입구갈바니 전지는 어떤 전류를 생산합니까? 갈바닉 요소. 유형 및 장치. 작동 및 특징
갈바니 전지그리고 배터리 갈바닉 소자 또는 갈바닉 쌍은 두 개의 금속판(그 중 하나는 코크스 판으로 대체 가능)으로 구성되어 하나 또는 두 개의 서로 다른 액체에 담그고 갈바니 전류의 공급원 역할을 하는 장치입니다. 알려진 방식으로 서로 연결된 특정 개수의 전압 소자가 갈바니 배터리를 구성합니다. 구조 측면에서 가장 간단한 요소는 두 개의 판으로 구성되며, 점토 또는 유리 유리에 담그고 판 유형에 해당하는 액체를 붓습니다. 플레이트는 액체에서 금속 접촉이 없어야 합니다. D. 요소가 호출됩니다. 주요한독립적인 전류 소스인 경우 반성,충전하는 전기 공급원에 어느 정도 장기간 노출된 후에만 효과가 나타나는 경우. 볼타 전지의 기원을 고려할 때 모든 후속 갈바니 배터리의 조상인 볼타 기둥 또는 볼타 컵 배터리에서 시작해야 합니다. 전압 열.그것을 구성하기 위해 Volta는 접혀 있거나 바닥에 납땜 된 서로 다른 금속 원 쌍과 물 또는 가성 칼륨 용액에 적신 판지 또는 천 원을 사용했습니다. 처음에는 은과 구리 머그가 사용되었고 그 다음에는 일반적으로 아연과 구리가 사용되었습니다. 다이어그램에 표시된 것처럼 기둥이 만들어졌습니다. 1, 즉 : 먼저 구리판을 놓고 그 위에 아연판을 놓고 (또는 그 반대로) 축축한 판지 원을 놓습니다. 이것은 한 쌍으로 구성되었고, 그 위에 두 번째 쌍이 겹쳐졌으며, 다시 구리, 아연 및 판지 원으로 구성되어 첫 번째 쌍과 동일한 순서로 서로 겹쳐졌습니다. 동일한 순서로 후속 쌍을 계속 적용하면 기둥을 만들 수 있습니다. 악마에 나타난 기둥. 왼쪽의 1은 11V 쌍으로 구성됩니다. 기둥이 절연체, 즉 비전도성 물질(예: 유리)의 판에 설치된 경우 기둥의 중간부터 시작하여 기둥의 절반(그림의 바닥)이 충전됩니다. 양전기, 다른 하나 (그림의 상단) - 음수. 중간에서는 감지할 수 없는 전기의 강도가 가장 큰 끝 부분에 가까워질수록 증가합니다. 와이어는 가장 낮은 플레이트와 가장 높은 플레이트에 납땜됩니다. 와이어의 자유 끝을 접촉시키면 극의 하단 끝에서 와이어를 통해 위쪽으로 양의 전기가 이동하고 반대 방향으로 음의 전기가 이동합니다. 전기 또는 갈바닉 전류가 형성됩니다(이 단어 참조). 볼타는 서로 다른 금속으로 된 두 판을 한 쌍으로 간주하고 액체가 전기를 전도하는 능력만을 가지고 있다고 생각했습니다(갈바니즘 참조). 그러나 나중에 확립된 견해에 따르면 그 쌍은 두 개의 서로 다른 판과 액체 층으로 구성되어 있습니다. 그들 사이;따라서 기둥의 최상부 및 하단 플레이트(오른쪽 그림 1)를 제거할 수 있습니다. 이러한 기둥은 10쌍으로 구성되며, 가장 낮은 판은 구리이고, 가장 높은 판은 아연이며, 전기의 이동 방향 또는 갈바니 전류의 방향은 동일하게 유지됩니다. 기둥(이제 아연에서)에서 위쪽(구리로)까지. 극의 구리 끝을 양극, 아연 끝을 음극이라고 했습니다. 이어서, 패러데이의 용어에서는 양극을 양극이라고 합니다. 양극,부정적인 - 음극.볼타 기둥은 하르피우스와 융합된 왁스 절연층으로 내부를 덮은 홈통에 수평으로 놓을 수 있습니다. 요즘에는 조립과 분해에 많은 노동력과 시간이 소요되기 때문에 볼타전극을 사용하지 않습니다. 그러나 과거에는 수백, 수천 쌍으로 이루어진 기둥을 사용했습니다. V. Petrov 교수는 1801-2년에 상트페테르부르크에서 그것을 사용했습니다. 때로는 4200쌍으로 구성된 기둥을 사용한 실험(갈바니즘 참조)에서 볼타는 그의 장치를 후기 배터리의 형태인 다른 형태로 만들었습니다. 