Ағымдағы көздері, химиялық. Химиялық ток көздері мен құрылғының түрлері

Ағымдағы көздері , химиялық (қысқартылған HIT) - бейімделу, бұл тотығу-тотықсыздану реакция энергиясы электр энергиясына айналады, онда. Олардың басқа да аттары - электрохимиялық ұяшық, гальваникалық жасуша , электрохимиялық ұяшық. Олардың жұмыс принципі мынадай: екі реагенттер өзара тұрақты электр тогы электр бөлу бар химиялық реакция тудырады. басқа көзі процесінде электр тогын тудыратын сатылы схема жүреді. Бірінші шығарды жылу энергиясын, онда ол механикалық айналды, содан кейін ғана электр энергиясына отыр. Advantage HIT - бір сатылы процесс, яғни электр, жылу және қамтамасыз ету қадамдарды айналып, тікелей алынған механикалық энергиясын.

әңгіме

Қалай бірінші ағымдағы көзі жасады? химиялық көздері деп аталды гальваникалық ұяшықтар Луиджи Гальвани - он сегізінші ғасырда итальяндық ғалым кейін. Ол дәрігер, анатом, физиолог және физик болды. Оның ғылыми-зерттеу бағыттарының бірі әр түрлі сыртқы әсерлерге жануарлар реакцияларын зерттеу болды. электр өндіретін химиялық әдісі бақа туралы өз эксперименттер бірінде кезінде, кездейсоқ Гальвани ашылды. Ол Frog аяғы екі металл пластиналар жылы шикізат нервтердің байланысты. Бұл бұлшық ақталды кезде. Гальвани осы құбылыстың өз түсіндіру дұрыс болды. Бірақ оның эксперименттер мен бақылаулар нәтижелері кейінгі зерттеулерде оның отандасы Алессандро Вольта көмектесті.

Volta бақа бұлшық мата байланыста екі металдардың арасындағы химиялық реакция арқылы оның жұмысына электр тогының пайда болу теориясын баяндалған. Бірінші Химиялық ток көзі мырыш және мыс онда тиеген тақталары, тұз ерітіндісімен контейнерге көрінгенімен.

индустриялық-ауқымды ОКҚ, он тоғызыншы ғасырдың екінші жартысында шығарылатын оған атындағы тұз электролит, бастапқы марганец-мырыш жасушаларды ойлап француз Leklanshe арқасында бастады. Бірнеше жылдан кейін, осы және басқа да ғалымдар электрохимиялық ұяшықты жақсартылды және 1940 дейін электр энергиясын тек бастапқы химиялық көздері болып табылады.

Дизайн және пайдалану HIT

Химиялық ток көзі құрылғысы екі электродтар (бірінші түрдегі өткізгіштер) және аралық электролит (екінші түрдегі дирижері, немесе иондық дирижер) қамтиды. электрондық әлеуетін шекарасында олардың арасында туындайды. қалпына анод деп аталатын тотығады онда электрод, және антиоксидантты қалпына келтіру бір - катодты. Бірге электролитте бар, олар электрохимиялық жүйесін құрайды.

электродтар арасындағы тотығу-тотықсыздану реакция жанама өнімі электр тогының пайда болуы болып табылады. Осы реакция кезінде, қысқарту агент Тотыққан және антиоксидантты оларды және осы қалпына байланысты қабылдайды электрондарды береді. анодты және катодты арасындағы электролит болуы міндетті шарт реакция болып табылады. тек бірге екі түрлі металдар ұнтақтар араластыру болса, ешқандай электр разряд пайда емес, барлық энергетикалық жылу ретінде шығады. электролит электронды аудару процесін ретке келтіру қажет. Ең жиі оның сапасын тұзды ерітінді немесе балқытып әрекет етеді.

электродтар металл табаққа немесе тор сияқты көрінеді. кернеу бос - электролит олардың тиелген кезде олардың арасындағы электр потенциалдар айырмасы пайда болады. оларды қабылдау үшін - анод электрондардың әсер және катодты үрдісі бар. олардың беті химиялық реакция басталады. Олар тізбегі ашу арқылы тоқтатты, сондай-ақ реагенттер бір тұтынған кезде. Breaking электродтар немесе электролит бірі жою арқылы орын алады.

Құрамы электрохимиялық жүйелері

Ағымдағы көздері химиялық антиоксиданттар оттегі қышқылы тұздары, оттегі, галогенангидридтерi, жоғары металл оксидтері nitroorganic қосылыстар және т ретінде пайдаланылады. Д. онда агенттер қысқарту металдар мен олардың төменгі оксиді, сутегі және көмірсутекті қосылыстар болып табылады. электролиттер пайдаланылған:

1. Су қышқылдарының ерітінділері, сілтілік, тұз және т.б.. D.
2. органикалық емес немесе органикалық еріткіштерде тұз еритін алынған ион өткізгіштігі бар неводный шешімдер.
3. тұз ериді.
4. иондық торда, жылжымалы иондарының, онда бірімен қатты қосылыстар.
5. Matrix Электролит. Бұл сұйық ерітінділер немесе балқымалары қатты емес өткізгіш органның көпіршіктеріне орналасқан - elektronositelya.
6. Ион алмасу Электролит. сол белгісі тіркелген иондық топтарымен Бұл қатты байланыс. ұялы ал Жүніс тағы бір белгісі. Бұл сипат электролит униполярлы өткізгіштігінің құрайды.

