Sausas elementas yra paprasčiausias elektros energijos šaltinis. Keletas elementų, sujungtų kartu, sudaro bateriją. švino rūgštis arba nikelio-kadmio baterija yra išplėstinė sausų kamerų versija. Pirmą kartą šią kamerą išrado prancūzų inžinierius Georgesas Leclanche'as 1866 metais. Jo išradimas buvo pavadintas jo vardu kaip „Leclanche“ akumuliatorius. Bet tuo metu jis buvo labai sunkus ir jį buvo galima lengvai sulaužyti. Sausas elementas turi tą patį principą, jis yra pažangi „Leclanche“ akumuliatoriaus versija ir yra skirtingos įtampos ir dydžio. Komercinę cinko-anglies elemento formą, kuri yra modifikuota „Leclanche“ baterijos forma, 1881 m. Išrado Carlas Gassneris iš Mainco. Jis gaminamas dideliais kiekiais ir naudojamas daugelyje programų, pavyzdžiui, žaislų, radijo imtuvų, skaičiuotuvų ir kt.
Kas yra sausa ląstelė?
Sausas elementas yra prietaisas, generuojantis elektrą, pagrįstą cheminėmis reakcijomis. Kai du elemento elektrodai sujungiami uždaru keliu, ląstelė priverčia elektronus tekėti iš vieno galo į kitą. Elektronų srautas priverčia srovę tekėti uždaroje grandinėje.
Sausų ląstelių sluoksniai
Cheminių reakcijų pagalba elektronai teka iš vieno galo į kitą. Kai dvi ar daugiau ląstelių, sujungtų teisingu poliškumu, dėl didelio potencialo teka daugiau elektronų. Šis derinys vadinamas akumuliatoriumi. Nuo minimalios 1,5 V iki 100 V įtampos, norint gauti įtampų diapazoną, galima naudoti akumuliatorių. Net akumuliatoriaus išėjimo nuolatinę įtampą galima reguliuoti skirtingais lygiais, naudojant panašius elektrinius keitiklius smulkintuvas grandinės.
Ląstelės struktūra
Cinko-anglies sausosios ląstelės struktūra parodyta paveiksle. Jį sudaro anodo gnybtas kaip cinkas arba grafito strypas. Anglis sudaro katodo terminalą. Galima pastebėti, kad senesnėse sausų elementų versijose cinkas buvo naudojamas kaip katodas, o grafitas - kaip anodo terminalas. Elementų pasirinkimas iš esmės grindžiamas jo išorinės elementų orbitos chemine konfigūracija.
Sausų ląstelių struktūra
Jei jis turi daugiau elektronų skaičiaus tolimiausioje orbitoje, jis gali veikti kaip donoras ir taip suformuoti katodą. Panašiai, jei tolimiausioje orbitoje yra mažiau elektronų, ji gali lengvai priimti ir taip suformuoti anodą. Tarp jų įdėtas elektrolitas veikia kaip cheminių reakcijų katalizatorius. Apskritai, mes naudojame amonio chlorido želė kaip elektrolitą. Paveikslėlyje naudojamas elektrolitas yra cinko ir chlorido mišinys. Natrio chloridas taip pat naudojamas kaip elektrolitas. Aplink anodo strypą supa mangano dioksido ir anglies mišinys.
Visa konfigūracija dedama į metalinį vamzdelį. Želė neleidžia išdžiūti, naudojant ląstelės viršuje esantį pikį. Apačioje dedama anglies plovimo mašina. Šios poveržlės paskirtis - užkirsti kelią cinko anodo strypui liestis su indu.
Tai taip pat vadinama tarpikliu, kaip parodyta diagramoje. Izoliacijos tikslais cinko skardinę taip pat supa popieriaus izoliacija. Didelėms baterijoms taip pat naudojamos kitos izoliacinės medžiagos, tokios kaip žėrutis ir kt. Teigiamas ello galas yra suformuotas viršuje. Neigiamas ląstelės galas susidaro ties pagrindu.
Sausos ląstelės darbas
Sausa ląstelė iš esmės veikia chemines reakcijas. Dėl reakcijų, vykstančių tarp elektrolito ir elektrodų, elektronai teka iš vieno elektrodo į kitą. Medžiagos, tokios kaip rūgštys, ištirpsta vandenyje ir susidaro jonizuotos dalelės. Jonizuota dalelė yra dviejų tipų. Teigiami jonai vadinami katijonais, o neigiami - anijonais. Rūgštys, ištirpusios vandenyje, vadinamos elektrolitais.
