Nguyên lý hoạt động của pin

Đồng hồ treo tường, điều khiển từ xa của TV hoặc đồ chơi trẻ em điều khiển bằng radio hoạt động như thế nào? Hầu hết mọi người, không do dự, sẽ trả lời "từ pin" và về nguyên tắc, họ sẽ đúng. Nhưng khó có ai trong số họ có thể biết chính xác pin di động được tăng gấp ba lần như thế nào, nó hoạt động như thế nào và nếu không có nó thì toàn bộ quá trình truyền dòng điện từ pin đến người tiêu dùng cuối cùng sẽ không thể thực hiện được. Hãy lấp đầy khoảng trống kiến ​​​​thức khó chịu này.

Nguyên lý hoạt động của pin

Để hiểu nguyên lý hoạt động của pin AA thông thường, bạn cần có hiểu biết chung về cấu tạo của nó. Vì vậy, bất kỳ loại pin nào cũng bao gồm ba thành phần chính - cực dương, cực âm và chất điện phân. Hơn nữa, loại thứ hai có thể có hầu như bất kỳ trạng thái kết hợp nào: về nguyên tắc, cực âm và cực dương được đặt trong dung dịch muối cũng là một “pin”, chỉ ở dạng không bình thường đối với người bình thường.

Hấp dẫn! Cái gọi là “cột điện”, do Alessandro Volta phát minh, cũng có tất cả các yếu tố cần thiết để sản xuất dòng điện. Nó bao gồm các tấm kẽm và đồng xếp chồng lên nhau, giữa đó đặt một miếng vải ngâm axit làm “lớp”.

Cực dương trong các hệ thống như vậy là nguồn điện tử chính, mà như chúng ta đã biết từ một khóa học vật lý ở trường, chúng có điện tích âm.Các hạt tích điện âm bị hút bởi các hạt dương và trong trường hợp này bề mặt cực âm đóng vai trò là một “cộng”.

Nhưng điều này là chưa đủ để xuất hiện dòng điện, bởi vì các electron cũng cần một loại “đường cao tốc” - một môi trường hỗ trợ sự tương tác giữa cực âm và cực dương. Ở đây, chất điện phân xuất hiện “trên sân khấu” - một loại muối, kiềm hoặc axit có khả năng dẫn dòng điện.

Chúng ta hãy xem nguyên lý hoạt động bằng một ví dụ cụ thể: có một cục pin có điện áp định mức 18 volt. Điện áp giữa các điện cực trong đó ổn định cho đến khi được kết nối với mạng. Ngay khi một người tiêu dùng xuất hiện (ví dụ, một bóng đèn thông thường), điện áp bắt đầu giảm dần, dòng điện bắt đầu chạy từ điện cực “âm” sang điện cực “dương” và một phản ứng hóa học xảy ra trong chất điện phân nhằm mục đích duy trì hiệu điện thế giữa các điện cực.

Thẩm quyền giải quyết. Người tiêu dùng càng cần nhiều năng lượng thì phản ứng bên trong pin càng mãnh liệt và pin sẽ hỏng càng nhanh.

Pin sạc hoạt động như thế nào, nó khác pin thông thường như thế nào

Vì vậy, chúng tôi đã xem xét các loại pin “ngón tay” và “ngón út” cổ điển và chúng tôi biết rằng tuổi thọ sử dụng của hầu hết chúng đều bị giới hạn nghiêm ngặt (bất kể các nhà sản xuất nổi tiếng nói gì). Nhưng còn cái gọi là pin - loại pin không chỉ có thể tiêu thụ năng lượng trong quá trình phản ứng mà còn có thể tích tụ và lưu trữ trong thời gian dài thì sao?

Để hiểu nguyên lý hoạt động của pin, cần phải chuyển sang nghiên cứu hóa học. Hãy lấy một ví dụ... Một ngọn lửa than thông thường.Dù ngọn lửa trông có đẹp và hấp dẫn đến đâu thì bất kỳ nhà hóa học nào quan sát đều biết rằng quá trình này chỉ là phản ứng lâu dài của quá trình oxy hóa nhiên liệu. Than đốt tương tác với oxy và kết quả của phản ứng này là chúng ta nhận được:

• khí cacbonic;
• ánh sáng;
• ấm.

Và nếu hai điểm cuối cùng có khả năng sưởi ấm tâm hồn và thể xác, thì chúng ta không thể sử dụng carbon dioxide theo bất kỳ cách nào, bởi vì nó là sản phẩm phụ của phản ứng, thực chất là chất thải của nó. Phản ứng oxy hóa dừng lại khi hết nguyên tố ban đầu: oxy và than. Việc dừng phản ứng trong pin xảy ra theo cách tương tự khi các chất ban đầu cạn kiệt hoàn toàn và chỉ còn lại “chất thải”.

Trong pin, mọi thứ diễn ra hơi khác một chút. Thực tế là phản ứng xảy ra trong đó thuộc loại phản ứng thuận nghịch, tức là trong một số điều kiện nhất định, nó có thể “đảo ngược”, đưa tất cả các chất về trạng thái ban đầu. Khả năng xảy ra phản ứng thuận nghịch trong pin sẽ cho phép pin được sạc.

Trong pin được kết nối với mạng, phản ứng diễn ra theo hướng ngược lại và dòng điện chạy từ “cộng” sang “trừ” chứ không phải ngược lại. Kết quả là, sản phẩm phản ứng tạo thành các chất ban đầu và chủ sở hữu pin sẽ nhận được năng lượng “phục hồi” sẵn có ở dạng di động. Đó là tất cả!