Pagina 58 din 60
Caracteristicile celulelor galvanice ca surse curente, avantajele și dezavantajele acestora
În prezent, nu există nici o problemă de a obține cantități mari de energie electrică cu ajutorul celulelor galvanice și acest lucru nu este recomandabil, deoarece nevoile societății moderne în domeniul energiei electrice sunt îndeplinite în totalitate de către rețeaua de transmisie a energiei electrice. Totuși, în inginerie și în viața de zi cu zi, numărul de astfel de dispozitive, mașini și dispozitive de semnalizare, pentru care sunt necesare surse curente de lumină autonome și mici, este în continuă creștere. Aici puteți numi baterii pentru mașini și aeronave, surse de alimentare pentru scule electrice, dispozitive de semnalizare, receptoare de tranzistor, lanterne electrice, ceasuri de mână etc. și, desigur, pentru sateliții pământeni artificiali și laboratoarele spațiului. Celulele galvanice sunt de asemenea utilizate în diferite dispozitive de siguranță.
Tractica prezintă cerințe foarte diverse la celulele galvanice moderne. Datorită cererii crescânde și foarte variate de celule galvanice, cercetarea științifică a fost recent extinsă pentru a dezvolta noi și pentru a îmbunătăți tipurile vechi de elemente.
Celulele galvanice ca sursele de energie electrică au avantaje semnificative: ele pot fi de diferite dimensiuni și forme, nu au uzură predispuse piese macroscopic în mișcare, sunt relativ ușor și sunt autonome, nu foarte sensibile la fluctuațiile de vibrații și temperatură, funcționează silențios, bine reglementat. Eficiența lor este destul de ridicată (până la 90%), deoarece conversia energiei chimice în energie electrică are loc în ele fără o etapă termică intermediară, iar procesele electrodului sunt în unele cazuri aproape reversibile.
Cele mai importante tipuri de celule galvanice
Celulele galvanice utilizate în practică pentru a produce energie electrică sunt împărțite în primar și secundar.
Elementele primare nu pot fi readuse la starea de lucru după ce umplutura lor (substanța activă) a fost deja consumată o singură dată. În acest caz, se spune că elementul este epuizat. Astfel de elemente nu pot sau nu inversă în mod economic procesul electrodei, trecând curentul în direcția opusă. Acest tip este de obicei numit pur și simplu un element.
Elemente secundare sau acumulatori pot fi regenerat după epuizarea dacă curentul a trecut prin ele în sens invers (încărcare) din cauza proceselor de generare de curent care apar pe electrozii lor, o bună aproximare electrochimic absorbția. Nu există o diferență fundamentală între elementele primare și cele secundare.
Cerințele principale pentru celulele galvanice sunt următoarele: durată mare de funcționare, densitate ridicată a curentului și tensiune la borne. De asemenea, este de dorit ca acestea să aibă o eficiență ridicată, să utilizeze substanțe active ieftine, să aibă dimensiuni mici și greutate, să fie simple în design și durabile.
Parametrii de bază ai celulelor electrochimice
Să luăm în considerare parametrii de bază ai celulelor galvanice.
Forța electromotive este diferența potențială dintre electrozii unei celule galvanice * când există un echilibru între electrozii și soluție și nu trece curentul prin element. Valoarea emf nu depinde de dimensiunea elementului sau de rezistența sa internă, ci este doar o funcție a compoziției electrozilor și a concentrației electrolitului.
Tensiunea tensiunii - diferența de potențial dintre poli în timpul trecerii curentului, când polii sunt conectați prin rezistență. Tensiunea la borne este mai mică decât emf-ul, iar diferența dintre ele este mai mică, cu atât rezistența internă a elementului este mai mică comparativ cu cea exterioară și electrodurile sunt mai puțin polarizați.
Rezistența internă este rezistența electrozilor și a soluției electrolitice dintre acestea, exprimată în ohmi.
Capacitatea elementului - cantitatea de energie electrică, exprimată în pandantive sau în orele de amperi, pe care un element le poate da în condiții adecvate. Bateriile trebuie să se distingă de capacitatea de descărcare a încărcătorului. În mod tipic, capacitatea este exprimată în termeni de energie electrică și în majoritatea cazurilor este măsurată în wați sau kilowați-oră. Capacitatea unui element de acest tip este cea mai mare, cu atât este mai mare numărul de substanțe active din punct de vedere electrochimic care convertesc energia chimică în energie electrică, de asemenea conține densitatea mai mică a curentului generat.
Puterea unui element este cantitatea de energie electrică primită pe secundă, egală cu tensiunea la borne înmulțită cu curentul pe care elementul îl poate oferi fără deteriorări. Curentul maxim care poate fi obținut de la un element este determinat de această putere împărțită la tensiunea la borne.
Un dezavantaj semnificativ al celulelor galvanice este auto-descărcarea - consumul substanțelor electrochimice active de către ele în absența unui curent extern. Motivul pentru acest lucru poate fi- exemplu, dizolvarea electrodului metalic datorită formării elementelor locale numite fiscale, sau un flux de proces de generare a curentului „chimice imediate“ înseamnă, sau capacitatea insuficientă a dielectrice pieselor de izolație. Auto-descărcarea scade durata de viață a unui element, acesta din urmă devine inadecvat în timp, chiar dacă nu a fost deloc folosit pentru a genera energie.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: