Принцип на работа на батерията

Как работи стенен часовник, дистанционно управление за телевизор или радиоуправляема детска играчка? Повечето хора без колебание ще отговорят „от батерии“ и по принцип ще бъдат прави. Но едва ли някой от тях ще може да каже как точно се утроява преносимата батерия, как функционира и без какво би бил невъзможен целият процес на предаване на електрически ток от батерията до крайния потребител. Нека запълним тази досадна празнина в знанията.

Принцип на работа на батерията

За да разберете принципа на работа на конвенционална AA батерия, трябва да имате общо разбиране за нейната структура. И така, всяка батерия се състои от три основни елемента - анод, катод и електролит. Освен това последният може да има практически всяко състояние на агрегиране: катодът и анодът, поставени във физиологичен разтвор, по принцип също са „батерия“, само във форма, която е необичайна за обикновения човек.

Интересно! Така наречената „волтова колона“, изобретена от Алесандро Волта, също имаше всички елементи, необходими за производството на електрически ток. Състоеше се от цинкови и медни плочи, подредени една върху друга, между които като „слой“ беше поставена кърпа, напоена с киселина.

Анодът в такива системи е основният източник на електрони, които, както знаем от училищния курс по физика, имат отрицателен заряд.Отрицателно заредените частици се привличат към положителни и в този случай повърхността на катода действа като „плюс“.

Но това не е достатъчно, за да възникне електрически ток, тъй като електроните също се нуждаят от вид „магистрала“ - среда, която да поддържа взаимодействието на катода и анода. Тук „на сцената“ се появява електролит - сол, основа или киселина, способни да провеждат ток.

Нека да разгледаме принципа на работа, използвайки конкретен пример: има батерия с номинално напрежение 18 волта. Напрежението между електродите в него е стабилно до включването му в мрежата. Веднага щом се появи консуматор (например обикновена електрическа крушка), напрежението започва постепенно да намалява, токът започва да тече от „отрицателния“ електрод към „положителния“ и в електролита възниква химическа реакция, насочена към поддържане на потенциалната разлика между електродите.

справка. Колкото повече енергия изисква потребителят, толкова по-интензивна е реакцията вътре в батерията и толкова по-бързо ще се повреди.

Как работи акумулаторната батерия, как се различава от обикновената

И така, разгледахме класическите батерии тип „пръст” и „малък пръст” и знаем, че животът на повечето от тях е строго ограничен (без значение какво казват известните производители). Но какво да кажем за така наречените батерии - батерии от тип батерии, които могат не само да консумират енергия по време на реакционния процес, но и да я натрупват и съхраняват за дълго време?

За да разберете принципа на работа на батерията, е необходимо да се обърнете към химията. Да вземем за пример... Обикновен огън на дървени въглища.Колкото и красив и завладяващ да изглежда пламъкът, всеки химик, който го наблюдава, знае, че този процес е просто дълготрайна реакция на окисление на горивото. Горещите въглища взаимодействат с кислорода и в резултат на тази реакция получаваме:

• въглероден двуокис;
• светлина;
• топло.

И ако последните две точки са в състояние да стоплят душата и тялото, тогава не можем да използваме въглеродния диоксид по никакъв начин, защото той е страничен продукт от реакцията, който всъщност е нейният отпадък. Окислителната реакция спира, когато изходните елементи: кислород и въглища свършат. Спирането на реакцията в батерията става по абсолютно същия начин, когато изходните вещества са напълно изчерпани и остават само „отпадъци“.

В батерията всичко се случва малко по-различно. Факт е, че протичащата в него реакция принадлежи към категорията на обратимите, тоест при определени условия тя може да бъде „обърната“, връщайки всички вещества в първоначалното им състояние. Именно възможността за възникване на обратима реакция в батерията позволява тя да бъде заредена.

В батерия, свързана към мрежата, реакцията протича в обратна посока и токът протича от "плюс" към "минус", а не обратното. В резултат на това реакционният продукт образува изходните вещества и собственикът на батерията получава налична „възстановена“ енергия в преносим формат. Това е всичко!