) ay nasa gitna. at nakikipag-ugnayan sa dalawang konduktor ng unang klase sa dalawa iba't ibang mga metal… Bilang resulta, ang isang electric current ay lumalabas sa isang direksyon o iba pa.”

Sa isa sa kanyang mga unang eksperimento, inilubog ni Volta ang dalawang plato - sink at tanso - sa isang garapon ng acid at ikinabit ang mga ito sa wire. Pagkatapos nito, nagsimulang matunaw ang zinc plate, at lumitaw ang mga bula ng gas sa tansong bakal. Iminungkahi at pinatunayan ni Volta na ang isang electric current ay dumadaloy sa isang wire.

Ito ay kung paano naimbento ang "Volta element" - ang unang galvanic cell. Para sa kaginhawahan, binigyan ito ng Volta ng hugis ng isang patayong silindro (haligi), na binubuo ng mga magkakaugnay na singsing ng sink, tanso at tela, na babad sa acid. Ang isang voltaic column na kalahating metro ang taas ay lumikha ng boltahe na sensitibo sa mga tao.

Dahil ang pananaliksik ay sinimulan ni Luigi Galvani, ang pangalan ay nagpapanatili ng memorya sa kanya sa pangalan nito.

Galvanic na selula- Ito pinagmumulan ng kemikal electric current, batay sa pakikipag-ugnayan ng dalawang metal at/o ng kanilang mga oxide sa isang electrolyte, na humahantong sa paglitaw ng isang electric current sa isang closed circuit. Kaya, sa mga galvanic cells, ang kemikal na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Galvanic cells ngayon

Ang mga galvanic cell ngayon ay tinatawag na mga baterya. Tatlong uri ng mga baterya ang malawakang ginagamit: asin (tuyo), alkaline (tinatawag din silang alkaline, "alkaline" na isinalin mula sa Ingles bilang "alkaline") at lithium. Ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay kapareho ng inilarawan ni Volta noong 1800: dalawang metal, at ang isang electric current ay lumitaw sa isang panlabas na closed circuit.

Ang boltahe ng baterya ay nakasalalay pareho sa mga metal na ginamit at sa bilang ng mga elemento sa "baterya". Ang mga baterya, hindi katulad ng mga nagtitipon, ay hindi kayang ibalik ang kanilang mga katangian, dahil direkta nilang binago ang enerhiya ng kemikal, iyon ay, ang enerhiya ng mga reagents na bumubuo sa baterya (reducing agent at oxidizing agent), sa elektrikal na enerhiya.

Ang mga reagents na kasama sa baterya ay natupok sa panahon ng operasyon nito, at ang kasalukuyang ay unti-unting bumababa, kaya ang epekto ng pinagmulan ay nagtatapos pagkatapos na ang mga reagents ay ganap na tumugon.

Ang mga alkalina at mga salt cell (baterya) ay malawakang ginagamit upang paganahin ang iba't ibang mga mga kagamitang elektroniko, mga kagamitan sa radyo, mga laruan, at lithium ay kadalasang matatagpuan sa mga portable na medikal na kagamitan tulad ng mga glucometer o digital na teknolohiya parang mga camera.

Ang mga cell ng manganese-zinc, na tinatawag na mga salt batteries, ay mga "dry" galvanic cells na hindi naglalaman ng likidong electrolyte solution.

Ang zinc electrode (+) ay isang glass-shaped cathode, at ang anode ay isang powdered mixture ng manganese dioxide at graphite. Ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng graphite rod. Ang electrolyte ay isang paste ng ammonium chloride solution na may pagdaragdag ng starch o harina upang lumapot ito upang walang dumadaloy.

Karaniwan, ang mga tagagawa ng baterya ay hindi nagpapahiwatig ng eksaktong komposisyon ng mga cell ng asin, gayunpaman, ang mga baterya ng asin ay ang pinakamurang, kadalasang ginagamit ang mga ito sa mga device kung saan ang pagkonsumo ng kuryente ay napakababa: sa mga relo, sa mga remote control. remote control, sa mga electronic thermometer, atbp.

