Pil çalışma prensibi

Duvar saati, TV uzaktan kumandası veya radyo kontrollü çocuk oyuncağı nasıl çalışır? Çoğu insan tereddüt etmeden "pillerden" cevabını verecektir ve prensip olarak haklı olacaktır. Ancak bunlardan herhangi birinin taşınabilir pilin tam olarak nasıl üç katına çıktığını, nasıl çalıştığını ve bu olmadan pilden son tüketiciye elektrik akımı aktarma sürecinin tamamının imkansız olacağını anlatması pek olası değildir. Bilgideki bu can sıkıcı boşluğu dolduralım.

Pil çalışma prensibi

Geleneksel bir AA pilin çalışma prensibini anlamak için yapısını genel olarak anlamanız gerekir. Yani herhangi bir pil üç ana unsurdan oluşur: anot, katot ve elektrolit. Dahası, ikincisi hemen hemen her türlü toplanma durumuna sahip olabilir: Tuzlu su çözeltisine yerleştirilen katot ve anot, prensip olarak, aynı zamanda ortalama bir insan için alışılmadık bir biçimde bir "pildir".

İlginç! Alessandro Volta'nın icat ettiği "voltaik sütun" da elektrik akımı üretimi için gerekli tüm unsurlara sahipti. Üst üste dizilmiş çinko ve bakır plakalardan oluşuyordu ve bunların arasına asitle ıslatılmış bir bez bir "katman" olarak yerleştirildi.

Bu tür sistemlerdeki anot, okuldaki fizik dersinden bildiğimiz gibi negatif yüke sahip olan elektronların ana kaynağıdır.Negatif yüklü parçacıklar pozitif yüklü parçacıklara çekilir ve bu durumda katot yüzeyi bir "artı" görevi görür.

Ancak bu, bir elektrik akımının meydana gelmesi için yeterli değildir, çünkü elektronların aynı zamanda bir tür "otoyola", katot ve anotun etkileşimini destekleyecek bir ortama da ihtiyacı vardır. Burada bir elektrolit "sahnede" ortaya çıkıyor - akımı iletebilen bir tuz, alkali veya asit.

Belirli bir örnek kullanarak çalışma prensibine bakalım: 18 voltluk bir pil var. İçerisindeki elektrotlar arasındaki voltaj, ağa bağlanana kadar stabildir. Bir tüketici ortaya çıktığı anda (örneğin sıradan bir ampul), voltaj yavaş yavaş düşmeye başlar, akım "negatif" elektrottan "pozitif" elektrota akmaya başlar ve elektrolitte hedeflenen kimyasal bir reaksiyon meydana gelir. elektrotlar arasındaki potansiyel farkının korunması.

Referans. Tüketici ne kadar fazla enerjiye ihtiyaç duyarsa, batarya içindeki reaksiyon o kadar yoğun olur ve arızası da o kadar hızlı olur.

Şarj edilebilir pil nasıl çalışır, normal pilden farkı nedir?

Klasik "parmak" ve "serçe parmak" pillerine baktık ve çoğunun hizmet ömrünün kesinlikle sınırlı olduğunu biliyoruz (ünlü üreticiler ne derse desin). Peki ya reaksiyon süreci sırasında yalnızca enerji tüketmekle kalmayıp aynı zamanda onu biriktirip uzun süre depolayabilen pil tipi piller adı verilen piller ne olacak?

Pilin çalışma prensibini anlamak için kimyaya yönelmek gerekir. Örnek verelim... Sıradan bir kömür ateşi.Alev ne kadar güzel ve büyüleyici görünürse görünsün, onu gözlemleyen herhangi bir kimyager bu sürecin sadece yakıt oksidasyonunun uzun vadeli bir reaksiyonu olduğunu bilir. Yanan kömür oksijenle etkileşime girer ve bu reaksiyonun sonucunda şunları elde ederiz:

• karbon dioksit;
• ışık;
• ılık.

Ve eğer son iki nokta ruhu ve bedeni ısıtabiliyorsa, o zaman karbondioksiti hiçbir şekilde kullanamayız çünkü bu reaksiyonun bir yan ürünü, yani aslında onun atığıdır. Oksidasyon reaksiyonu, başlangıç ​​​​elementleri olan oksijen ve kömür tükendiğinde durur. Bir bataryadaki reaksiyonun durdurulması, başlangıç ​​​​maddelerinin tamamen tükendiği ve yalnızca “atık” kaldığı zaman tamamen aynı şekilde gerçekleşir.

Pilde her şey biraz farklı oluyor. Gerçek şu ki, içinde meydana gelen reaksiyon geri dönüşümlü kategorisine aittir, yani belirli koşullar altında tüm maddeleri orijinal hallerine döndürerek "tersine çevrilebilir". Pilin şarj edilmesini sağlayan geri dönüşümlü bir reaksiyonun meydana gelme olasılığıdır.

Şebekeye bağlı bir bataryada reaksiyon ters yönde ilerler ve akım "artı"dan "eksi"ye doğru akar, tersi geçerli değildir. Sonuç olarak, reaksiyon ürünü başlangıç ​​maddelerini oluşturur ve pilin sahibi, mevcut "geri kazanılan" enerjiyi taşınabilir bir formatta alır. Bu kadar!