볼타의 배터리(corona di tazze)는 원의 둘레에 위치한 컵으로 구성되어 있으며, 그 안에 물을 붓습니다. 따뜻한 물또는 소금 용액; 각 컵에는 두 개의 서로 다른 금속판이 있었는데, 하나는 서로 반대편에 있었습니다. 각 플레이트는 인접한 컵의 서로 다른 플레이트에 와이어로 연결되어 전체 원주를 따라 한 컵에서 다른 컵으로 플레이트가 지속적으로 교대됩니다: 아연, 구리, 다시 아연 및 구리 등. 원이 닫히는 곳에서 , 한 컵에는 아연판이 있고 다른 컵에는 구리가 있습니다. 이들 외부 플레이트를 연결하는 와이어를 따라 전류는 구리판(양극)에서 아연판(음극)으로 흐릅니다. 볼타는 이 배터리가 폴보다 불편하다고 생각했지만 실제로 널리 보급된 것은 배터리의 형태였습니다. 실제로 볼타 기둥의 구조는 곧 변경되었습니다 (Cruikshank). 함께 납땜 된 구리 및 아연 판으로 나누어 액체가 부어지는 작은 구획으로 나누어 진 직사각형 나무 상자가 일반 볼타 기둥보다 더 편리했습니다. 더 좋은 점은 나무 십자형 벽으로 여러 칸으로 나누어진 상자였습니다. 구리판과 아연판을 각 칸막이의 양쪽에 배치하고 상단에 함께 납땜했으며 여기에 추가로 작은 구멍도 남겨 두었습니다. 모든 귀를 통과하는 나무 막대기는 모든 접시를 액체에서 들어 올리거나 담그는 데 사용되었습니다. 하나의 액체로 구성된 요소입니다.얼마 지나지 않아 배터리로 결합할 수 있는 개별 쌍 또는 셀이 만들어지기 시작했습니다. 다양한 방법으로. 소자의 전기적 여기력은 금속, 액체 및 그 구성성분에 따라 달라지며, 내부저항은 액체와 소자의 크기에 따라 달라집니다. 저항을 줄이고 전류 강도를 높이려면 서로 다른 판 사이의 액체 층의 두께를 줄이고 금속의 침지 표면 크기를 늘려야 합니다. 이 작업은 다음에서 수행됩니다. 월라스톤 요소(Wollaston - 더 정확한 발음인 Wulsten에 따름). 아연은 구부러진 동판 내부에 배치되며, 판이 닿는 것을 방지하기 위해 나무 조각이나 코르크 조각을 삽입합니다. 일반적으로 구리인 와이어가 각 플레이트에 납땜됩니다. 이 와이어의 끝은 외부 도체를 따라 구리에서 아연으로, 요소의 내부 부분을 통해 아연에서 구리 방향으로 흐르는 전류를 통과시키려는 물체와 접촉하게 됩니다. 일반적으로 액체 내부에는 전류가 흐른다. 액체가 화학적으로 더 강하게 작용하는 금속부터 덜 강하게 작용하는 금속까지.이 전지에서는 아연판의 양면이 전기의 흐름을 담당합니다. 판 중 하나의 표면을 두 배로 늘리는 이 방법은 나중에 모든 요소를 하나의 액체로 배열할 때 사용되었습니다. Wollaston 요소는 전류가 흐르는 동안 분해되는 희석된 황산을 사용합니다(갈바니 전도도 참조). 분해의 결과는 아연의 산화와 황산 아연의 형성, 물에 용해 및 구리판에서 수소의 방출로 인해 분극 상태가되어 (갈바니 분극 및 갈바니 전도도 참조) 전류가 감소합니다. 힘. 이 분극 상태의 가변성은 전류 강도의 가변성을 동반합니다. 하나의 액체를 가진 많은 원소 중에서 우리는 미디어 요소(스미) 그리고 그렌,첫 번째 - 두 개의 아연판 중 백금 또는 백금도금 은, 모두 묽은 용액에 담근 것 황산. 화학적 작용은 울라스턴 원소와 동일하며 백금의 수소에 의해 분극됩니다. 그러나 전류는 덜 가변적입니다. 전기적 여기력은 구리-아연보다 더 큽니다. 그레네의 요소코크스에서 잘라낸 두 개의 타일 사이에 놓인 아연판으로 구성됩니다. 이 요소의 액체는 다음에 따라 준비됩니다. 다양한 요리법, 그러나 항상 디크로모칼륨 염, 황산 및 물에서 유래합니다. 한 조리법에 따르면 물 2500g의 경우 명명 된 소금 340g과 황산 925g을 섭취해야합니다. 