Ang konsepto ng "nominal na kapasidad" ay bihirang ginagamit upang makilala ang mga baterya ng zinc-manganese, dahil ang kanilang kapasidad ay lubos na nakasalalay sa mga mode at kondisyon ng pagpapatakbo. Ang mga pangunahing disadvantages ng mga elementong ito ay ang makabuluhang rate ng pagbaba ng boltahe sa buong paglabas at isang makabuluhang pagbaba sa naihatid na kapasidad na may pagtaas ng kasalukuyang paglabas. Ang huling boltahe ng paglabas ay nakatakda depende sa pagkarga sa hanay na 0.7-1.0 V.

Hindi lamang ang magnitude ng kasalukuyang naglalabas ay mahalaga, kundi pati na rin ang iskedyul ng oras ng pagkarga. Sa pasulput-sulpot na discharge sa mataas at katamtamang alon, ang pagganap ng mga baterya ay kapansin-pansing tumataas kumpara sa patuloy na operasyon. Gayunpaman, sa mababang discharge currents at mga buwang break sa operasyon, ang kanilang kapasidad ay maaaring bumaba bilang resulta ng self-discharge.

Ang graph sa itaas ay nagpapakita ng mga discharge curve para sa isang average na baterya ng asin sa loob ng 4, 10, 20 at 40 na oras para sa paghahambing sa alkaline, na tatalakayin sa ibang pagkakataon.

Ang alkaline na baterya ay isang manganese-zinc voltaic na baterya na gumagamit ng manganese dioxide bilang cathode, powdered zinc bilang anode, at isang alkali solution, kadalasan sa anyo ng potassium hydroxide paste, bilang electrolyte.

Ang mga bateryang ito ay may ilang mga pakinabang (sa partikular, makabuluhang mas malaking kapasidad, pinakamahusay na trabaho sa mababang temperatura at sa mataas na load currents).

Ang mga alkalina na baterya, kumpara sa mga baterya ng asin, ay maaaring magbigay ng mas maraming kasalukuyang para sa mas mahabang panahon. Ang isang mas mataas na kasalukuyang ay nagiging posible dahil ang zinc ay ginagamit dito hindi sa anyo ng isang baso, ngunit sa anyo ng isang pulbos na may mas malaking lugar pakikipag-ugnay sa electrolyte. Ang potasa hydroxide sa anyo ng isang paste ay ginagamit bilang isang electrolyte.

Ito ay tiyak na salamat sa kakayahan ng ganitong uri ng mga galvanic cell na maghatid ng makabuluhang kasalukuyang (hanggang sa 1 A) sa loob ng mahabang panahon, alkalina na mga baterya pinakakaraniwan sa kasalukuyan.

Sa electric toys, sa portable kagamitang medikal, sa mga elektronikong aparato, sa mga camera - ang mga alkaline na baterya ay ginagamit kahit saan. Ang mga ito ay tumatagal ng 1.5 beses na mas mahaba kaysa sa asin kung ang discharge ay mababa ang kasalukuyang. Ang graph ay nagpapakita ng mga discharge curve sa iba't ibang agos para sa paghahambing sa isang salt battery (ang graph ay ipinapakita sa itaas) para sa 4, 10, 20 at 40 na oras.

Mga bateryang lithium

Ang isa pang medyo karaniwang uri ng voltaic cell ay lithium batteries - mga single non-rechargeable voltaic cells na gumagamit ng lithium o mga compound nito bilang anode. Salamat sa paggamit ng isang alkali metal, mayroon silang mataas na potensyal na pagkakaiba.

Ang cathode at electrolyte ng isang lithium cell ay maaaring ibang-iba, kaya ang terminong "lithium cell" ay pinagsasama ang isang pangkat ng mga cell na may parehong anode na materyal. Halimbawa, ang manganese dioxide, carbon monofluoride, pyrite, thionyl chloride, atbp ay maaaring gamitin bilang isang katod.

Ang mga baterya ng lithium ay naiiba sa iba pang mga baterya sa kanilang mahabang buhay ng serbisyo at mataas na gastos. Depende sa napiling laki at ginamit mga kemikal na materyales, ang baterya ng lithium ay maaaring makagawa ng boltahe mula 1.5V (katugma sa mga alkaline na baterya) hanggang 3.7V.

Ang mga bateryang ito ay may pinakamataas na kapasidad sa bawat yunit ng timbang at sa mahabang panahon imbakan Lithium cell ay malawakang ginagamit sa modernong portable teknolohiyang elektroniko: para paganahin ang orasan mga motherboard mga computer, para sa pagpapagana ng portable mga kagamitang medikal, wristwatch, mga calculator, kagamitan sa photographic, atbp.

