תא גלווני הוא מקור של אנרגיה חשמלית, עקרון הפעולה מבוסס על תגובות כימיות.רוב המצברים המודרניים והמצברים נופלים תחת ההגדרה ומשתייכים לקטגוריה הנדונה.תא גלווני פיזית מורכב אלקטרודות מוליך שקוע נוזלים אחד או שניים( אלקטרוליטים).
מידע כללי
תאים גלווניים מחולקים ראשוניים ומשניים בהתאם ליכולת לייצר זרם חשמלי.שני המינים נחשבים למקורות ומשרתים מטרות שונות.הראשון לייצר הנוכחי במהלך תגובה כימית, הפונקציה השנייה רק לאחר הטעינה.להלן נדון בשני הזנים.על ידי מספר נוזלים, שתי קבוצות של אלמנטים electroplating נבדלים:
- דוגמה חיה של התקנים עם נוזלים בודדים הוא טור וולט( 1800) ואת האלמנט של וולסטון, אשר גיאורג Ohm במקור השתמשו במחקר שלו.הוא הכיל לוחות נחושת שהתגלגלו למשטחים גליליים חלולים: האחד הראשון הוכנס לתוך השני.שניהם מוגנים מפני מגע עם תמוכות עץ.אלקטרוליט הוא חומצה גופרית לדלל.התוצאה היא הכפלת משטחי העבודה.במהלך התגובה, סולפט נחושת נוצר עם שחרורו של מימן, ואבץ הוא מחומצן.בסוללות, אלקטרודה אחת היא בדרך כלל פחם.
מקור חשמל
- אלמנטים עם שני נוזלים להשתמש אלקטרוליט עם עודף של חמצן לטבול את האלקטרודה, שם מימן נוצר.כתוצאה מכך, מתרחשת תגובה כימית של היווצרות מים, חוסר היציבות של הנוכחי הוא פיצוי והחליק החוצה.הרעיון הראשון של שימוש במקורות שהוצגו בשנת 1829, Becquerel.בתחילה, כלי שיט עשוי טיט אפוי חלש שימש להפריד בין כלי, אשר נקבוביות טובה.כדי לפצות על שחרורו של מימן על האלקטרודה נחושת, מותר להשתמש vitriol כחול.
התנודתיות של ספקי כוח עם נוזל יחיד הבחין באום, וחשפה את חוסר הקביעה של תא האלקטרודות של וולסטון עבור ניסויים בחקר החשמל.הדינמיקה של התהליך היא כזו שברגע הראשוני של הזמן הנוכחי הנוכחי גדול וגדל, ואז בתוך כמה שעות הוא נופל לערך ממוצע.הסוללות המודרניות הן קפריזיות.
ההיסטוריה של גילוי של חשמל כימי
מעט ידוע על העובדה כי בשנת 1752 חשמל galvanic הוזכר על ידי יוהאן גיאורג.הפרסום המחקר על מקורם של רגשות נעימים ולא נעימים, ששוחרר על ידי האקדמיה למדעים בברלין, אף נתן לתופעה פרשנות נכונה לחלוטין.נסיון: כסף ולוחיות עופרת היו מחוברים בקצה אחד, ואילו ניגודים משני צדדים שונים היו מיושמים על הלשון.בקולטנים את הטעם של גופרית ברזלי הוא ציין.הקוראים כבר ניחשו כי השיטה המתוארת של בדיקות סוללות שימש לעתים קרובות בברית המועצות.
חשמל כימי
הסבר על התופעה: ככל הנראה, ישנם חלקיקי מתכת שמגרים את הקולטנים של הלשון.חלקיקים נפלטים על ידי צלחת אחת על קשר.יתר על כן, מתכת אחת מתמוססת.למעשה, יש עיקרון של פעולה של תא גלווני, שבו צלחת אבץ נעלמת בהדרגה, נותן את האנרגיה של קשרים כימיים זרם חשמלי.ההסבר נעשה חצי מאה לפני הדו"ח הרשמי של החברה המלכותית של לונדון, אלסנדרו וולטה, על פתיחת מקור הכוח הראשון.אבל, כפי שקורה לעתים קרובות עם תגליות, למשל, אינטראקציה אלקטרומגנטית, הניסיון לא זכו לידי ביטוי על ידי הקהילה המדעית הכללית ולא נחקרה כראוי.