전기적 여기력은 월라스톤 요소보다 더 큽니다. Grenet 요소의 작용 중에 이전 사례와 마찬가지로 황산 아연이 형성됩니다. 그러나 수소는 크롬산의 산소와 결합하여 물을 형성합니다. 크롬 명반이 액체에 형성됩니다. 양극화는 감소하지만 제거되지는 않습니다. 그레네 요소의 경우 팽창된 유리 용기 맨 아래, 그림과 같이. 7 표 "갈바니 전지 및 배터리". 너무 많은 양의 액체를 부어 아연판이 지,콜라보다 길이가 짧다 와 함께,붙어있는 막대를 잡아당겨서 가능했어요 티,요소가 비활성 상태로 유지되어야 하는 동안 액체에서 제거하십시오. 클램프 브이, 브이,연결됨 - 로드 림이 있는 것 티,따라서 아연으로, 석탄 테두리로 다른 하나는 도체 와이어의 끝 부분에 할당됩니다. 음반이나 그 프레임은 서로 금속 접촉을 하지 않습니다. 전류는 코크스에서 아연 방향으로 외부 물체를 통해 연결 와이어를 따라 흐릅니다. 탄소-아연 성분은 식염 용액(스위스에서는 전신, 전화용)과 함께 사용할 수 있으며 유효 기간은 9-12개월입니다. 신경 쓰지 않고. Lalande와 Chaperone의 요소, Edison이 개선한 이 제품은 아연 슬래브와 산화구리로 압착된 슬래브로 구성됩니다. 액체는 가성 칼륨 용액입니다. 화학적 작용은 아연의 산화이며, 이는 칼륨과 화합물을 형성합니다. 분리된 수소는 산화아연의 산소에 의해 산화되어 생성된 물의 일부가 되고 구리는 환원됩니다. 내부 저항이 낮습니다. 흥분력은 정확하게 결정되지 않으며 다니엘 요소보다 약합니다. 두 개의 액체가 있는 요소입니다.수소원소의 고체 중 하나에서 수소가 방출되는 것은 전류(실제로는 전기적으로 여기되는)의 세기를 감소시켜 불안정하게 만드는 원인이 되므로, 수소가 방출되는 판을 기증할 수 있는 액체에 놓는다. 산소와 수소가 결합하여 전류가 일정해야 합니다. Becquerel은 Grenet과 Lalande의 원소가 아직 알려지지 않았을 때 명명된 목적을 위해 두 가지 액체로 구리-아연 원소를 최초로 구성했습니다(1829). 나중에 다니엘(1836)은 유사한 요소를 설계했지만 사용하기 더 편리했습니다. 액체를 분리하려면 두 개의 용기가 필요합니다. 하나의 유리 또는 유약 점토 용기에는 원통형 점토가 들어 있으며 약간 연소되어 다공성이며 액체 중 하나를 붓고 금속 중 하나를 배치하는 용기입니다. 두 용기 사이의 고리 모양 공간에 또 다른 금속판이 담긴 또 다른 액체가 부어집니다. 다니엘 원소는 아연을 약황산에 담그고, 구리를 황산구리(청색) 수용액에 담근다. 무화과. 표 1은 배터리에 연결된 3개의 Daniel 요소를 나타냅니다. 아연으로 구부러진 원통은 외부 유리 유리에 배치되고, 원통 모양이거나 문자 S처럼 구부러진 구리판은 내부 점토 원통에 배치됩니다. 반대 방향으로 배치할 수 있습니다. 즉, 외부 용기에 구리를 배치할 수 있습니다. 전류는 외부 도체를 통해 구리에서 아연으로 흐르고 셀이나 배터리 자체의 액체를 통해 아연에서 구리로 흐르며 두 액체는 동시에 분해됩니다. 황산 아연은 황산 용기에서 형성되고 수소는 구리판으로 이동합니다. 동시에 황산구리(CuSO4)는 구리판에 침전된 구리(Cu)와 별도로 존재하지 않는 화합물(SO4)로 분해되는데, 이는 시간이 흐르기 전에 화학 공정에 의해 수소와 함께 물을 형성합니다. 구리에 기포 형태로 방출됩니다. 두 액체에 쉽게 젖는 다공성 점토를 사용하면 두 액체를 통해 한 금속에서 다른 금속으로 화학 공정이 입자에서 입자로 전달될 수 있습니다. 전류의 작용 후 지속 시간은 강도(후자는 부분적으로 외부 저항에 따라 다름)와 용기에 포함된 액체의 양에 따라 달라지며, 변색으로 표시되는 것처럼 모든 황산구리가 소비됩니다. 