Абстрактни батерии

резюме: Физика

Оценете работата

Първият, който открива възможността за получаване на ток, различен от наелектризиране чрез триене, е италианският учен Луиджи Галвани (1737-1798). Един ден той забеляза, че кракът на мъртва жаба започва да се движи, когато стоманен скалпел влезе в контакт с нейния нерв. Това откритие принуждава Галвани да организира серия от експерименти, за да открие причината за електрическия ток.

Принципът на действие на различни видове батерии се основава на явлението електролиза, при което се използва важното му свойство - обратимостта. Електролизата е промяна в химичния състав на разтвора, когато през него преминава електрически ток, поради загубата или получаването на електрони от йони.

Батерията е устройство за съхраняване на електрическа енергия с цел по-нататъшното й използване.

Акумулаторът може да бъде направен подобно на галванична клетка, като за тази цел се използват две оловни пластини, потопени в разтвор, съдържащ една част сярна киселина към пет части вода. За зареждане на батерията се свързват последователно две такива клетки и амперметър и през тях се пропуска ток.

Веднага щом токът тече през батерията, в близост до катода се появяват водородни мехурчета. На анода, както може да се очаква, се отделя кислород. Въпросът обаче не се ограничава до неговото разпределение. Анодната плоча постепенно придобива тъмнокафяв цвят поради образуването на оловен пероксид (PbO 2 ) на нейната повърхност поради факта, че известно количество кислород се свързва химически с материала на плочата. Когато се образува PbO 2, токът на зареждане пада, което показва увеличаване на съпротивлението на батерията. Когато батерията е напълно заредена, свързаният към нея волтметър ще покаже напрежениетомалко над 2 волта.

По същество процесът на зареждане се състои в това, че две първоначално еднакви акумулаторни плочи стават различни поради електролиза; единият от тях все още остава олово (-), а материалът на другия се превръща в оловен пероксид (+).

Химическите реакции в батерията протичат по следния начин (при зареждане реакциите протичат отляво надясно, при разреждане - в обратна посока):

2PbSO 4 + 2H 2 O PbO 2 + Pb + H 2 SO 4

При производството на индустриални батерии положителните пластини се покриват с много дебел слой оловен пероксид. Отрицателните пластини са направени от поресто гъбесто олово.

Напрежението на конвенционална батерия, състояща се от три батерии, свързани последователно, е малко над 6 волта. Ефективността на батерията е около 75%. Числото, показващо дела на електричеството, съхранявано в батерията, е поставено върху батерията. Изразява се в амперчасове. Например 120 амперчаса. Това означава, че при пълно зареждане батерията ще може да осигури ток от 1 ампер за 120 часа или ток от 2 ампера за 60 часа.

Поради ниското вътрешно съпротивление на батериите могат да се получат много високи токове.

Батерията винаги трябва да се поддържа заредена чрез често презареждане, дори когато не се използва. Скобите на батерията трябва да се поддържат чисти и смазани с вазелин, за да се предотврати корозия. При никакви обстоятелства не трябва да се допуска замръзване на батериите.

Батериите се използват главно за стартиране на двигатели на автомобили и други машини. Могат да се използват и като временни източници на електроенергия в отдалечени от населени места места. В същото време не трябва да се забравя товабатериите трябва да се поддържат в заредено състояние (например слънчева енергия). В автомобилите на бъдещето се планира батериите да се използват за захранване на екологични електрически двигатели.

Л. Елиът, У. Уилкокс, Физика, Москва 1963, GIFML, стр. 495
О. Кабардин, Физика, справочни материали, Москва 1991, "Просвещение", стр. 164