Kuinka akku toimii: ladattavan ja tavanomaisen toimintaperiaate

Miten seinäkello, television kaukosäädin tai radio -ohjattava lasten lelu toimii? Useimmat ihmiset epäröimättä vastaavat - "paristoista" ja ovat periaatteessa oikeassa. Mutta tuskin kukaan heistä voi kertoa kuinka tarkasti kannettava akku kolminkertaistetaan ja miten toimintoja, joita ilman sähkövirran siirtäminen akusta loppukäyttäjälle olisi koko prosessi mahdotonta. Täytetään tämä ärsyttävä tietoaukko.

Kuinka akku toimii

Perinteisen "sormipariston" toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi on välttämätöntä saada yleinen käsitys sen rakenteesta. Joten mikä tahansa akku koostuu kolmesta pääelementistä - anodista, katodista ja elektrolyytistä. Lisäksi jälkimmäisellä voi olla käytännöllisesti katsoen mikä tahansa aggregaatiotila: asetettu suolaliuokseen katodi ja anodi ovat periaatteessa myös "akku", vain epätavallisella tavalla tavalliselle kadun miehelle muodossa.

Mielenkiintoista! Alessandro Voltan keksimässä niin sanotussa "volta-pilarissa" oli myös kaikki tarvittavat elementit sähkövirran tuottamiseksi. Se koostui sinkki- ja kuparilevyistä, jotka oli pinottu päällekkäin, joiden väliin asetettiin "kerroksena" happoon kostutettu kangas.

instagram viewer

Tällaisten järjestelmien anodi on tärkein elektronien lähde, jolla, kuten tiedämme koulun fysiikan kurssista, on negatiivinen varaus. Negatiivisesti varautuneet hiukkaset houkuttelevat positiivisiin, ja tässä tapauksessa katodipinta toimii "plusina".

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

Analysoimme toimintaperiaatetta erityisellä esimerkillä: on olemassa 18 voltin akku. Jännite siinä olevien elektrodien välillä on vakaa, kunnes se on kytketty verkkoon. Heti kun kuluttaja ilmestyy (esimerkiksi tavallinen hehkulamppu), jännite alkaa vähitellen laskea "negatiivisesta" elektrodista "Positiivinen" virta alkaa virrata ja elektrolyytissä tapahtuu kemiallinen reaktio, jonka tarkoituksena on säilyttää mahdollinen ero elektrodit.

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

Kuinka ladattava akku toimii, sen ero tavanomaisesta

Olemme siis tutkineet klassisia "sormi-" ja "pienen sormen" paristoja ja tiedämme, että useimpien niiden käyttöikä on ehdottomasti rajoitettu (mitä merkittävät valmistajat sanovat). Mutta entä niin kutsutut akut - ladattavat paristot, jotka voivat paitsi kuluttaa energiaa reaktion aikana, myös kerätä sitä ja varastoida sitä pitkään?

Akun periaatteen ymmärtämiseksi on tarpeen siirtyä kemiaan. Otetaan esimerkki... Tavallinen hiilipalo. Olipa liekki kuinka kaunis ja lumoava tahansa, kuka tahansa sitä tarkkaileva kemisti tietää, että tämä prosessi on vain polttoaineen pitkäaikainen hapetusreaktio. Polttava hiili on vuorovaikutuksessa hapen kanssa ja tämän reaktion tuloksena saadaan:

• hiilidioksidi;
• kevyt;
• lämpimästi.

Ja jos kaksi viimeistä kohtaa pystyvät lämmittämään sielun ja kehon, emme voi käyttää hiilidioksidia millään tavalla, koska se on reaktion sivutuote, joka on itse asiassa sen jätettä. Hapetusreaktio pysähtyy, kun alkuaineet: happi ja hiili on käytetty loppuun. Reaktio pysähtyy akussa samalla tavalla, kun lähtöaineet tyhjenevät kokonaan ja jäljelle jää vain "jätettä".

Akussa kaikki tapahtuu hieman eri tavalla. Tosiasia on, että siinä tapahtuva reaktio kuuluu palautuvan luokkaan, eli tietyissä olosuhteissa se voidaan "kääntää" palauttamalla kaikki aineet alkuperäiseen tilaansa. Käänteisen reaktion mahdollisuus akussa mahdollistaa sen lataamisen.

Verkkoon kytketyssä akussa reaktio etenee vastakkaiseen suuntaan ja virta kulkee "plus" -merkistä "miinus" -tilaan eikä päinvastoin. Tämän seurauksena reaktiotuote muodostaa alkuperäiset aineet ja akun omistaja vastaanottaa käytettävissä olevaa "talteenotettua" energiaa kannettavassa muodossa. Siinä kaikki!