그 솔루션; 그런 다음 구리에서 수소 기포의 분리가 시작되고 동시에 이 금속의 분극이 시작됩니다. 이 요소를 상수라고 부르지만 상대적으로 이해해야 합니다. 첫째, 포화 황산염의 경우에도 분극이 약하지만 가장 중요한 것은 요소의 내부 저항이 먼저 감소한 다음 증가한다는 것입니다. 이 두 번째이자 주된 이유 때문에 요소의 작동이 시작될 때 전류의 점진적인 증가가 눈에 띄고 더 중요할수록 외부 또는 내부 저항에 의해 전류 강도가 덜 약화됩니다. 30분, 1시간 이상(아연이 포함된 액체의 양에 따라 지속 시간이 증가함) 전류는 증가한 것보다 더 천천히 약해지기 시작하고 몇 시간이 더 지나면 원래 강도에 도달하여 점차적으로 약해집니다. 용해되지 않은 형태의 이 염 공급물을 황산구리 용액이 담긴 용기에 넣으면 전류가 계속 존재하고 생성된 황산아연 용액을 새로운 묽은 황산으로 대체합니다. 그러나 닫힌 요소의 경우 아연의 액체 레벨이 점차 감소하고 구리의 경우 증가합니다. 이는 자체적으로 전류를 약화시키고(이런 이유로 저항이 증가하여) 액체가 하나에서 액체로 전환됨을 나타냅니다. 용기를 다른 용기로 이동합니다(이온 전달, 갈바니 전도성, 갈바니 삼투 참조). 황산구리는 아연과 함께 용기에 스며들어 아연이 순전히 화학적으로 구리를 방출하여 일부는 아연에 침전되고 일부는 점토 용기 벽에 침전됩니다. 이러한 이유로 현재 쓸모가 없는 아연과 황산동의 낭비가 크다. 그러나 다니엘의 요소는 여전히 가장 변함없는 요소 중 하나입니다. 점토 유리는 액체에 젖더라도 전류에 대한 저항력이 뛰어납니다. 점토 대신 양피지를 사용하면 저항을 줄여 전류를 크게 늘릴 수 있습니다. (카레 요소);양피지는 동물 거품으로 대체될 수 있습니다. 희석된 황산 대신 아연용 식염 또는 바다 소금 용액을 사용할 수 있습니다. 흥분력은 거의 동일하게 유지됩니다. 화학적 영향은 연구되지 않았습니다. 마이딩거 요소.빈번하고 연속적이며 상당히 일정하지만 약한 전류의 경우 Daniel 요소를 수정한 Meidinger 요소(표의 그림 2)를 사용할 수 있습니다. 외부 유리 상단에는 연장부가 있고 내부 립에는 아연 실린더가 배치되어 있습니다. 유리 바닥에 또 다른 작은 유리를 놓고 구리판으로 말아 올린 원통을 놓거나 내부 용기 바닥에 구리 원을 놓은 다음 황산구리 용액으로 채 웁니다. 그 후 황산 마그네슘 용액을 조심스럽게 부어 외부 용기의 전체 여유 공간을 채우고 비중이 더 높기 때문에 vitriol 용액을 대체하지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 액체의 확산을 통해 vitriol은 천천히 아연에 도달하여 구리를 포기합니다. 이 용액의 포화도를 유지하기 위해 황산구리 조각과 물이 담긴 뒤집힌 유리 플라스크를 요소 내부에 놓습니다. 도체는 금속에서 바깥쪽으로 나갑니다. 액체의 일부에는 구타페르카 껍질이 있습니다. 요소에 점토 항아리가 없기 때문에 부품을 변경하지 않고도 오랫동안 사용할 수 있습니다. 그러나 내부 저항이 높기 때문에 매우 조심스럽게 이곳 저곳으로 옮겨야 하며 전류에 쓸모가 없는 황산구리가 많이 포함되어 있습니다. 작은 요소의 플라스크에는 약 1/2kg의 vitriol이 배치됩니다. 전신, 전기 통화 및 기타 유사한 경우에 매우 적합하며 몇 달 동안 지속될 수 있습니다. Callot 및 Trouvé-Callot 요소 Meidinger 요소와 유사하지만 후자보다 더 간단합니다. 크레스텐상트페테르부르크에서 그는 또한 Meidinger 요소의 유용한 수정을 준비했습니다. 