Aku tööpõhimõte: laetava aku ja tavalise aku tööpõhimõte

Kuidas töötab seinakell, teleri kaugjuhtimispult või raadio teel juhitav lapse mänguasi? Enamik inimesi kõhklemata vastab - "patareidest" ja põhimõtteliselt on õigus. Kuid vaevalt keegi neist oskab öelda, kuidas täpselt kaasaskantav aku kolmekordistub, kuidas funktsioone ja ilma milleta oleks kogu elektrivoolu ülekandmine akult lõpptarbijale võimatu. Täidame selle tüütu teadmiste lünga.

Kuidas aku töötab

Tavalise "sõrme" aku tööpõhimõtte mõistmiseks on vaja üldist ettekujutust selle struktuurist. Niisiis, iga aku koosneb kolmest põhielemendist - anoodist, katoodist ja elektrolüüdist. Veelgi enam, viimasel võib olla praktiliselt ükskõik milline agregatsioon: pannakse soolalahusesse katood ja anood on põhimõtteliselt ka "aku", ainult tavalise tänavamehe jaoks ebatavalisel viisil vormi.

Huvitav! Alessandro Volta leiutatud niinimetatud "voltaažsammas" sisaldas ka kõiki elektrivoolu tootmiseks vajalikke elemente. See koosnes üksteise peale laotud tsingist ja vasest plaatidest, mille vahele pandi "kihina" happega leotatud riie.

instagram viewer

Selliste süsteemide anood on peamine elektronide allikas, millel, nagu me kooli füüsika kursusest teame, on negatiivne laeng. Negatiivselt laetud osakesed tõmbuvad positiivsete poole ja sel juhul toimib katoodpind "plussina".

Kuid elektrivoolu tekkimiseks sellest ei piisa, sest ka elektronid vajavad omamoodi "maanteed" - keskkonda, mis toetaks katoodi ja anoodi koostoimet. Siin ilmub "sündmuskohale" elektrolüüt - sool, leelis või hape, mis on võimeline juhtima voolu.

Analüüsime tööpõhimõtet konkreetse näitega: on olemas 18 volti jaoks mõeldud aku. Pinge selles olevate elektroodide vahel on stabiilne, kuni see võrku ühendatakse. Niipea, kui ilmub tarbija (näiteks tavaline lambipirn), hakkab pinge järk -järgult vähenema, alates "negatiivsest" elektroodist kuni "Positiivne" vool hakkab voolama ja elektrolüüdis toimub keemiline reaktsioon, mille eesmärk on säilitada potentsiaalne erinevus elektroodid.

Viide. Mida rohkem energiat tarbija vajab, seda intensiivsem reaktsioon voolab aku sees ja seda kiiremini see ebaõnnestub.

Kuidas töötab laetav aku, selle erinevus tavalisest

Niisiis, oleme uurinud klassikalisi sõrme- ja väikese sõrme patareisid ning teame, et enamiku nende kasutusiga on rangelt piiratud (mida iganes väljapaistvad tootjad võivad öelda). Aga kuidas on lood nn akupatareidega - laetavate patareidega, mis võivad reaktsiooni ajal mitte ainult energiat tarbida, vaid ka koguda ja seda pikka aega säilitada?

Aku põhimõtte mõistmiseks on vaja pöörduda keemia poole. Võtame näiteks... Tavaline söetuli. Ükskõik kui ilus ja lummav leek ka ei tunduks, teab iga seda jälgiv keemik, et see protsess on lihtsalt kütuse pikaajaline oksüdatsioonireaktsioon. Põlev söe interakteerub hapnikuga ja selle reaktsiooni tulemusena saame:

• süsinikdioksiid;
• valgus;
• soojalt.

Ja kui kaks viimast punkti suudavad hinge ja keha soojendada, siis ei saa me süsinikdioksiidi mingil viisil kasutada, sest see on reaktsiooni kõrvalsaadus, mis on tegelikult selle raiskamine. Oksüdeerimisreaktsioon peatub, kui lähteelemendid on ammendunud: hapnik ja kivisüsi. Reaktsiooni peatumine patareis toimub samamoodi, kui lähteained ammenduvad täielikult ja järele jäävad vaid "jäätmed".

Akus juhtub kõik natuke teisiti. Fakt on see, et selles toimuv reaktsioon kuulub pöörduva kategooriasse, see tähendab, et teatud tingimustel saab seda "ümber pöörata", viies kõik ained tagasi nende esialgsesse olekusse. Aku tagasipööratava reaktsiooni võimalus võimaldab seda laadida.

Võrku ühendatud aku korral toimub reaktsioon vastupidises suunas ja vool liigub plussist miinusesse, mitte vastupidi. Selle tulemusena moodustab reaktsioonisaadus esialgsed ained ja aku omanik saab kaasaskantavas vormis kättesaadava "taaskasutatud" energia. See on kõik!