Τι είναι ένα ξηρό κελί: Δομή και λειτουργία του

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Ένα ξηρό κελί είναι η απλούστερη μορφή πηγής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ένας αριθμός κυττάρων που συνδυάζει κελιά σχηματίζει μαζί μια μπαταρία. ο μολύβδου οξέος ή νικέλιο-κάδμιο μπαταρία είναι η προηγμένη έκδοση του dry cell. Αυτό το κελί εφευρέθηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο μηχανικό Georges Leclanche το έτος 1866. Η εφεύρεσή του πήρε το όνομά του από το όνομά του ως μπαταρία Leclanche. Αλλά εκείνη την εποχή, ήταν πολύ βαρύ και μπορούσε εύκολα να σπάσει. Ένα στεγνό κελί έχει την ίδια αρχή και είναι η προηγμένη έκδοση της μπαταρίας Leclanche και διατίθεται σε διαφορετικές τάσεις και μεγέθη. Η εμπορική μορφή της κυψέλης ψευδαργύρου-άνθρακα που είναι η τροποποιημένη μορφή της μπαταρίας Leclanche εφευρέθηκε το 1881 από τον Carl Gassner του Mainz. Παράγεται σε μεγάλες ποσότητες και χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές όπως παιχνίδια, ραδιόφωνα, αριθμομηχανές κ.λπ.

Τι είναι ένα ξηρό κύτταρο;

Ένα ξηρό στοιχείο είναι μια συσκευή που παράγει ηλεκτρισμό με βάση χημικές αντιδράσεις. Όταν τα δύο ηλεκτρόδια του στοιχείου συνδέονται μέσω κλειστής διαδρομής, τότε το στοιχείο αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να ρέουν από το ένα άκρο στο άλλο. Η ροή ηλεκτρονίων προκαλεί τη ροή του ρεύματος στο κλειστό κύκλωμα.




Στρώματα ξηρών κυττάρων

Στρώματα ξηρών κυττάρων

Με τη βοήθεια χημικών αντιδράσεων, τα ηλεκτρόνια ρέουν από το ένα άκρο στο άλλο. Όταν δύο ή περισσότερα κελιά, συνδεδεμένα με σωστή πολικότητα, ρέουν περισσότερα ηλεκτρόνια λόγω υψηλού δυναμικού. Αυτός ο συνδυασμός ονομάζεται μπαταρία. Από μια ελάχιστη τάση 1,5 V έως 100 V, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μπαταρία για να ληφθεί ένα εύρος τάσεων. Ακόμη και η τάση DC εξόδου της μπαταρίας μπορεί να ρυθμιστεί σε διαφορετικά επίπεδα χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος όπως ελικόπτερο κυκλώματα.



Δομή του κυττάρου

Η δομή του ξηρού στοιχείου ψευδαργύρου-άνθρακα φαίνεται στο σχήμα. Αποτελείται από τον ακροδέκτη ανόδου ως ψευδάργυρο ή γενικά ράβδο γραφίτη. Ο άνθρακας σχηματίζει το τερματικό της καθόδου. Μπορεί να παρατηρηθεί ότι σε παλαιότερες εκδόσεις ξηρού κυττάρου ο ψευδάργυρος χρησιμοποιήθηκε ως κάθοδος και ο γραφίτης χρησιμοποιήθηκε ως τερματικό ανόδου. Η επιλογή των στοιχείων βασίζεται βασικά στη χημική διαμόρφωση της εξόχως τροχιάς των στοιχείων.

Δομή ξηρών κυττάρων

Δομή ξηρών κυττάρων

Εάν έχει περισσότερα ηλεκτρόνια αριθμού στην εξόχως τροχιά, τότε μπορεί να δράσει ως δότης και ως εκ τούτου σχηματίζει την κάθοδο. Ομοίως, εάν η εξόχως απόκλιση έχει λιγότερα ηλεκτρόνια, μπορεί εύκολα να δεχθεί και ως εκ τούτου σχηματίζει την άνοδο. Ο ηλεκτρολύτης που τοποθετείται μεταξύ ενεργεί ως καταλύτης για τις χημικές αντιδράσεις. Γενικά, χρησιμοποιούμε ζελέ χλωριούχου αμμωνίου ως ηλεκτρολύτη. Στην εικόνα που δείχνεται, ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται είναι ένα μείγμα ψευδαργύρου και χλωριδίου. Επίσης, το χλωριούχο νάτριο χρησιμοποιείται επίσης ως ηλεκτρολύτης. Ένα μείγμα διοξειδίου του μαγγανίου και άνθρακα περιβάλλεται γύρω από την ράβδο ανόδου.