톰슨 요소접시나 쟁반의 형태로 변형된 다니엘이 있습니다. 양피지로 만든 다공성 편평막은 한 액체를 다른 액체와 분리하지만 막 없이도 가능합니다. 지멘스 요소그리고 할스케또한 다니엘의 범주에 속합니다. 미노토의 요소.유리병 바닥에는 구리 원이 있고 그 위에 황산구리 결정이 부어져 있고 그 위에는 아연 원이 놓인 두꺼운 규사층이 있습니다. 모든 것이 물로 가득 차 있습니다. 전신선에서는 1 1/2~2년 동안 지속됩니다. 모래 대신 동물성 숯가루(Darsonval)를 섭취할 수 있습니다. 트루베 요소.하단에는 황산구리, 상단에는 황산 아연을 함침시킨 통과 종이로 만든 원 기둥이있는 구리 원입니다. 종이를 적시는 소량의 물이 요소를 활성화합니다. 저항은 상당히 높으며 동작은 길고 일정합니다. 그로브 요소,백금-아연; 백금은 강한 질산에, 아연은 약한 황산에 담근다. 전류의 작용으로 방출된 수소는 질산(NHO 2)의 산소에 의해 산화되어 무수질소(N 2 O 4)로 변하며, 방출된 붉은 주황색 증기는 호흡에 해롭고 모든 구리를 망칩니다. 따라서 납으로 더 잘 만들어진 장치의 부품. 이러한 요소는 흄후드가 있는 실험실에서만 사용할 수 있으며 일반 방에서는 스토브나 벽난로에 배치해야 합니다. 그들은 높은 흥분력과 낮은 내부 저항을 가지고 있습니다. 이는 높은 전류 강도를 위한 모든 조건이며, 이는 요소에 포함된 액체의 양이 많을수록 더 일정합니다. 무화과. 표의 6은 이러한 편평한 형상의 요소를 보여준다. 오른쪽 외부에는 요소의 백금 시트에 연결된 구부러진 아연판이 있습니다. 지두 번째 요소, 접힌 부분에 평평한 점토 용기가 있음 다섯플래티늄용. 왼쪽에는 아연 요소에 고정되어 있고 세 번째 요소에 속하는 백금 시트가 있습니다. 이러한 형태의 소자는 내부 저항이 매우 작지만 액체의 양이 적어 전류의 강한 효과가 오래 지속되지 않습니다. 위에서 설명한 일반 규칙에 따라 전류는 백금에서 외부 도체를 통해 아연으로 흐릅니다. 분젠 요소(1843), 석탄-아연은 값비싼 백금이 코크스 타일로 대체되기 때문에 이전의 것을 완전히 대체하고 그보다 저렴합니다. 유체는 Grove 요소와 동일하며 전기 여기력과 저항은 거의 동일합니다. 전류의 방향은 같다. 유사한 요소가 그림 1에 나와 있습니다. 테이블 3개; 문자가 표시된 목탄 타일 와 함께,+ 기호가 있는 금속 클램프 포함; 이것은 요소의 양극 또는 양극입니다. 아연 실린더에서 지클램프(음극 또는 음극)에는 배터리의 경우 두 번째 요소의 탄소 슬래브에 적용되는 또 다른 클램프가 있는 플레이트가 있습니다. 그로브는 최초로 백금을 석탄으로 대체했지만 그의 실험은 잊혀졌습니다. 다르손발 요소,탄소-아연; 석탄의 경우 질산과 염산의 혼합물, 각각 1 부피, 1/20 황산을 포함하는 물 2 부피. 포럼 요소.- 콜라 대신 흑연과 점토로 만든 병을 사용합니다. 거기에 질산이 부어집니다. 이것은 분명히 외부 변화분젠 성분은 질산의 사용을 더욱 완벽하게 만듭니다. 소스노프스키 요소.- 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 용액의 아연; 질산 1부피, 황산 1부피, 염산 1부피, 물 1부피로 구성된 액체의 석탄. 매우 높은 전기 흥분력이 특징입니다. 칼란 요소.- 분젠 원소의 탄소가 철로 대체됩니다. 흥분력은 석탄을 사용할 때와 동일하게 유지됩니다. 철분은 질산에 노출되지 않고 수동적인 상태입니다. 철 대신에 규소 함량이 어느 정도 포함된 주철을 유용하게 사용할 수 있다. 