Az akkumulátor működési elve

Hogyan működik a falióra, a tévé távirányítója vagy a rádióval vezérelt gyerekjáték? A legtöbb ember habozás nélkül „elemből” válaszol, és elvileg igazuk lesz. De nem valószínű, hogy bármelyikük képes lenne megmondani, hogy a hordozható akkumulátor pontosan hogyan háromszorosodik meg, hogyan működik, és amely nélkül lehetetlen lenne az elektromos áram átvitelének teljes folyamata az akkumulátortól a végfelhasználóig. Töltsük be ezt a bosszantó tudáshézagot.

Az akkumulátor működési elve

A hagyományos AA akkumulátor működési elvének megértéséhez általános ismeretekkel kell rendelkeznie annak szerkezetéről. Tehát minden akkumulátor három fő elemből áll - anódból, katódból és elektrolitból. Ráadásul ez utóbbi gyakorlatilag bármilyen aggregációs állapotú lehet: a sóoldatba helyezett katód és anód elvileg szintén „akkumulátor”, csak az átlagember számára szokatlan formában.

Érdekes! Az Alessandro Volta által feltalált úgynevezett „voltaikus oszlop” is tartalmazta az elektromos áram előállításához szükséges összes elemet. Egymásra rakott cink- és rézlemezekből állt, amelyek közé „rétegként” savval átitatott kendőt helyeztek.

Az ilyen rendszerekben található anód az elektronok fő forrása, amelyek – mint egy iskolai fizikatanfolyamból tudjuk – negatív töltésűek.A negatív töltésű részecskék vonzódnak a pozitívakhoz, és ebben az esetben a katód felülete „pluszként” működik.

De ez nem elég ahhoz, hogy elektromos áram keletkezzen, mert az elektronoknak is szükségük van egyfajta „autópályára” - egy olyan közegre, amely támogatja a katód és az anód kölcsönhatását. Itt jelenik meg a „színpadon” egy elektrolit - egy só, lúg vagy sav, amely képes áramot vezetni.

Nézzük meg a működési elvet egy konkrét példán keresztül: van egy 18 voltos akkumulátor. A benne lévő elektródák közötti feszültség mindaddig stabil, amíg nem csatlakozik a hálózathoz. Amint megjelenik egy fogyasztó (például egy hagyományos izzó), a feszültség fokozatosan csökkenni kezd, az áram elkezd folyni a „negatív” elektródától a „pozitív” felé, és az elektrolitban kémiai reakció megy végbe, amelynek célja az elektródák közötti potenciálkülönbség fenntartása.

Referencia. Minél több energiát igényel a fogyasztó, annál intenzívebb a reakció az akkumulátoron belül, és annál gyorsabban fog meghibásodni.

Hogyan működik az újratölthető akkumulátor, miben különbözik a hagyományostól

Tehát megnéztük a klasszikus „ujj” és „kisujj” akkumulátorokat, és tudjuk, hogy a legtöbbjük élettartama szigorúan korlátozott (nem számít, mit mondanak a híres gyártók). De mi a helyzet az úgynevezett akkumulátorokkal - akkumulátor típusú akkumulátorokkal, amelyek nemcsak energiát fogyasztanak a reakciófolyamat során, hanem felhalmozzák és hosszú ideig tárolják?

Az akkumulátor működési elvének megértéséhez a kémiához kell fordulni. Vegyünk példának... Egy rendes széntüzet.Bármilyen gyönyörűen és lenyűgözően is néz ki a láng, minden vegyész, aki megfigyeli, tudja, hogy ez a folyamat csak az üzemanyag oxidációjának hosszú távú reakciója. Az égő szén kölcsönhatásba lép az oxigénnel, és a reakció eredményeként a következőket kapjuk:

• szén-dioxid;
• fény;
• meleg.

Ha pedig az utolsó két pont képes felmelegíteni a lelket és a testet, akkor a szén-dioxidot semmiképpen sem használhatjuk fel, mert az a reakció mellékterméke, ami tulajdonképpen a hulladéka. Az oxidációs reakció leáll, amikor a kiindulási elemek: az oxigén és a szén elfogy. A reakció leállítása akkumulátorban pontosan ugyanúgy történik, amikor a kiindulási anyagok teljesen kimerültek, és csak „hulladék” marad.

Az akkumulátorban minden kicsit másképp történik. Az a helyzet, hogy a benne lejátszódó reakció a reverzibilis kategóriájába tartozik, azaz bizonyos körülmények között „visszafordítható”, minden anyagot visszaállítva eredeti állapotába. Az akkumulátorban fellépő reverzibilis reakció lehetősége teszi lehetővé az akkumulátor töltését.

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