Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες | ανδρείκελα. Com

Έχετε ποτέ αναμείξει ξίδι με μαγειρική σόδα για να δημιουργήσετε ένα ηφαίστειο για ένα έργο επιστήμης δίκαιη; Η διοχέτευση που βλέπετε είναι αποτέλεσμα χημικής αντίδρασης. Αυτή η αντίδραση είναι πολύ παρόμοια με πώς λειτουργούν οι μπαταρίες. Η αντίδραση, ωστόσο, συμβαίνει μέσα σε μια μπαταρία, κρυμμένη από την άποψη της θήκης της μπαταρίας. Αυτή η αντίδραση δημιουργεί την ηλεκτρική ενέργεια που παρέχει η μπαταρία στα κυκλώματα.

Μια συνηθισμένη μπαταρία, όπως μια μπαταρία AA ή C, έχει μια θήκη ή ένα δοχείο. Μορφοποιημένο στο εσωτερικό της θήκης είναι ένα μίγμα καθόδου, το οποίο είναι αλεσμένο διοξείδιο του μαγγανίου και αγωγοί που φέρουν ένα φυσικό ηλεκτρικό φορτίο. Στη συνέχεια εμφανίζεται ένας διαχωριστής. Αυτό το χαρτί κρατά την κάθοδο να έλθει σε επαφή με την άνοδο, η οποία φέρει το αρνητικό φορτίο. Η άνοδος και ο ηλεκτρολύτης (υδροξείδιο του καλίου) βρίσκονται μέσα σε κάθε μπαταρία. Μια καρφίτσα, συνήθως κατασκευασμένη από ορείχαλκο, σχηματίζει τον αρνητικό συλλέκτη ρεύματος και βρίσκεται στο κέντρο της θήκης της μπαταρίας.

ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα υδροξειδίου του καλίου σε νερό. Ο ηλεκτρολύτης είναι το μέσο για την κίνηση των ιόντων μέσα στην κυψέλη και φέρει το εικονικό ρεύμα μέσα στην μπαταρία. Τα θετικά και αρνητικά τερματικά μιας μπαταρίας συνδέονται με δύο διαφορετικούς τύπους μεταλλικών πλακών, γνωστών ως

ηλεκτρόδια, , τα οποία είναι βυθισμένα σε χημικές ουσίες μέσα στην μπαταρία. Οι χημικές ουσίες αντιδρούν με τα μέταλλα, προκαλώντας την δημιουργία πλεοναζόντων ηλεκτρονίων στο αρνητικό ηλεκτρόδιο (τη μεταλλική πλάκα που συνδέεται με τον αρνητικό ακροδέκτη της μπαταρίας) και προκαλώντας έλλειψη ηλεκτρονίων στο θετικό ηλεκτρόδιο (το μεταλλικό έλασμα που συνδέεται με το θετικό τερματικό της μπαταρίας).

Φακός ή μικρότερες μπαταρίες, οι οποίες συνήθως φέρουν την ένδειξη A, AA, C ή D, έχουν τους ακροδέκτες που είναι ενσωματωμένοι στα άκρα των μπαταριών. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η θήκη μπαταριών του φακού σας φέρει σημάδια + και -, καθιστώντας ευκολότερη την εγκατάσταση των μπαταριών σας στη σωστή κατεύθυνση. Μεγαλύτερες μπαταρίες, όπως αυτές σε ένα αυτοκίνητο, έχουν τερματικά που εκτείνονται από την μπαταρία. (Γενικά μοιάζουν με μεγάλες κορυφές βιδών.)

Η διαφορά στον αριθμό των ηλεκτρονίων μεταξύ θετικών και αρνητικών τερματικών δημιουργεί τη δύναμη που είναι γνωστή ως τάση

. Αυτή η δύναμη θέλει να εξισορροπήσει τις ομάδες, όπως λέμε, πιέζοντας τα περίσσεια ηλεκτρονίων από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στο θετικό ηλεκτρόδιο. Αλλά οι χημικές ουσίες μέσα στην μπαταρία δρουν σαν οδόφραγμα και εμποδίζουν τα ηλεκτρόνια να ταξιδεύουν μεταξύ των ηλεκτροδίων. Εάν υπάρχει μια εναλλακτική διαδρομή που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να μετακινούνται ελεύθερα από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στο θετικό ηλεκτρόδιο, η δύναμη (τάση) θα πετύχει να ωθήσει τα ηλεκτρόνια κατά μήκος αυτής της διαδρομής. Όταν συνδέετε μια μπαταρία σε ένα κύκλωμα, παρέχετε αυτήν την εναλλακτική διαδρομή για τα ηλεκτρόνια που ακολουθούν.Έτσι, τα πλεονάζοντα ηλεκτρόνια εξέρχονται από την μπαταρία μέσω του αρνητικού ακροδέκτη, μέσω του κυκλώματος και πίσω στην μπαταρία μέσω του θετικού ακροδέκτη. Αυτή η ροή των ηλεκτρονίων είναι το ηλεκτρικό ρεύμα που παραδίδει ενέργεια στο κύκλωμά σας.

Όταν τα ηλεκτρόδια συνδέονται μέσω ενός κυκλώματος, για παράδειγμα, τα τερματικά μέσα στο φακό ή εκείνα του οχήματός σας, οι χημικές ουσίες στον ηλεκτρολύτη αρχίζουν να αντιδρούν.

Καθώς τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω ενός κυκλώματος, τα χημικά μέσα στη μπαταρία συνεχίζουν να αντιδρούν με τα μέταλλα, τα περίσσεια ηλεκτρονίων συνεχίζουν να σχηματίζουν το αρνητικό ηλεκτρόδιο και τα ηλεκτρόνια συνεχίζουν να ρέουν για να προσπαθήσουν να γεμίσουν τα πράγματα - για το ρεύμα. Εάν διατηρήσετε τη μπαταρία συνδεδεμένη σε ένα κύκλωμα για μεγάλο χρονικό διάστημα, τελικά όλες οι χημικές ουσίες μέσα στην μπαταρία εξαντληθούν και η μπαταρία πεθαίνει (δεν παρέχει πλέον ηλεκτρική ενέργεια).

Ο ηλεκτρολύτης οξειδώνει τον ψευδάργυρο που τροφοδοτείται από την άνοδο. Το μίγμα διοξειδίου του μαγγανίου / άνθρακα της καθόδου αντιδρά με τον οξειδωμένο ψευδάργυρο για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η αλληλεπίδραση μεταξύ του ψευδαργύρου και του ηλεκτρολύτη παράγει σταδιακά την επιβράδυνση της δράσης του κυττάρου και μειώνει την τάση του.

Ο συλλέκτης είναι ένας ορειχάλκινος πείρος στο κέντρο της κυψέλης που μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια στο εξωτερικό κύκλωμα.

Λάβετε υπόψη ότι τα δύο ηλεκτρόδια σε κάθε μπαταρία είναι κατασκευασμένα από δύο διαφορετικά υλικά, τα οποία πρέπει να είναι ηλεκτρικοί αγωγοί. Ένα από τα υλικά δίνει ηλεκτρόνια και το άλλο τα λαμβάνει, πράγμα που κάνει τη ροή του ρεύματος.