гальваникалық батарея

жасушалары - Химиялық ток көздері электрохимиялық жасушаларының тұрады. Осы жасушалардың бір шиеленісті аз - 0,5 4В үшін. қажеттіліктеріне байланысты, бірнеше сериялық байланысты элементтерден тұратын, гальваникалық батареяны пайдаланыңыз соққы. Ол кейде параллель немесе бірнеше элементтерін сериясы-параллель байланысты пайдаланылады. сериясы тізбегінде әрқашан тек сол бастапқы Батареяларды немесе ұяшықтарын қамтиды. электрохимиялық жүйесі, жобалау, технологиялық вариация және мөлшері: Олар бірдей параметрлері бар болуы тиіс. параллель қосылу үшін әр түрлі көлемдегі элементтерін пайдалануға болады.

жіктеу HIT

Химиялық көздері бойынша ерекшеленеді:

• мөлшері;
• құрылыс;
• реагенттер;
• Табиғат energoobrazuyuschey реакция.

Бұл параметрлер нақты қолдану үшін жарамды ОКҚ өнімділігін анықтау.

жұмыс істеу принципі айырмашылықтарға негізделген электрохимиялық жасушалардың жіктелуі. Осы ерекшеліктеріне байланысты, ажырата:

1. Бастауыш химиялық көздері - реттік заттар. Олар реакция тұтынылады белгілі бір қор реагенттерді, бар. Мұндай толық разряд ұяшықтың кейін тиімділігін жоғалтады. басқа бастапқы хит Гальваникалық элементтер деп аталады. Адал жай оларды шақыруға болады - элемент. бастапқы қуат көзінің қарапайым мысал - «Батарея» АА.
2. Қайта зарядталатын Химиялық ток көздері - Батареялар (сондай-ақ, орта деп аталатын, қайтымды HIT) қайта пайдаланылатын элементтер болып табылады. толық разряд жұмсалған кейін батарея арқылы кері бағытта сыртқы тізбек ток өтетін бойынша реагенттер қайтадан (алынатын) химиялық энергияны жинақтау жаңарады. Байланысты сыртқы тұрақты ағымдағы бастапқы құрылғыны зарядтау мүмкіндігі қайта зарядтауға үзік, ұзақ уақыт бойы пайдаланылады. электр энергиясын процесі аккумулятор разряд деп аталады. Бұл көптеген электрондық құрылғылар (ноутбуктер, ұялы телефондар және т.б.. Н.) хиты батареяларды қамтиды.
3. Жылу химиялық көздері - үздіксіз іс-қимыл құрылғылар. олардың жұмыс барысында реагенттер мен реакция өнімдерінің жою жаңа партиялардың үздіксіз ағыны бар.
4. аралас (polutoplivnyh) электрохимиялық жасушалар реагенттер бірі қоры болуы. Екінші құрылғы сыртқы жеткізіледі. құрылғының өмір бірінші реагент жеткізу байланысты. сыртқы көзден ток өтетін, олардың заряд қалпына келтіру мүмкіндігі бар болса электр тогының біріктіріп химиялық көздері, батареяларды ретінде пайдаланылады.
5. жаңартылатын механикалық немесе химиялық зарядтауға Hit. Олар үшін, ол жаңа учаскелерінде реагенттердің жұмсалған толық заряд кейін ауыстыру мүмкін. Яғни, олар мезгіл зарядтауға батареялар сияқты, сондай-ақ үздіксіз құрылғылар емес, болып табылады.

сипаттамалары HIT

химиялық ток көздерін негізгі сипаттамасы мыналарды қамтиды:

1. Ашық кернеудің (OCV немесе түсіру кернеу). Бұл мөлшерлеме ең алдымен электрохимиялық жүйесін (қалпына агент комбинациясы, тотығу агент және электролитте) байланысты. Сондай-ақ, OCV электролит концентрациясы, ағызу дәрежесін, температурасын және басқа да әсер етеді. OCV хит арқылы өткендегі токтың мәніне байланысты.
2. Қуат.
3. разряд ағымдағы - сыртқы тізбек қарсылық байланысты.
4. Сыйымдылығы - ол мүлдем орындалғанда HIT береді электр энергиясын ең көп сомасы.
5. энергетикалық мазмұны - толық разряд құрылғы алынған ең жоғарғы энергиясы.
6. Энергия сипаттамалары. батареяларды, ол, ең алдымен, кернеу немесе заряд қуаты (ресурс) төмендету жоқ заряд-разрядтың циклдарының санын кепілдік беріледі.
7. Температура диапазоны өнімділігі.
8. Сақтау уақыты - өндіріс және бірінші разряд құрылғы арасындағы уақыт максималды сомасы.
9. Қызмет көрсету мерзімі - барынша жалпы сақтау және жұмыс өмірі. отын элементтерін үздіксіз және үзік пайдалануға қызмет маңызды кезеңдері болып табылады.
10. жалпы энергия бүкіл қызмет ету мерзімі бойы жеткізіледі.
11. Механикалық діріл қатысты беріктігі, соққы және т.б.. Н.
12. кез келген орында жұмыс істей білуі.
13. Сенімділік.
14. Easy техникалық қызмет көрсету.

Ұшырасудың талаптар

электрохимиялық жасушаларының жобалау ең тиімді реакция үшін қолайлы қоршаған ортаны қамтамасыз етуі тиіс. Бұл жағдайлар мыналар жатады:

• ағымдағы ағып кедергі;
• бірыңғай жұмыс;
• (Пломбалау қоса алғанда) механикалық беріктігі;
• реагенттер бөлу;
• электродтар мен электролит арасындағы жақсы байланыс;
• ең төменгі шығындармен сыртқы шығысына реакция аймағында ағымдағы ағызуға тыйым салынады.

Ағымдағы көздері, химиялық мынадай жалпы талаптарға сай болуға тиіс:

• нақты параметрлерін ең жоғарғы құндылықтар;
• жарамдылық максималды температура диапазоны;
• ең стресс;
• энергия бірлігіне ең аз құны;
• кернеу тұрақтылығы;
• сақтау зарядтау;
• қауіпсіздік;
• техникалық қызмет көрсету, сондай-ақ ол үшін дұрысы жоқ қажеттілігін жеңілдігі;
• ұзақ қызмет ету мерзімі.

операция HIT

бастауыш жасушаларының басты артықшылығы - кез келген техникалық қызмет көрсету үшін қажеті жоқ. Сіз көрінісін тексеру үшін жеткілікті, оларды пайдалана бастау алдында, жарамдылық мерзімі. жалғанған кезде, ол өрістеріне сақтауға және құрылғы байланыстар тұтастығын тексеру үшін маңызды болып табылады. Неғұрлым күрделі химиялық көздері - батареяларды, салиқалы қамқорлық талап. олардың қызметінің мақсаты - өмірдің барынша кеңейту. Батареяның қамқорлық болып табылады:

• тазалық техникалық қызмет көрсету;
• кернеу бос мониторинг;
• (Тек дистильденген суды толтыру үшін пайдалануға болады) электролит деңгейін қолдау;
• (- сұйықтық тығыздығы өлшеуге арналған қарапайым құрылғы hydrometer арқылы) электролит концентрациясы бақылау.

электрохимиялық жасушаларының Жұмыс барысында электр құрылғыларына қауіпсіз пайдалануға қатысты барлық талаптарына сай болу үшін қажет.

электрохимиялық жүйелердің классификациясы HIT

жүйеге байланысты химиялық ток көздерін түрлері:

• қорғасын (қышқыл);
• никель-кадмий, никель-темір, никель-мырыш;
• марганец-мырыш, мыс-мырыш, сынап, мырыш, мырыш-хлоридті;
• күміс-мырыш, күміс және кадмий;
• әуе-металл;
• никель-сутегі және күміс-сутегі;
• марганец-магний;
• литий және т. D.

Ұшырасудың Қазіргі заманғы пайдалану

Ағымдағы көздері, химиялық Ол қазіргі уақытта пайдаланылады:

• көлік құралдары;
• портативті құрылғылар;
• әскери және ғарыштық технологиялар;
• ғылыми жабдықтар;
• Медицина (Кардиостимуляторлар).

үйде ұшырасудың таныс мысалдар:

• Батареялар (құрғақ жасушалары);
• батареяларды портативті тұрмыстық техника және электроника;
• үздіксіз қоректендіру;
• автокөлік батареяларды.

Әсіресе кеңінен электр энергиясын литий химиялық көздері қабылдады. Бұл литий (Li) ең жоғары энергия тығыздығы фактісі байланысты болып табылады. ол теріс мақтана бұл факт электрод потенциалын барлық басқа да металлдардың. алда ОКҚ және жұмыс кернеу нақты энергияның барлық басқа да құндылықтарды литий-ионды батареялар (LIA). Енді олар біртіндеп жаңа салаға меңгеруге - автомобиль көлігі. литий батареяларын жетілдіруге байланысты болашақ ғылыми әзірлемелерді жылы ультратонкие конструкцияларын және ірі ауыр батареяларын бағытта жылжиды.