Η όλη διαμόρφωση τοποθετείται σε μεταλλικό σωλήνα. Ο ζελέ εμποδίζεται να στεγνώσει χρησιμοποιώντας ένα βήμα στην κορυφή του κελιού. Στο κάτω μέρος τοποθετείται ροδέλα άνθρακα. Ο σκοπός αυτής της ροδέλας είναι να αποτρέψει την επαφή της ράβδου ανόδου ψευδάργυρου με το δοχείο.


Αυτό ονομάζεται επίσης διαχωριστικό όπως φαίνεται στο διάγραμμα. Το δοχείο ψευδαργύρου περιβάλλεται επίσης από μόνωση χαρτιού για σκοπούς μόνωσης. Για μεγάλες μπαταρίες, χρησιμοποιούνται και άλλα μονωτικά υλικά όπως μίκα κ.λπ. Το θετικό τερματικό του ell σχηματίζεται στην κορυφή. Το αρνητικό τερματικό του στοιχείου σχηματίζεται στη βάση.

Λειτουργία ξηρού κυττάρου

Ένα ξηρό κύτταρο βασικά λειτουργεί σε χημικές αντιδράσεις. Λόγω των αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα μεταξύ του ηλεκτρολύτη και των ηλεκτροδίων, τα ηλεκτρόνια ρέουν από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο. Ουσίες όπως οξέα διαλύονται στο νερό για σχηματισμό ιονισμένων σωματιδίων. Το ιονισμένο σωματίδιο είναι δύο τύπων. Τα θετικά ιόντα ονομάζονται κατιόντα και τα αρνητικά ιόντα ονομάζονται ανιόντα. Τα οξέα που διαλύονται στο νερό ονομάζονται ηλεκτρολύτες.

Στο παραπάνω διάγραμμα, ο χλωριούχος ψευδάργυρος σχηματίζεται ως ηλεκτρολύτης. Παρομοίως, ζελέ χλωριούχου αμμωνίου σχηματίζεται επίσης ως ηλεκτρολύτης. Οι μεταλλικές ράβδοι που βυθίζονται σε ηλεκτρολύτες σχηματίζουν ηλεκτρόδια. Με βάση τα χημικά χαρακτηριστικά των μεταλλικών ράβδων, έχουμε θετικό ηλεκτρόδιο ως άνοδο και αρνητικό ηλεκτρόδιο ως κάθοδο.

Τα ηλεκτρόδια προσελκύουν τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα στο πλάι τους. Για παράδειγμα, η κάθοδος προσελκύει τα ανιόντα και η άνοδος προσελκύει τα κατιόντα. Σε αυτή τη διαδικασία τα ηλεκτρόνια ρέουν από τη μία κατεύθυνση στην άλλη, επομένως έχουμε μια ροή φορτίων. Αυτό ονομάζεται ρεύμα .

Χημικές αντιδράσεις

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο κύτταρο φαίνονται παρακάτω. Πρώτον είναι η αντίδραση οξείδωσης.

Σε αυτό, η κάθοδος ψευδαργύρου οξειδώνεται σε θετικά φορτισμένα ιόντα ψευδαργύρου που απελευθερώνουν δύο ιόντα. Αυτά τα ηλεκτρόνια συλλέγονται από την άνοδο. Στη συνέχεια έρχεται η αντίδραση μείωσης.

Η αντίδραση αναγωγής στην άνοδο φαίνεται παραπάνω. Αυτή η αντίδραση παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Απελευθερώνει ιόντα οξειδίου με οξείδιο μαγνησίου. Αυτή η αντίδραση σχηματίζεται όταν το μαγνήσιο συνδυάζεται με τον ηλεκτρολύτη.

Οι άλλες δύο αντιδράσεις αντιπροσωπεύουν αντίδραση οξέος-βάσης και αντίδραση καθίζησης που λαμβάνει χώρα στο ξηρό κύτταρο. Στην αντίδραση οξέος-βάσης, το ΝΗ συνδυάζεται με ΟΗ για να παράγει ΝΗ3 μαζί με νερό. Τα αποτελέσματα είναι NH3 και βάση νερού.

Διαφορά μεταξύ ξηρού κυττάρου και υγρού κυττάρου

Η κύρια διαφορά μεταξύ του ξηρού κυττάρου και του υγρού στοιχείου είναι η μορφή ηλεκτρολύτη. Όπως συζητήθηκε προηγουμένως, σε ένα ξηρό κύτταρο, ο ηλεκτρολύτης όπως το χλωριούχο αμμώνιο είναι ξηρός στη φύση. Τέτοια ξηρά κύτταρα είναι πιο συνηθισμένα και χρησιμοποιούνται σε παιχνίδια, ραδιόφωνα, κλπ. Αλλά σε ένα υγρό κελί, ο ηλεκτρολύτης βρίσκεται σε υγρή κατάσταση.

Χρησιμοποιείται υγρός ηλεκτρολύτης όπως θειικό οξύ, το οποίο είναι επικίνδυνο διαβρωτικό υγρό. Λόγω της φύσης αυτών των υγρών, το υγρό κελί είναι πιο εκρηκτικό στη φύση και πρέπει να αντιμετωπιστεί με προσοχή. Το καλύτερο πλεονέκτημα τέτοιων υγρών κυττάρων είναι ότι μπορούν εύκολα να επαναφορτιστούν και να χρησιμοποιηθούν για πολλές εφαρμογές. Τέτοιες μπαταρίες βρίσκουν κοινή χρήση στην αεροπορία, τα βοηθητικά προγράμματα, την αποθήκευση ενέργειας και τους πύργους κινητών τηλεφώνων.

Λειτουργίες ξηρών κυττάρων

Η ξηρή κυψέλη λειτουργεί με βάση τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ του ηλεκτροδίου και των ηλεκτρολυτών. Όταν τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στους ηλεκτρολύτες, προσελκύει τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα προς τον εαυτό τους. Αυτό προκαλεί τη ροή των φορτίων, και ως εκ τούτου παράγεται ρεύμα.

Πλεονεκτήματα

ο πλεονεκτήματα του ξηρού κυττάρου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

  • Το ξηρό κελί έχει πολλά πλεονεκτήματα όπως
  • Είναι μικρό σε μέγεθος.
  • Μπορεί να έρθει σε μια ποικιλία επιπέδων τάσης.
  • Είναι πρακτικό και έχει πολλές εφαρμογές.
  • Είναι η μόνη πηγή τάσης DC.
  • Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μαζί με ηλεκτρονικά κυκλώματα ισχύος για τη ρύθμιση της τάσης εξόδου
  • Είναι επαναφορτιζόμενη.

Μειονεκτήματα

ο μειονεκτήματα του ξηρού κυττάρου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

  • Πρέπει να αντιμετωπιστεί με προσοχή
  • Είναι εκρηκτικό
  • Οι μπαταρίες με μεγάλη βαθμολογία είναι πολύ βαριές

Εφαρμογές

ο εφαρμογές του ξηρού κυττάρου συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

  • Παιχνίδια
  • Αεροπορία
  • Κινητά τηλέφωνα
  • Ραδιόφωνο
  • Αριθμομηχανή
  • Ρολόγια
  • Ακουστικά βαρηκοΐας

Ως εκ τούτου, έχουμε δει τη λειτουργία, την ταξινόμηση και τις εφαρμογές του ξηρά κύτταρα . Ένα ενδιαφέρον σημείο που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι η μπαταρία λειτουργεί μόνο όταν τα ηλεκτρόδια είναι φυσικά σε επαφή μεταξύ τους. Πρέπει να υπάρχει ένα αγώγιμο μέσο μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων. Το ερώτημα είναι ότι το νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αγώγιμο μέσο μεταξύ των ηλεκτροδίων του ξηρού στοιχείου; Σε αυτήν την περίπτωση, τι θα συμβεί εάν αυτό το κελί βυθιστεί σε νερό;