Μια μπαταρία λειτουργεί με βάση την αρχή μιας απλής χημικής αντίδρασης, που συνήθως συμβαίνει μεταξύ τριών στοιχείων. Η προκύπτουσα αντίδραση μεταξύ αυτών των ουσιών παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή είναι η ουσία.
Τρία βασικά αντικείμενα:
- Άνοδος "+"
- Κάθοδος "-"
- Ηλεκτρολύτης
Η άνοδος, ή θετικός πόλος, χρησιμεύει ως πηγή ηλεκτρονίων. Συνήθως κατασκευάζεται από ψευδάργυρο. Τα δύο ηλεκτρόδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω ενός ηλεκτρολύτη. Ο ηλεκτρολύτης είναι συνήθως άλας, χλωριούχο αμμώνιο ή αλκάλιο. Μπορεί να είναι ξηρός ή υγρός. Για να πυκνώσουν την ουσία, οι κατασκευαστές προσθέτουν πολυμερείς ενώσεις. Μερικοί χρησιμοποιούν άμυλο.
Πώς λειτουργεί μια μπαταρία
Το ρεύμα ρέει από τον θετικό πόλο στον αρνητικό. Αυτό συμβαίνει όταν ένα φορτίο είναι συνδεδεμένο στην μπαταρία. Η απλή σύνδεση των θετικών και αρνητικών ακροδεκτών με ένα καλώδιο θα προκαλέσει βραχυκύκλωμα. Αυτό μπορεί να εξαντλήσει γρήγορα την μπαταρία και να προκαλέσει ακόμη και πυρκαγιά.
Η κάθοδος λειτουργεί ως αναγωγικό μέσο, αποκτώντας ηλεκτρόνια από την άνοδο. Στο περιβάλλον του ηλεκτρολύτη, τα ιόντα κινούνται ελεύθερα και διευκολύνουν την αποτελεσματική παραγωγή ρεύματος.
Τι συμβαίνει χημικά;
Για παράδειγμα, σε γυαλί ικανότηταΑς ρίξουμε ένα διάλυμα θειικού οξέος και ας τοποθετήσουμε μια ράβδο ψευδαργύρου μέσα σε αυτό. Θετικά φορτισμένα ιόντα υπάρχουν στην επιφάνεια της ράβδου. Αρνητικά ιόντα της ουσίας συσσωρεύονται γύρω από το αντικείμενο ψευδαργύρου στο διάλυμα. Το διάλυμα ασκεί ελκτικές δυνάμεις που αποσπούν εύκολα τα ιόντα ψευδαργύρου. Ως αποτέλεσμα, το υγρό αποκτά θετικό φορτίο και η πλάκα ή η ράβδος ψευδαργύρου αποκτά αρνητικό φορτίο. Η φυσική μας λέει ότι η διαφορά δυναμικού ισούται με τάση. Αυτό είναι που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.
Ως αποτέλεσμα, όταν το όξινο διάλυμα και το μέταλλο έρχονται σε επαφή, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο στη διεπαφή. Αυτή τη στιγμή, η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι λειτουργεί μια μπαταρία.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα εξαντληθεί. Όλα εξαρτώνται από το πού και πώς χρησιμοποιείται η πηγή ενέργειας. Για παράδειγμα, εάν τροφοδοτεί έναν φακό, τότε με μέτρια χρήση, δύο μπαταρίες 1,5 βολτ η καθεμία θα διαρκέσουν για έναν μήνα. Ωστόσο, εάν τοποθετήσετε αυτές τις ίδιες μπαταρίες σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, αυτό θα λειτουργεί μόνο για λίγες ώρες.
Ως αποτέλεσμα όλων αυτών, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο πιο γρήγορα θα αποφορτιστεί η μπαταρία.
Διαβάστε επίσης:
