אופן הפעולה של הסוללה: עקרון הפעולה של הטעינה והקונבנציונלית

כיצד פועל שעון קיר, שלט רחוק לטלוויזיה או צעצוע של ילד מבוקר? רוב האנשים, ללא היסוס, יענו - "מסוללות" ועקרונית יהיו צודקים. אך כמעט אף אחד מהם לא יוכל לדעת כיצד בדיוק סוללה ניידת משולשת, כיצד היא פונקציות ובלעדיהן כל התהליך של העברת זרם חשמלי מהסוללה לצרכן הסופי יהיה בלתי אפשרי. בואו נמלא את פער הידע המעצבן הזה.

איך הסוללה עובדת

על מנת להבין את עקרון הפעולה של סוללת "אצבע" רגילה, יש צורך ברעיון כללי של המבנה שלה. אז, כל סוללה מורכבת משלושה יסודות עיקריים - אנודה, קתודה ואלקטרוליט. יתר על כן, לאחרון יכול להיות כמעט כל מצב צבירה: ממוקם בתמיסה מלוחה הקתודה והאנודה, באופן עקרוני, הם גם "סוללה", יוצאת דופן רק עבור אדם רגיל ברחוב טופס.

מעניין! מה שנקרא "עמוד וולטאי", שהמציא אלסנדרו וולטה, היה בו גם כל האלמנטים הדרושים לייצור זרם חשמלי. הוא כלל צלחות אבץ ונחושת שהונחו זו על גבי זו, וביניהן הונחה בד ספוג חומצה כ"שכבה ".

האנודה במערכות כאלה היא המקור העיקרי לאלקטרונים, שכפי שאנו מכירים מקורס הפיזיקה בבית הספר, יש להם מטען שלילי. חלקיקים טעונים שלילית נמשכים לחלקים חיוביים, ובמקרה זה משטח הקתודה פועל כ"פלוס ".

אך להופעת זרם חשמלי זה לא מספיק, כיוון שאלקטרונים זקוקים גם למעין "כביש מהיר" - מדיום שיתמוך באינטראקציה של הקתודה והאנודה. כאן מופיע האלקטרוליט "על המקום" - מלח, אלקלי או חומצה המסוגלים להוביל זרם.

בואו ננתח את עקרון הפעולה עם דוגמה ספציפית: יש סוללה המיועדת ל -18 וולט. המתח בין האלקטרודות בו יציב עד לחיבורו לרשת. ברגע שמופיע צרכן (למשל נורה רגילה) המתח מתחיל לרדת בהדרגה, מהאלקטרודה ה"שלילית "ועד זרם "חיובי" יתחיל לזרום, ותתקיים תגובה כימית באלקטרוליט, שמטרתה לשמור על ההבדל הפוטנציאלי בין אלקטרודות.

התייחסות. ככל שהצרכן צריך יותר אנרגיה, התגובה זורמת בתוך הסוללה חזקה יותר והיא תיכשל מהר יותר.

כיצד פועלת סוללה נטענת, ההבדל שלה מזו המקובלת

לכן, בדקנו את סוללות ה"אצבע "וה"אצבע הקטנה" הקלאסיות ואנו יודעים שחיי השירות של רובן מוגבלים בהחלט (מה שהיצרנים הבולטים יגידו). אך מה לגבי סוללות הצובר - סוללות נטענות שיכולות לא רק לצרוך אנרגיה במהלך התגובה, אלא גם לצבור אותה ולאחסן אותה לאורך זמן?

על מנת להבין את עקרון הסוללה, יש צורך לפנות לכימיה. ניקח כדוגמה... שריפת פחם רגילה. לא משנה כמה הלהבה תראה מקסים ומכשף, כל כימאי שצופה בה יודע שתהליך זה הוא רק תגובת חמצון ארוכת טווח של הדלק. שריפת פחם מתקשרת עם חמצן וכתוצאה מתגובה זו אנו מקבלים:

• פחמן דו חמצני;
• אוֹר;
• בחום.

ואם שתי הנקודות האחרונות מסוגלות לחמם את הנשמה והגוף, אז לא נוכל להשתמש בפחמן דו חמצני בשום צורה, כיוון שהוא תוצר לוואי של התגובה, שהיא למעשה פסולת שלה. תגובת החמצון נעצרת כאשר האלמנטים הראשוניים מותשים: חמצן ופחם. עצירת התגובה בסוללה מתרחשת באותו אופן כאשר חומרי ההתחלה ממצים את עצמם לחלוטין ונותר רק "פסולת".

בסוללה הכל קורה קצת אחרת. העובדה היא שהתגובה המתרחשת בו שייכת לקטגוריית הפיך, כלומר בתנאים מסוימים ניתן "להפוך" אותה על ידי החזרת כל החומרים למצבם המקורי. האפשרות לתגובה הפיכה בסוללה היא שמאפשרת להטעין אותה.

בסוללה המחוברת לרשת, התגובה ממשיכה בכיוון ההפוך, והזרם זורם מ"פלוס "ל"מינוס", ולא להיפך. כתוצאה מכך, מוצר התגובה יוצר את החומרים הראשוניים, ובעל הסוללה מקבל אנרגיה "משוחזרת" זמינה בפורמט נייד. זה הכל!