Ang graph sa itaas ay nagpapakita ng discharge curves para sa dalawa mga baterya ng lithium mula sa dalawang sikat na tagagawa. Ang paunang kasalukuyang ay 120 mA (bawat risistor ng tungkol sa 24 Ohms).

Ngayon, ang mga galvanic cell ay isa sa mga pinaka-karaniwang kemikal na mga cell Sa kabila ng kanilang mga pagkukulang, sila ay aktibong ginagamit sa electrical engineering at patuloy na pinapabuti.

Prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang pinakasimpleng halimbawa kung paano gumagana ang isang galvanic cell ay ganito ang hitsura. SA garapon ng salamin Dalawang plato ay nahuhulog sa isang may tubig na solusyon ng sulfuric acid: ang isa ay tanso, ang isa ay sink. Sila ay nagiging positibo at negatibong mga pole ng elemento. Kung ang mga pole na ito ay konektado sa isang konduktor, makakakuha ka ng pinakasimpleng bagay sa loob ng elemento, ang kasalukuyang ay dadaloy mula sa zinc plate, na may negatibong singil, patungo sa tansong plato, na positibong sisingilin. Sa panlabas na circuit, ang paggalaw ng mga sisingilin na particle ay magaganap sa kabaligtaran na direksyon.

Sa ilalim ng impluwensya ng kasalukuyang, ang mga hydrogen ions at ang acidic na nalalabi ng sulfuric acid ay lilipat iba't ibang direksyon. Ibibigay ng hydrogen ang mga singil nito sa copper plate, at ang acid residue ay ibibigay ang mga singil nito sa zinc plate. Ito ay magpapanatili ng boltahe sa mga terminal ng elemento. Kasabay nito, ang mga bula ng hydrogen ay tumira sa ibabaw ng tansong plato, na magpapahina sa pagkilos ng galvanic cell. Ang hydrogen ay lumilikha ng karagdagang boltahe kasama ang metal ng plato, na tinatawag na electromotive force ng polariseysyon. Ang direksyon ng singil ng EMF na ito ay kabaligtaran sa direksyon ng singil ng EMF ng galvanic cell. Ang mga bula mismo ay lumikha ng karagdagang pagtutol sa elemento.

Ang elemento na aming isinasaalang-alang ay klasikong halimbawa. Sa katotohanan, ang mga naturang elemento ng galvanic ay hindi ginagamit dahil sa mataas na polariseysyon. Upang maiwasang mangyari ito, sa panahon ng paggawa ng mga elemento, isang espesyal na sangkap ang ipinakilala sa kanilang komposisyon na sumisipsip ng mga atomo ng hydrogen, na tinatawag na depolarizer. Bilang isang patakaran, ito ay mga paghahanda na naglalaman ng oxygen o murang luntian.

Mga kalamangan at kawalan ng mga modernong galvanic cells

Ang mga modernong galvanic cell ay ginawa mula sa iba't ibang materyales. Ang pinakakaraniwan at pamilyar na uri ay ang carbon-zinc cell na ginagamit sa mga AA na baterya. Kasama sa kanilang mga bentahe ang kamag-anak na mura, habang ang kanilang mga disadvantage ay kinabibilangan ng maikling buhay ng istante at mababang kapangyarihan.

Higit pa maginhawang opsyon- Ito ay mga alkaline galvanic cells. Tinatawag din silang manganese-zinc. Dito ang electrolyte ay hindi isang tuyong sangkap tulad ng karbon, ngunit isang alkaline na solusyon. Kapag pinalabas, ang mga naturang elemento ay halos hindi naglalabas ng gas, kaya maaari silang gawing hermetically selyadong. Ang buhay ng istante ng naturang mga elemento ay mas mataas kaysa sa mga elemento ng carbon-zinc.

Ang mga elemento ng mercury ay katulad ng disenyo sa mga elemento ng alkalina. Mercury oxide ang ginagamit dito. Ang mga kasalukuyang mapagkukunan ay ginagamit, halimbawa, para sa mga kagamitang medikal. Ang kanilang mga pakinabang ay paglaban sa mataas na temperatura(hanggang sa +50, at sa ilang mga modelo hanggang sa +70 ˚С), matatag na boltahe, mataas na lakas ng makina. Ang kawalan ay ang mga nakakalason na katangian ng mercury, dahil sa kung saan ang mga ginugol na elemento ay dapat hawakan nang maingat at ipadala para sa pag-recycle.