포겐도르프 요소질산을 그레네 요소에 사용된 것과 유사한 액체로 대체한다는 점에서 분젠 요소와 다릅니다. 물 100부에 용해된 중크롬산칼륨 12중량부에 강황산 25부를 첨가한다. 흥분력은 분젠 요소와 동일합니다. 그러나 내부 저항은 더 큽니다. 수소의 산화를 위해 포기된 상기 액체의 산소는 질산같은 볼륨으로. 이러한 요소를 사용할 때 냄새가 없다는 점과 다른 장점이 결합되어 사용하기 가장 편리했습니다. 하지만 양극화가 완전히 해소된 것은 아니다. 임셰네츠키 요소,탄소-아연. 크롬산 용액의 흑연(탄소)판, 황화나트륨 용액의 아연. 흥분력이 높고 내부 저항이 낮으며 아연의 활용이 거의 완벽하고 크롬산의 활용이 매우 좋습니다. 르클랑쉬 요소,탄소-아연; 산화액 대신 석탄 슬래브에 과산화망간 분말(대형)이 들어 있고 내부 액체 투과성 점토 항아리에 코크스 분말(그림 5 표)과 혼합되어 있습니다. 특별한 모양의 플라스크의 모서리 중 하나 외부에 아연 막대가 배치됩니다. 액체 - 암모니아 수용액 -은 외부에서 부어지고 점토 항아리에 석탄 (코크스)으로 침투하여 과산화망간을 적시게됩니다. 항아리의 꼭대기는 일반적으로 수지로 채워져 있습니다. 가스가 빠져나가도록 구멍이 남습니다. 흥분력은 다니엘 요소와 분젠 요소 사이의 평균 수준이며 저항이 높습니다. 닫힌 상태로 두면 이 요소는 급격히 감소하는 강도의 전류를 제공하지만 전신 및 가정용의 경우 액체를 추가하면 1~2년 동안 지속됩니다. 암모니아(NH4Cl)가 분해되면 염소가 아연으로 방출되어 석탄과 함께 염화아연과 암모니아를 생성합니다. 산소가 풍부한 과산화망간은 산화 상태가 더 낮은 화합물로 조금씩 통과하지만 점토 용기를 채우는 덩어리의 모든 부분에 적용되는 것은 아닙니다. 과산화망간을 보다 완벽하게 사용하고 내부 저항을 줄이기 위해 이러한 요소는 점토 항아리 없이 배열되고 그림 1과 같이 과산화망간과 석탄으로 타일을 압착하고 그 사이에 코크스를 배치합니다. 테이블 4개 이러한 유형의 요소는 닫혀서 휴대하기 쉽게 만들 수 있습니다. 유리는 혼 고무로 대체됩니다. Geff는 또한 이 요소를 수정하여 암모니아 용액을 염화아연 용액으로 대체했습니다. Marie-Devi의 요소,석탄-아연은 석탄과 함께 물에 적신 반죽 모양의 황산수은(Hg 2 SO 4) 덩어리를 다공성 점토 항아리에 담습니다. 약한 황산이나 심지어 물을 아연에 붓는다. 전자는 전류의 작용에 의해 이미 수은염에서 방출되어 수소가 산화되고 석탄과 함께 금속 수은이 방출되기 때문이다. 원소는 아연-수은이 됩니다. 석탄 대신 순수 수은을 사용해도 전기 자극력은 변하지 않습니다. Leclanche 요소보다 약간 크고 내부 저항이 큽니다. 전신 및 일반적으로 간헐적인 전류 동작에 적합합니다. 이들 원소는 의료 목적으로도 사용되며, 황산수은산화수은(HgSO4)을 첨가하는 것을 선호합니다. 의료 및 기타 목적에 편리한 이 요소의 형태는 뿔고무로 이루어진 높은 원통형이며, 위쪽 절반에는 아연과 석탄이 포함되어 있고 아래쪽 절반에는 물과 황산수은이 포함되어 있습니다. 요소를 거꾸로 뒤집으면 작동하지만 첫 번째 위치에서는 전류가 생성되지 않습니다. 워렌 델라루 요소- 아연은. 양피지 튜브에 넣은 용융 염화은(AgCl) 원통에서 좁은 은 조각이 튀어나와 있습니다. 아연은 얇은 막대 모양을 하고 있습니다. 두 금속을 모두 파라핀 마개로 밀봉된 유리관에 넣습니다. 액체는 암모니아 용액(물 1리터당 소금 23부)입니다. 전기적 여기력은 다니엘 요소와 거의 동일합니다(조금 더 높음). 은 금속은 염화은에서 소자의 은 스트립에 증착되며 분극이 발생하지 않습니다. 