Minėtoje diagramoje cinko chloridas susidaro kaip elektrolitas. Amonio chlorido želė taip pat susidaro kaip elektrolitas. Metaliniai strypai, panardinti į elektrolitus, sudaro elektrodus. Remiantis metalinių strypų cheminėmis charakteristikomis, mes turime teigiamą elektrodą kaip anodą ir neigiamą elektrodą kaip katodą.
Elektrodai pritraukia priešingai įkrautus jonus į savo pusę. Pavyzdžiui, katodas traukia anijonus, o anodas - katijonus. Šiame procese elektronai teka iš vienos krypties į kitą, taigi gauname krūvių srautą. Tai vadinama srovė .
Cheminės reakcijos
Ląstelėje vykstančios reakcijos parodytos žemiau. Pirma yra oksidacijos reakcija.
Tuo metu cinko katodas oksiduojamas iki teigiamai įkrautų cinko jonų, išskiriančių du jonus. Šiuos elektronus surenka anodas. Tada ateina redukcijos reakcija.
Redukcijos reakcija anode parodyta aukščiau. Ši reakcija sukuria elektros srovę. Jis išskiria oksido jonus su magnio oksidu. Ši reakcija susidaro, kai magnis sujungiamas su elektrolitu.
Kitos dvi reakcijos reiškia rūgšties ir bazės reakciją ir nusodinimo reakciją, vykstančią sausoje ląstelėje. Rūgščių ir šarmų reakcijoje NH sujungiamas su OH, kad kartu su vandeniu gautų NH3. Rezultatai yra NH3 ir vandens bazė.
Skirtumas tarp sausos ir šlapios ląstelės
Pagrindinis skirtumas tarp sausos ir drėgnos elementų yra elektrolito forma. Kaip jau buvo aptarta anksčiau, sausoje kameroje elektrolitas, pavyzdžiui, amonio chloridas, yra sauso pobūdžio. Tokios sausos ląstelės yra labiau paplitusios ir naudojamos žaisluose, radijuose ir pan. Tačiau drėgnose ląstelėse elektrolitas yra skystas.
Naudojami skysti elektrolitai, tokie kaip sieros rūgštis, kuri yra pavojingas ėsdinantis skystis. Dėl tokių skysčių pobūdžio drėgna ląstelė yra labiau sprogstama ir su ja reikia elgtis atsargiai. Geriausias tokių drėgnų elementų pranašumas yra tas, kad jas galima lengvai įkrauti ir naudoti daugybei programų. Tokios baterijos dažnai naudojamos aviacijos, komunalinių paslaugų, energijos kaupimo ir mobiliųjų telefonų bokštuose.
Sausųjų ląstelių funkcijos
Sausųjų elementų funkcija pagrįsta cheminėmis reakcijomis tarp elektrodo ir elektrolitų. Kai elektrodai dedami į elektrolitus, tai jie pritraukia priešingai įkrautus jonus į save. Tai sukelia krūvių srautą, todėl susidaro srovė.
Privalumai
sausos ląstelės privalumai įtraukti šiuos dalykus.
- Sausa ląstelė turi daug privalumų, tokių kaip
- Jis yra mažo dydžio.
- Tai gali būti įvairių įtampos lygių.
- Tai yra patogu ir turi daugybę programų.
- Tai vienintelis nuolatinės įtampos šaltinis.
- Jis gali būti naudojamas kartu su galios elektroninėmis grandinėmis reguliuoti išėjimo įtampą
- Jis įkraunamas.
Trūkumai
sausos kameros trūkumai įtraukti šiuos dalykus.
- Su juo reikia elgtis atsargiai
- Jis yra sprogus
- Didelės baterijos yra labai sunkios
Programos
sausos kameros panaudojimas įtraukti šiuos dalykus.
- Žaislai
- Aviacija
- Mobilieji telefonai
- Radijas
- Skaičiuoklė
- Laikrodžiai
- Klausos aparatai
Taigi mes matėme „Windows“ veikimą, klasifikavimą ir taikymą sausos ląstelės . Įdomu atkreipti dėmesį į tai, kad akumuliatorius veikia tik tada, kai elektrodai fiziškai liečiasi vienas su kitu. Tarp dviejų elektrodų turi būti laidi terpė. Kyla klausimas, ar vanduo gali būti naudojamas kaip laidi terpė tarp sauso elemento elektrodų? Tokiu atveju kas nutiks, jei ši ląstelė bus panardinta į vandenį?