אנו מוסיפים כי זה התברר כי היה קשור עם ביטול האחרונות של רדיפה על כישוף: מעטים החליטו, לאחר החוויה העצובה של "מכשפות", ללמוד תופעות מעורפלות.המצב היה שונה עם לואיג'י גלוואני, שעבד במחלקה לאנטומיה בבולוניה מאז 1775.ההתמחויות שלו נחשבו לגירוי של מערכת העצבים, אך הכוכב לא הותיר סימן משמעותי בתחום הפיזיולוגיה.סטודנט של Beccaria היה מעורב באופן פעיל בחשמל.במחצית השנייה של 1780, כדלקמן מזיכרונותיו של המדען( 1791, דה ויריבוס אלקטריקטטיס במוטו מוסיקלרי: כרך 7, עמ' 363), הצפרדע הוכנה שוב( ניסויים ונמשכה שנים רבות).
יש לציין תופעה יוצאת דופן על ידי עוזר, בדיוק כמו עם סטייה של מחט מצפן על ידי חוט עם זרם חשמלי: התגלית נעשתה רק על ידי אנשים הקשורים באופן עקיף עם המחקר המדעי.התצפית עניינה את גפיו התחתונות של הצפרדע.תוך כדי הניסוי נגע העוזר בעצב הירך הפנימי של החיה המכוננת, הרגליים התעוותו.בקרבת מקום עמד על השולחן גנרטור אלקטרוסטטי, ניצוץ שהוטבע על המכשיר.לואיג'י גלוואני מיד התחיל לנסות לחזור על החוויה.מה שהצליח.ושוב על המכונית החליק ניצוץ.
ניסויים של לואיג'י גלווני
נוצר חיבור מקביל לחשמל, וגלווני רצה לברר אם סופת רעמים תפעל על צפרדע בצורה דומה.התברר כי אסונות טבע אין השפעה ניכרת.הצפרדעים המחוברות על ידי ווים נחושת אל חוט השדרה אל גדר הברזל, מעוותות ללא קשר למזג האוויר.הניסויים לא יכול להיות מיושם עם 100 אחוזים הדירות, האווירה לא היתה השפעה.כתוצאה מכך, גלווני מצא שורה של זוגות המורכבים ממתכות שונות, אשר, במגע בינם לבין עצבם, גרמו לפרכוס רגלי הצפרדע.כיום, התופעה מוסברת על ידי דרגות שונות של electronegativity של חומרים.לדוגמה, ידוע כי לוחות אלומיניום לא יכול להיות מסומר עם נחושת, מתכות להרכיב זוג גלווני עם מאפיינים בולטים.
Galvani בצדק ציין כי מעגל חשמלי סגור הוא התגבשה, מה שמרמז כי הצפרדע מכיל חשמל מן החי, משוחרר כמו צנצנת Leyden.אלסנדרו וולטה לא קיבל את ההסבר.לאחר שבדק בקפידה את תיאור הניסויים, וולטה קידמה את ההסבר שהזרם מתרחש כאשר שתי מתכות משולבות, ישירות או באמצעות אלקטרוליט הגוף של יצור ביולוגי.הסיבה הנוכחית טמונה בחומרים, והצפרדע היא אינדיקטור פשוט לתופעה.ציטוט של וולטה ממכתב שהופנה לעורך של כתב עת מדעי:
מנצלים מהסוג הראשון( מוצקים) וסוג שני( נוזלים), כאשר הם באים במגע כלשהו בשילוב, יוצרים דחף לחשמל, היום אי אפשר להסביר את הגורמים לתופעה.הזרם זורם בלולאה סגורה ונעלם אם שלמות המעגל נשברת.
וולטס
עמוד Leptu הוצג על ידי ג 'ובאני Fabroni בסדרה של תגליות, אשר דיווח כי כאשר שתי צלחות electroplating הונחו במים, אחד התחיל להישבר.לכן, התופעה קשורה לתהליכים כימיים.וולטה, בינתיים, המציאה את מקור הכוח הראשון, ששימש זמן רב ללימוד חשמל.המדען חיפש כל הזמן דרכים לשפר את ההשפעה של זוגות electroplating, אבל הוא לא מצא את זה.במהלך הניסויים, העיצוב של עמודה וולטאית נוצר:
- אבץ ונחושת עיגולים נלקחו בזוגות במגע קרוב אחד עם השני.
- זוגות שהתקבלו הופרדו על ידי עיגולים רטובים של קרטון והונחו על גבי אחד את השני.
קל לנחש כי יש לנו חיבור סדרה של מקורות הנוכחי, אשר, בסיכום, הגביר את האפקט( פוטנציאל ההבדל).כאשר נגע, מכשיר חדש גרם מכה ניכרת על ידו של גבר.כמו ניסויים של מושנברוק עם צנצנת ליידן.עם זאת, זה לקח זמן לחזור על האפקט.התברר כי מקור האנרגיה הוא ממוצא כימי ומתחדש בהדרגה.אבל להתרגל לרעיון של חשמל חדש לא היה קל.הטור וולטאי התנהג כמו צנצנת Leyden טעונה, אבל. ..