이들로 만든 배터리는 희박 가스에서 빛이 통과하는 실험에 사용되었습니다(V, Warren Delarue). 게프이러한 요소에 휴대가 편리하도록 장치를 제공했습니다. 의료용 유도 코일 및 직류에 사용됩니다. Duchaumin, Partz, Figier의 요소.첫 번째는 아연-탄소입니다. 약한 식염 용액의 아연, 석탄-염화 제2 철 용액. 불안정하고 거의 탐색되지 않았습니다. Partz는 아연을 철로 대체했습니다. 식염 용액의 밀도는 1.15이고, 염화제이철 용액의 밀도는 1.26입니다. 전기적 흥분력은 적지 만 이전 것보다 낫습니다. Figier는 황산철 포화 용액에 염소 흐름을 통과시켜 얻은 철-석탄 요소의 한 액체를 사용합니다. 니오데 요소,탄소-아연. 아연은 표백제로 덮인 코크스 슬래브가 들어 있는 다공성 점토 원통을 둘러싼 원통 모양입니다. 요소는 왁스로 채워진 마개로 밀봉됩니다. 식염 용액 (물 100 부당 24 부)을 구멍을 통해 붓습니다. 전기 흥분력이 크다. 외부의 작은 저항에 대한 지속적이고 다소 장기간의 작용으로 인해 곧 약화되지만 요소가 1~2시간 동안 활동하지 않으면 이전 값에 도달합니다. 건조한 요소.이 이름은 액체가 요소의 다공성 몸체로 빨려들어갈 때 액체의 존재가 분명하지 않은 요소에 부여될 수 있습니다. 그 사람들한테 전화하는 게 나을 것 같아 젖은.여기에는 위에서 설명한 구리-아연 Trouvé 요소와 Germain이 수정한 Leclanche 요소가 포함됩니다. 후자는 코코넛에서 추출한 섬유질을 사용합니다. 액체와 기체를 강력하게 흡수하고 건조해 보이지만 압력을 가하면 젖은 모습만 보이는 덩어리가 생성됩니다. 휴대가 간편하고 전신 및 전화국을 여행하는 데 적합합니다. 석고를 함유한 가스너 원소(탄소-아연)는 아마도 염화아연이나 암모니아가 함침되어 있을 것입니다(비밀로 유지). 흥분력은 Leclanche 요소의 작용이 시작된 후 얼마 후에 Leclanche 요소와 거의 동일합니다. 내부 저항은 르클랑쉬보다 작습니다. 건식 Leclanche-Barbier 셀에서 외부 아연 실린더와 과산화망간을 포함하는 내부 중공 응집체 실린더 사이의 공간은 조성이 알려지지 않은 포화 용액인 석고로 채워져 있습니다. 이러한 요소에 대한 첫 번째 다소 긴 테스트는 그들에게 유리했습니다. 젤라틴-글리세린 성분 쿠즈네초바구리-아연이 있습니다. 파라핀이 함침된 판지 상자로 구성되어 있으며 바닥은 안팎으로 주석으로 접착되어 있습니다. 분쇄 된 황산구리 층을 주석 위에 붓고 그 위에 황산을 함유 한 젤라틴-글리세린 덩어리를 붓습니다. 이 덩어리가 굳으면 분쇄된 아연 혼합층을 붓고 다시 같은 덩어리로 채웁니다. 이러한 요소는 볼타 기둥과 같은 배터리를 구성합니다. 통화, 전신 및 전화용으로 설계되었습니다. 일반적으로 다양한 건조 요소의 수는 매우 중요합니다. 그러나 대부분의 경우 액체와 덩어리의 비밀 구성으로 인해 이에 대한 판단은 실용적일 뿐 과학적이지는 않습니다. 표면이 크고 저항이 낮은 요소.예를 들어 일부 경우와 같이 짧고 두꺼운 와이어 또는 플레이트를 빛나게 해야 하는 경우 외과 수술(갈바노코스틱스 참조) 이 제품은 액체에 담긴 큰 금속 표면을 가진 요소를 사용하므로 내부 저항이 감소하여 전류가 증가합니다. Wollaston의 표면 이중화 방법은 그림 1에 표시된 것처럼 많은 수의 판의 표면 구성에 적용됩니다. 2, 어디서 와이, 와이, 와이- 동일한 금속판을 판 사이의 공간에 배치합니다. 츠, 츠, 츠, 츠다른 금속. 모든 플레이트는 서로 평행하고 닿지 않지만 동일한 이름은 모두 외부 와이어로 하나의 전체로 연결됩니다. 