Kako deluje voltaična baterija?

Tukaj je razčlenitev, kako deluje voltaična baterija na kupu, in razloži njene ključne komponente in načela njegovega delovanja:

Kaj je voltaični kup?

Voltaični kup, ki ga je leta 1800 izumil Alessandro Volta, je bil ena prvih električnih baterij. To je kup izmeničnih plasti različnih kovin (običajno cink in baker) in prevodna raztopina, imenovana elektrolit (pogosto soli raztopina).

Kako deluje:

1. Elektrokemijske reakcije: Ključ za delovanje Voltaic Pile je niz kemijskih reakcij, ki proizvajajo elektriko. Tu je poenostavljena razlaga:

* cinkova elektroda: Na cinkovi elektrodi (negativni terminal) atomi cinkov izgubijo elektrone (oksidacija) in postanejo cinkovi ioni (Zn 2+ ) ki se raztopi v elektrolit. Ti sproščeni elektroni tečejo skozi zunanje vezje.

* bakrena elektroda: Pri bakreni elektrodi (pozitivni terminalu) so elektroni od zunanjega vezja pretoka do elektrode. Ti elektroni reagirajo z vodikovimi ioni (H + ) v elektrolitu tvori vodikov plin (H _{2 ).}

2. pretok elektronov in električni potencial:

* Pretok elektronov iz cinkove elektrode do bakrene elektrode ustvarja električni tok.

* Razlika v električnem potencialu (napetosti) med cinkovo ​​in bakreno elektrodo poganja ta tok. Napetost, ki jo proizvaja ena voltaična kupna celica, je sorazmerno nizka, zato je več celic zloženo skupaj, da se poveča celotna napetost.

komponente voltaičnega kupa:

* cinkov disk (negativna elektroda): Cink je reaktivna kovina, ki zlahka izgubi elektrone.

* bakreni disk (pozitivna elektroda): Baker je manj reaktivna kovina, ki zlahka sprejema elektrone.

* Electrolit: Solna raztopina (kot slanica) izvaja ione, vključene v kemijske reakcije.

* karton ali klobučevina: Ti materiali ločujejo kovinske diske in delujejo kot porozna ovira za elektrolit.

Pomen voltaičnega kupa:

* Zgodovinski pomen: Voltaični kup je označil prelomno odkritje pri razumevanju električne energije. Dokazala je sposobnost ustvarjanja neprekinjenega električnega toka iz kemičnih reakcij.

* Tehnologija zgodnjega akumulatorja: To je utrlo pot za razvoj učinkovitejših baterij, ki se danes pogosto uporabljajo.

Omejitve voltaičnega kupa:

* Nizka napetost in kratka življenjska doba: Voltaični kup je povzročil relativno nizko napetost, njegov izhod pa se je hitro zmanjšal, ko so kemične reakcije napredovale.

* Proizvodnja vodikovega plina: Oblikovanje vodikovega plina na bakreni elektrodi lahko povzroči težave z nabiranjem plina in zmanjša učinkovitost baterije.

Voltaični kup v današnjem svetu:

Čeprav se ne uporabljajo neposredno, načela za voltaični kup ostajajo bistvena za delovanje sodobnih baterij. Razumevanje osnovnih konceptov voltaičnega kupa nam pomaga razumeti, kako elektrokemične reakcije ustvarjajo elektriko v napravah, kot so mobilni telefoni, prenosni računalniki in električna vozila.