Sa ilang mga cell, ang silver oxide ay ginagamit upang gumawa ng mga cathode, ngunit dahil sa mataas na halaga ng metal, ang kanilang paggamit ay hindi matipid sa ekonomiya. Ang mga cell na may lithium anodes ay mas karaniwan. Mataas din ang halaga ng mga ito, ngunit may pinakamataas na boltahe sa lahat ng uri ng galvanic cell na isinasaalang-alang.

Ang isa pang uri ng galvanic cells ay concentration galvanic cells. Sa kanila, ang proseso ng paggalaw ng butil ay maaaring mangyari nang mayroon o walang paglipat ng ion. Ang unang uri ay isang elemento kung saan ang dalawang magkatulad na electrodes ay nahuhulog sa magkakaibang mga konsentrasyon, na pinaghihiwalay ng isang semi-permeable na partisyon. Sa ganitong mga elemento, ang EMF ay nangyayari dahil sa ang katunayan na ang mga ion ay inilipat sa isang solusyon na may mas mababang konsentrasyon. Sa mga elemento ng pangalawang uri, ang mga electrodes ay gawa sa iba't ibang mga metal, at ang konsentrasyon ay equalized dahil sa mga proseso ng kemikal na nangyayari sa bawat isa sa mga electrodes. ang mga elementong ito ay mas mataas kaysa sa unang uri.

Galvanic na selula

Diagram ng Daniel-Jacobi galvanic cell

galvanic na elemento- batay sa pakikipag-ugnayan ng dalawang metal at (o) kanilang mga oxide sa isang electrolyte, na humahantong sa paglitaw ng electric current sa isang closed circuit. Ipinangalan kay Luigi Galvani.

Ang kababalaghan ng paglitaw ng electric current kapag nagkadikit ang iba't ibang metal ay natuklasan ng Italian physiologist, propesor ng medisina sa Unibersidad ng Bologna, Luigi Galvani noong 1786. Inilarawan ni Galvani ang mga contraction ng mga kalamnan ng hulihan na mga binti ng isang bagong dissect na palaka, na nakakabit sa mga kawit na tanso, kapag hinawakan ng isang bakal na scalpel. Ang mga obserbasyon ay binigyang-kahulugan ng natuklasan bilang isang pagpapakita ng "kuryente ng hayop."

Mga generator ng electrochemical (fuel cell)- ito ang mga elemento kung saan nangyayari ang pagbabago enerhiya ng kemikal sa electric. Ang oxidizing agent at reducing agent ay naka-imbak sa labas ng cell at patuloy at hiwalay na ibinibigay sa mga electrodes sa panahon ng operasyon. Sa panahon ng pagpapatakbo ng fuel cell, ang mga electrodes ay hindi natupok. Ang reducing agent ay hydrogen (H 2), methanol (CH 3 OH), methane (CH 4) sa likido o gas na estado. Ang oxidizing agent ay kadalasang air oxygen o purong oxygen. Sa oxygen-hydrogen fuel cell Sa pamamagitan ng alkaline electrolyte, ang kemikal na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya. Ang mga power plant ay ginagamit sa mga sasakyang pangkalawakan; sasakyang pangkalawakan at mga astronaut.

Aplikasyon

• Mga baterya ginagamit sa mga alarm system, flashlight, orasan, calculator, audio system, laruan, radyo, kagamitan sa sasakyan, remote control.
• Mga baterya ay ginagamit upang simulan ang mga makina ng kotse, posible ring gamitin ang mga ito bilang pansamantalang pinagkukunan ng kuryente sa mga lugar na malayo sa mga mataong lugar.
• Mga fuel cell ginagamit sa paggawa ng elektrikal na enerhiya (para sa mga istasyon ng kuryente), pang-emergency na mapagkukunan ng enerhiya, autonomous na supply ng kuryente, transportasyon, on-board na supply ng kuryente, mga mobile device.

Tingnan din

Panitikan

• Akhmetov N.S. Pangkalahatan at di-organikong kimika
• Aksenovich L. A. Physics sa mataas na paaralan: Teorya. Mga takdang-aralin.

Mga link