עקרון פעולת הסוללה

איך עובדים שעון קיר, שלט לטלוויזיה או צעצוע לילדים בשליטה ברדיו? רוב האנשים, ללא היסוס, יענו "מסוללות" ובאופן עקרוני, הם צדקו. אבל לא סביר שמישהו מהם יוכל לדעת איך בדיוק הסוללה הניידת משולשת, איך היא מתפקדת, ובלעדיה כל תהליך העברת הזרם החשמלי מהסוללה לצרכן הסופי יהיה בלתי אפשרי. בואו נמלא את הפער המעצבן הזה בידע.

עקרון פעולת הסוללה

על מנת להבין את עקרון הפעולה של סוללת AA קונבנציונלית, אתה צריך הבנה כללית של המבנה שלה. אז, כל סוללה מורכבת משלושה אלמנטים עיקריים - אנודה, קתודה ואלקטרוליט. יתר על כן, זה האחרון יכול להיות כמעט בכל מצב של צבירה: הקתודה והאנודה המונחות בתמיסת מלח, באופן עקרוני, הן גם "סוללה", רק בצורה יוצאת דופן עבור האדם הממוצע.

מעניין! במה שנקרא "עמוד וולטאי", שהומצא על ידי אלסנדרו וולטה, היו גם כל האלמנטים הדרושים לייצור זרם חשמלי. הוא היה מורכב מלוחות אבץ ונחושת שנערמו זו על גבי זו, שביניהם הונחה בד ספוג בחומצה כ"שכבה".

האנודה במערכות כאלה היא המקור העיקרי לאלקטרונים, שכפי שאנו יודעים מקורס בפיזיקה בבית הספר, יש להם מטען שלילי.חלקיקים בעלי מטען שלילי נמשכים לחיוביים, ובמקרה זה משטח הקתודה פועל כ"פלוס".

אבל זה לא מספיק כדי להתרחש זרם חשמלי, כי אלקטרונים צריכים גם סוג של "כביש מהיר" - תווך שיתמוך באינטראקציה של הקתודה והאנודה. כאן מופיע אלקטרוליט "על הבמה" - מלח, אלקלי או חומצה המסוגלים להוביל זרם.

בואו נסתכל על עקרון הפעולה באמצעות דוגמה ספציפית: יש סוללה מדורגת ב-18 וולט. המתח בין האלקטרודות בו יציב עד לחיבורו לרשת. ברגע שמופיע צרכן (לדוגמה, נורה רגילה), המתח מתחיל לרדת בהדרגה, זרם מתחיל לזרום מהאלקטרודה ה"שלילית" ל"חיובית", ומתרחשת תגובה כימית באלקטרוליט שמטרתה שמירה על הפרש הפוטנציאלים בין האלקטרודות.

התייחסות. ככל שהצרכן דורש יותר אנרגיה, כך התגובה בתוך הסוללה תהיה עזה יותר והיא תיכשל מהר יותר.

איך עובדת סוללה נטענת, במה היא שונה מסוללה רגילה

אז, בדקנו את סוללות ה"אצבע" וה"אצבע הקטנה" הקלאסיות ואנחנו יודעים שחיי השירות של רובן מוגבלים בהחלט (לא משנה מה אומרים יצרנים מפורסמים). אבל מה עם מה שנקרא סוללות - סוללות מסוג סוללה שיכולות לא רק לצרוך אנרגיה בתהליך התגובה, אלא גם לצבור אותה ולאחסן אותה לאורך זמן?

על מנת להבין את עקרון הפעולה של הסוללה, יש צורך לפנות לכימיה. ניקח כדוגמה... מדורת פחמים רגילה.לא משנה כמה הלהבה נראית יפה ומרתקת, כל כימאי שמתבונן בה יודע שתהליך זה הוא רק תגובה ארוכת טווח של חמצון דלק. שריפת פחם מקיימת אינטראקציה עם חמצן וכתוצאה מתגובה זו אנו מקבלים:

• פחמן דו חמצני;
• אוֹר;
• נעים.

ואם שתי הנקודות האחרונות מסוגלות לחמם את הנשמה והגוף, אז איננו יכולים להשתמש בפחמן דו חמצני בשום אופן, כי הוא תוצר לוואי של התגובה, שהוא למעשה הפסולת שלו. תגובת החמצון נפסקת כאשר היסודות ההתחלתיים: חמצן ופחם נגמרים. עצירת התגובה בסוללה מתרחשת בדיוק באותו אופן כאשר חומרי המוצא מותשים לחלוטין ונשאר רק "פסולת".

בסוללה הכל קורה קצת אחרת. העובדה היא שהתגובה המתרחשת בו שייכת לקטגוריה הפיך, כלומר, בתנאים מסוימים ניתן "להפוך אותה", ולהחזיר את כל החומרים למצבם המקורי. האפשרות של תגובה הפיכה המתרחשת בסוללה היא המאפשרת את טעינתה.

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