Akun toimintaperiaate

Miten seinäkello, television kaukosäädin tai radio-ohjattu lasten lelu toimivat? Suurin osa ihmisistä vastaa epäröimättä "paristoista" ja periaatteessa he ovat oikeassa. Mutta on epätodennäköistä, että kukaan heistä pystyisi kertomaan, kuinka tarkasti kannettava akku kolminkertaistuu, kuinka se toimii ja jota ilman koko sähkövirran siirto akusta loppukuluttajalle olisi mahdotonta. Täytetään tämä ärsyttävä tiedon puute.

Akun toimintaperiaate

Perinteisen AA-akun toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi sinulla on oltava yleinen käsitys sen rakenteesta. Joten mikä tahansa akku koostuu kolmesta pääelementistä - anodista, katodista ja elektrolyytistä. Lisäksi jälkimmäisellä voi olla käytännössä mikä tahansa aggregaatiotila: suolaliuokseen sijoitettu katodi ja anodi ovat periaatteessa myös "akku", vain tavalliselle ihmiselle epätavallisessa muodossa.

Mielenkiintoista! Alessandro Voltan keksimässä niin kutsutussa "voltaic-pylväässä" oli myös kaikki sähkövirran tuottamiseen tarvittavat elementit. Se koostui päällekkäin pinotuista sinkki- ja kuparilevyistä, joiden väliin laitettiin ”kerroksena” hapolla kostutettu kangas.

Tällaisten järjestelmien anodi on tärkein elektronien lähde, joilla, kuten tiedämme koulun fysiikan kurssista, on negatiivinen varaus.Positiiviset hiukkaset houkuttelevat negatiivisesti varautuneita hiukkasia, ja tässä tapauksessa katodin pinta toimii "plussina".

Mutta tämä ei riitä sähkövirran syntymiseen, koska elektronit tarvitsevat myös eräänlaisen "valtatien" - väliaineen, joka tukisi katodin ja anodin vuorovaikutusta. Täällä "lavalle" ilmestyy elektrolyytti - suola, alkali tai happo, joka pystyy johtamaan virtaa.

Katsotaanpa toimintaperiaatetta tietyllä esimerkillä: siinä on 18 voltin akku. Siinä olevien elektrodien välinen jännite on vakaa, kunnes se kytketään verkkoon. Heti kun kuluttaja ilmestyy (esimerkiksi tavallinen hehkulamppu), jännite alkaa vähitellen laskea, virta alkaa virrata "negatiiviselta" elektrodilta "positiiviselle" ja elektrolyytissä tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka tavoitteena on ylläpitää elektrodien välistä potentiaalieroa.

Viite. Mitä enemmän energiaa kuluttaja tarvitsee, sitä voimakkaampi reaktio akun sisällä ja sitä nopeammin se pettää.

Miten ladattava akku toimii, miten se eroaa tavallisesta

Joten olemme tarkastelleet klassisia "sormi" ja "pikkusormi" akkuja ja tiedämme, että useimpien niiden käyttöikä on tiukasti rajoitettu (riippumatta siitä, mitä kuuluisat valmistajat sanovat). Mutta entä niin sanotut akut - akkutyyppiset akut, jotka eivät vain kuluta energiaa reaktioprosessin aikana, vaan myös keräävät sitä ja varastoivat sitä pitkään?

Akun toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi on tarpeen kääntyä kemian puoleen. Otetaan esimerkkinä... Tavallinen hiilen tuli.Riippumatta siitä, kuinka kauniilta ja kiehtovalta liekki näyttää, jokainen sitä tarkkaileva kemisti tietää, että tämä prosessi on vain polttoaineen hapettumisen pitkäaikainen reaktio. Polttava kivihiili on vuorovaikutuksessa hapen kanssa ja tämän reaktion seurauksena saamme:

• hiilidioksidi;
• valo;
• lämmin.

Ja jos kaksi viimeistä pistettä pystyvät lämmittämään sielua ja ruumista, emme voi käyttää hiilidioksidia millään tavalla, koska se on reaktion sivutuote, joka on itse asiassa sen jätettä. Hapetusreaktio pysähtyy, kun alkuaineet: happi ja kivihiili loppuvat. Reaktion pysäyttäminen akussa tapahtuu täsmälleen samalla tavalla, kun lähtöaineet ovat täysin lopussa ja jäljelle jää vain ”jätettä”.

Akussa kaikki tapahtuu hieman eri tavalla. Tosiasia on, että siinä tapahtuva reaktio kuuluu luokkaan palautuva, eli tietyissä olosuhteissa se voidaan "kääntää" palauttaen kaikki aineet alkuperäiseen tilaan. Akussa tapahtuvan palautuvan reaktion mahdollisuus mahdollistaa sen lataamisen.

Verkkoon kytketyssä akussa reaktio etenee vastakkaiseen suuntaan ja virta kulkee "plussista" "miinuskohtaan" eikä päinvastoin. Tämän seurauksena reaktiotuote muodostaa lähtöaineet, ja akun omistaja saa käytettävissä olevan "talteenotetun" energian kannettavassa muodossa. Siinä kaikki!