Az akkumulátor működése: az újratölthető és hagyományos működési elve

Hogyan működik a falióra, a TV távirányítója vagy a rádióvezérelt gyermekjáték? A legtöbb ember habozás nélkül válaszol - "elemekből", és elvileg igaza lesz. De aligha tudja közülük valaki megmondani, hogy a hordozható akkumulátor pontosan hányszorosára nő, hogyan funkciók, és amelyek nélkül az elektromos áramnak az akkumulátorról a végső fogyasztóra történő átvitelének teljes folyamata lenne lehetetlen. Pótoljuk ezt a bosszantó tudáshiányt.

Hogyan működik az akkumulátor

Annak érdekében, hogy megértsük a hagyományos "ujjas" akkumulátor működési elvét, általános elképzeléssel kell rendelkeznie annak szerkezetéről. Tehát minden akkumulátor három fő elemből áll - anódból, katódból és elektrolitból. Ezenkívül az utóbbinak gyakorlatilag bármilyen aggregációs állapota lehet: sóoldatba helyezve a katód és az anód elvileg szintén "akkumulátor", csak szokatlan módon az átlagos utcai ember számára forma.

Érdekes! Az Alessandro Volta által feltalált, úgynevezett "voltaic oszlop" is tartalmazott minden olyan elemet, amely az elektromos áram előállításához szükséges. Egymásra rakott cink- és rézlemezekből állt, amelyek közé "rétegként" savba áztatott kendőt helyeztek.

Az ilyen rendszerekben az anód az elektronok fő forrása, amelyek, mint az iskolai fizika tanfolyamból tudjuk, negatív töltéssel rendelkeznek. A negatív töltésű részecskék vonzódnak a pozitívhoz, és ebben az esetben a katódfelület "pluszként" működik.

De az elektromos áram kialakulásához ez nem elég, mert az elektronoknak is szükségük van egyfajta "autópályára" - olyan közegre, amely támogatná a katód és az anód kölcsönhatását. Itt jelenik meg az elektrolit "a színen" - só, lúg vagy sav, amely képes áramot vezetni.

Elemezzük a működés elvét egy konkrét példával: van egy 18 voltos akkumulátor. A benne lévő elektródák közötti feszültség stabil, amíg a hálózathoz nem csatlakozik. Amint megjelenik egy fogyasztó (például egy közönséges izzó), a feszültség fokozatosan csökkenni kezd, a "negatív" elektródától a A "pozitív" áram folyni kezd, és az elektrolitban kémiai reakció megy végbe, amelynek célja a potenciális különbség fenntartása elektródák.

Referencia. Minél több energiát igényel a fogyasztó, annál intenzívebben áramlik a reakció az akkumulátorban, és annál gyorsabban meghibásodik.

Hogyan működik az újratölthető akkumulátor, mi a különbség a hagyományoshoz képest

Tehát megvizsgáltuk a klasszikus "ujjas" és "kisujjas" elemeket, és tudjuk, hogy legtöbbjük élettartama szigorúan korlátozott (bármit is mondhatnak a jeles gyártók). De mi a helyzet az úgynevezett akkumulátorokkal - újratölthető elemekkel, amelyek nemcsak energiát fogyasztanak a reakció során, hanem fel is halmozzák és hosszú ideig tárolják?

Annak érdekében, hogy megértsük az akkumulátor elvét, szükség van a kémiára. Vegyük példának... Egy közönséges szén tüzet. Bármilyen szépnek és elbűvölőnek is tűnik a láng, bármelyik vegyész, aki ezt figyeli, tudja, hogy ez a folyamat csak az üzemanyag hosszú távú oxidációs reakciója. Az égő szén kölcsönhatásba lép az oxigénnel, és ennek a reakciónak az eredményeként kapjuk:

• szén-dioxid;
• könnyű;
• melegen.

És ha az utolsó két pont képes felmelegíteni a lelket és a testet, akkor semmiképpen sem használhatjuk fel a szén-dioxidot, mert ez a reakció mellékterméke, ami valójában annak hulladéka. Az oxidációs reakció leáll, amikor a kezdeti elemek kimerülnek: oxigén és szén. A reakció leállítása az akkumulátorban ugyanúgy történik, amikor a kiindulási anyagok teljesen kimerülnek, és csak "hulladék" marad.

Az akkumulátorban minden kicsit másképp történik. A tény az, hogy a benne lejátszódó reakció a reverzibilis kategóriába tartozik, vagyis bizonyos feltételek mellett "visszafordítható", ha minden anyagot visszaállítanak eredeti állapotába. Az akkumulátor visszafordítható reakciója teszi lehetővé annak feltöltését.

A hálózathoz csatlakoztatott akkumulátorban a reakció az ellenkező irányba halad, és az áram „pluszból” „mínuszba” áramlik, és nem fordítva. Ennek eredményeként a reakciótermék képezi a kiindulási anyagokat, és az akkumulátor tulajdonosa hordozható formában kapja meg a rendelkezésre álló "visszanyert" energiát. Ez minden!