וולטה הניסוי
וולטה מארגנת ניסוי נוסף.מציידת את כל המעגלים עם הידית בידוד, מביא אותו במגע במשך זמן מה, ולאחר מכן נפתח ומבצע מחקר עם electroscope.באותו זמן, החוק של קולום כבר הפך ידוע, מתברר כי אבץ טעונה בחיוב, נחושת שלילית.החומר הראשון נתן אלקטרונים לשני.מסיבה זו, צלחת אבץ של עמוד וולט נהרסת בהדרגה.כדי ללמוד את העבודה מינתה ועדה, אשר הציג את הטיעונים של אלסנדרו.גם אז, על ידי היסק, החוקר מצא כי המתח של זוגות בודדים הוא הוסיף.
וולטה הסביר כי ללא מעגלים רטובים הניח בין מתכות, העיצוב מתנהג כמו שתי צלחות: נחושת ואבץ.הגברה לא מתרחשת.וולטה מצאה את השורה הראשונה של electronegativity: אבץ, עופרת, פח, ברזל, נחושת, כסף.ואם אנחנו לא לכלול מתכות ביניים בין הקצוות, "הכוח המניע" לא משתנה.וולטה קבעה כי החשמל קיים בזמן שהצלחות נוגעות: הכוח אינו גלוי, אך הוא חש בקלות, אם כן, זה נכון.ב- 20 במרס 1800 כתב המדען לנשיא החברה המלכותית של לונדון, סר ג'וזף בנקס, שניגש אליו לראשונה מייקל פאראדיי.
חוקרים אנגלי גילה במהירות כי אם המים הושמט על צלחת העליון( נחושת), גז שוחרר בנקודת שצוין באזור מגע.הם עשו את הניסוי משני הצדדים: החוטים של מעגל מתאים היו מכוסים צלוחיות של מים.גז נחקר.התברר כי הגז הוא דליק, זה בולט רק מן הצד היחיד.התיל היה מחומצן במידה ניכרת מן ההפך.נקבע כי הראשון הוא מימן, ואת התופעה השנייה מתרחשת עקב עודף של חמצן.זה הוקם( מאי 2, 1800) כי תהליך נצפתה היא הפירוק של מים תחת פעולה של זרם חשמלי.
ויליאם קרוקשנק הראה מיד כי אפשר לעשות את אותו הדבר עם פתרונות של מלחי מתכת, וולסטון לבסוף הוכיח את זהותו של טור וולט לחשמל סטטי.כפי שניסח זאת המדען: הפעולה חלשה יותר, אך יש לה יותר זמן.מרטין ואן מארום ו כריסטיאן היינריך פאף גבו צנצנת ליידן מאלמנט.פרופסור המפרי דייוי מצא כי מים נקיים אינם יכולים לשמש אלקטרוליטים במקרה זה.להיפך, ככל שהנוזל מסוגל לחמצן את האבץ, כך טוב יותר הוא עמודה וולט, אשר עולה בקנה אחד עם התצפיות של Fabroni.
חומצה משפר באופן משמעותי את הביצועים על ידי האצת תהליך ייצור החשמל.בסופו של דבר, דייוי יצר תיאוריה קוהרנטית של עמוד וולט.הוא הסביר כי מתכות בתחילה יש תשלום מסוים, כאשר סגירת אנשי הקשר גורם אלמנט.אם אלקטרוליט מסוגל לחמצן את פני השטח של התורם אלקטרון, שכבת אטומים מדוללים מוסר בהדרגה, חושפים שכבות חדשות המסוגלות לייצר חשמל.
בשנת 1803, ריטר הרכיב עמוד של מעגלים לסירוגין של כסף מטלית רטובה, אב טיפוס של הסוללה הראשונה.ריטר הטיל עליו עמוד וולט וצפה בתהליך השחרור.הפרשנות הנכונה של התופעה ניתנה על ידי אלסנדרו וולטה.רק בשנת 1825 הוכיח אוגוסטה דה לה ריב כי העברת החשמל בפתרון מתבצעת על ידי יונים של חומר, תוך התבוננות בהיווצרות תחמוצת אבץ בתא עם מים טהורים, מופרדים מן הממברנה השכנה.ההצהרה סייעה לברזליוס ליצור מודל פיזי שבו נראה כי אטום אלקטרוליט מורכב משני מוטות טעונים( יונים) מנוגדים.התוצאה היתה תמונה דקה של העברת חשמל ממרחק.
