Шта је сува ћелија: структура и њен рад

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Сува ћелија је најједноставнији облик извора за производњу електричне енергије. Бројне ћелије у комбинацији ћелија заједно чине батерију. Тхе олово киселине или никл-кадмијум батерија је напредна верзија суве ћелије. Ову ћелију је први пут изумео француски инжењер Георгес Лецланцхе 1866. године. Његов изум назван је по његовом имену као Лецланцхе батерија. Али у то време био је врло тежак и могао је лако да се сломи. Сува ћелија има исти принцип и напредна је верзија Лецланцхеове батерије и долази у различитим напонима и величинама. Комерцијални облик ћелије од цинка и угљеника, који је модификовани облик Лецланцхеове батерије, изумио је 1881. године Царл Гасснер из Маинза. Производи се у великим количинама и користи се у многим апликацијама попут играчака, радија, калкулатора итд.

Шта је сува ћелија?

Сува ћелија је уређај који производи електричну енергију на основу хемијских реакција. Када су две електроде ћелије повезане затвореним путем, ћелија присиљава електроне да прелазе са једног краја на други. Проток електрона доводи до струјања струје у затвореном колу.




Суви слојеви ћелија

Суви слојеви ћелија

Уз помоћ хемијских реакција, електрони прелазе са једног краја на други. Када две или више ћелија, повезаних тачним поларитетом, струји више електрона због високог потенцијала. Ова комбинација се назива батерија. Од минималног напона од 1,5 В до 100 В, батерија се може користити за добијање опсега напона. Чак се и излазни једносмерни напон батерије може регулисати на различите нивое помоћу електронских претварача попут хеликоптер кола.



Структура ћелије

Структура суве ћелије цинк-угљеник приказана је на слици. Састоји се од анодне стезаљке у облику цинка или уопште од графитне шипке. Угљеник чини катодни терминал. Може се приметити да је у старијим верзијама сувих ћелија цинк коришћен као катода, а графит као анодни терминал. Избор елемената се у основи заснива на хемијској конфигурацији најудаљеније орбите елемената.

Сува ћелијска структура

Сува ћелијска структура

Ако има више електрона у најудаљенијој орбити, онда може деловати као донор и тако формира катоду. Слично томе, ако најудаљенија орбита има мање електрона, она лако може да прихвати и тако формира аноду. Електролит смештен између делује као катализатор хемијских реакција. Генерално, као електролит користимо желе од амонијум хлорида. На приказаној слици употребљени електролит је смеша цинка и хлорида. Такође, натријум хлорид се такође користи као електролит. Смеша манган-диоксида и угљеника окружена је око анодне шипке.

Цела конфигурација је смештена у металну цев. Сушење желеа спречава се помоћу смоле на врху ћелије. На дну је постављена карбонска подлошка. Сврха ове подлошке је да спречи да штап цинкове аноде дође у контакт са контејнером.


Ово се назива и одстојником, као што је приказано на дијаграму. Лименка цинка такође је изолована папиром. За велике батерије користе се и други изолациони материјали попут лискуна итд. Позитивни терминал елл-а формиран је на врху. Негативни терминал ћелије се формира у основи.

Рад суве ћелије

Сува ћелија у основи делује на хемијске реакције. Због реакција које се одвијају између електролита и електрода, електрони прелазе са једне електроде на другу. Супстанце попут киселина растварају се у води да би створиле јонизоване честице. Јонизована честица је две врсте. Позитивни јони се зову катиони, а негативни јони. Киселине које се растварају у води називају се електролити.

У горе поменутом дијаграму, цинков хлорид се формира као електролит. Слично томе, амонијум-хлоридни желе се такође формира као електролит. Металне шипке уроњене у електролите формирају електроде. На основу хемијских карактеристика металних шипки имамо позитивну електроду као аноду и негативну као катоду.

Електроде привлаче супротно наелектрисане јоне на своју страну. На пример, катода привлачи анионе, а анода катионе. У овом процесу електрони прелазе из једног правца у други, отуда добијамо проток наелектрисања. Ово се зове Тренутни .

Хемијске реакције

Реакције које се одвијају у ћелији приказане су у наставку. Прво је реакција оксидације.

При томе се цинкова катода оксидује до позитивно наелектрисаних јона цинка ослобађајући два јона. Те електроне сакупља анода. Затим долази реакција редукције.

Реакција редукције на аноди је приказана горе. Ова реакција производи електричну струју. Ослобађа оксидне јоне са магнезијум оксидом. Ова реакција настаје када се магнезијум комбинује са електролитом.

Преостале две реакције представљају киселинско-базну реакцију и реакцију таложења која се одвија у сувој ћелији. У киселинско-базној реакцији, НХ се комбинује са ОХ дајући НХ3 заједно са водом. Исходи су НХ3 и водена база.

Разлика између суве ћелије и мокре ћелије

Главна разлика између суве ћелије и влажне ћелије је облик електролита. Као што је претходно речено, у сувој ћелији је електролит као што је амонијум хлорид суве природе. Такве суве ћелије су чешће и користе се у играчкама, радио уређајима итд. Али у влажној ћелији електролит је у течном стању.

Користе се течни електролити попут сумпорне киселине која је опасна корозивна течност. Због природе таквих течности, влажна ћелија је експлозивније природе и са њом треба поступати пажљиво. Најбоља предност таквих влажних ћелија је што се могу лако напунити и користити за бројне примене. Такве батерије се често користе у ваздухопловству, комуналним службама, складиштима енергије и торњевима мобилних телефона.

Функције сувих ћелија

Функција суве ћелије заснована на хемијским реакцијама између електроде и електролита. Када се електроде ставе у електролите, он привлачи супротно наелектрисане јоне према себи. То узрокује проток наелектрисања и отуда се производи струја.

Предности

Тхе предности суве ћелије укључи следеће.

  • Сува ћелија има бројне предности као што су
  • Мале је величине.
  • Може бити у различитим нивоима напона.
  • Практичан је и има бројне примене.
  • То је једини извор једносмерног напона.
  • Може се користити заједно са енергетским електронским колима за регулацију излазног напона
  • Пуњива је.

Мане

Тхе недостаци суве ћелије укључи следеће.

  • Са њом се мора поступати пажљиво
  • Експлозивно је
  • Батерије великог рејтинга су веома тешке

Апликације

Тхе примене суве ћелије укључи следеће.

  • Играчке
  • Авијација
  • Мобилни телефони
  • Радио
  • Калкулатор
  • Сатови
  • Слушни апарати

Отуда смо видели рад, класификацију и примену суве ћелије . Интересантно је напоменути да батерија ради само када су електроде у физичком контакту. Између две електроде мора постојати проводни медијум. Питање је да ли се вода може користити као проводни медијум између електрода суве ћелије? У том случају, шта ће се догодити ако се ова ћелија умочи у воду?