이 전체 시스템은 두 개의 플레이트로 구성된 균일한 요소이며, 각각의 표면적은 표시된 것의 6배이며, 플레이트 사이의 액체 층의 두께는 그림에 표시된 각 두 개의 플레이트 사이의 거리와 같습니다. 이미 금세기 초(1822)에 금속 표면이 큰 장치가 설치되었습니다. 여기에는 디플레이레이터(deflagrator)라고 불리는 대형 Gare 요소가 포함됩니다. 플란넬이나 나무 막대로 분리된 긴 길이의 아연 및 구리 시트는 시트가 서로 금속과 접촉하지 않는 롤러로 굴립니다. 이 롤러는 액체 통에 담겨 있으며 매우 작은 외부 저항에 작용할 때 매우 높은 전류를 생성합니다. 각 시트의 표면은 약 50평방미터입니다. 피트(4평방미터). 요즘에는 일반적으로 요소의 내부 저항을 줄이려고 노력하지만 일부 특정 용도를 위해 특히 넓은 표면을 제공합니다. 예를 들어 열선이나 플레이트를 사용하여 고통스러운 성장을 잘라내는 수술, 소작을 위한 수술(갈바노코스틱스 참조) ). 저항이 낮은 도체를 가열하기 때문에 내부 저항을 줄여 정밀하게 전류를 얻을 수 있습니다. 따라서 갈바노코틱 요소에는 큰 수그림에 표시된 것과 유사하게 배열된 플레이트. 텍스트 2개. 이 장치에는 특별한 기능이 없지만 편리하게 사용할 수 있도록 조정되었습니다. 예를 들어 파리, 리옹, 몽펠리에 및 브뤼셀에서 사용되는 탄소-아연 전지 또는 크롬 액체가 포함된 샤르댕 배터리가 있습니다. 작동하기 전에 배터리 상태가 양호한지 확인하기 위해 매우 낮은 저항 전류계(전류계 또는 전류계)를 사용해야 한다는 점을 작업자에게 알려야 합니다. 일반 요소전기적으로 자극하는 힘을 서로 비교할 때 일반적인 측정 단위로 사용하려면 개방 상태로 유지될 때 가능한 한 오랫동안 전기적으로 자극하는 힘을 유지하거나 일정한 전위차를 가져야 합니다. 이를 위해 Rainier는 구리 표면이 아연에 비해 매우 큰 구리-아연 쌍을 제안했습니다. 액체는 물 1000부에 건조 식염 200부를 섞은 용액입니다. 이러한 조건에서 이 소자를 저항이 높은 회로에 도입하면 구리의 분극은 매우 약해집니다. 짧은 시간. 일반 요소 라티머 클라크황산 아연, 수은 및 황화 수은 염 (Hg 2 SO 4) 용액에 아연으로 구성됩니다. 일반 요소 플레밍,구리-아연, 항상 일정한 밀도의 황산구리와 황산아연 용액을 함유합니다. 일반 요소 런던 우체국 및 전신국,황산아연 용액과 황산구리 결정과 구리가 함유된 구리-아연이 매우 적합합니다. 플레밍 요소의 전기 자극력에 대해서는 기사 끝 부분의 플레이트를 참조하십시오. 보조 요소,또는 배터리,리터(Ritter)의 두 번째 기둥(갈바니즘 참조)에서 유래했는데, 이는 50년 동안 특별한 관심을 받지 못했습니다. 일부 액체에 담긴 구리판으로 구성된 리터 기둥은 볼타 기둥의 작용으로 분극화되었으며 그 후 자체적으로 1차 전류와 반대 방향인 전류를 생성할 수 있었습니다. 1859년에 Plante는 상호 금속 접촉 없이 Gare 폭연 장치처럼 나선형으로 감긴 두 개의 납 시트로 구성되고 약한 황산에 담근 요소를 만들었습니다. 직렬로 연결된 2개 이상의 Bunsen 또는 Poggendorff 셀로 구성된 배터리의 납 시트 하나를 양극(양극)에 다른 시트를 음극에 연결하여 액체에 흐르는 전류를 납에서 납으로 전달함으로써 양극에 연결된 납판의 산소와 음극에 연결된 시트의 수소가 분리됩니다. 양극판에는 과산화납 층이 형성되는 반면, 음극판에는 산화물이 완전히 제거됩니다. 플레이트의 이질성으로 인해 큰 전기 여기력으로 쌍을 형성하여 이전 플레이트와 반대 방향으로 전류를 공급합니다. 2차 요소에서 발생하고 1차 배터리의 여기력과 반대 방향으로 향하는 큰 여기력은 후자가 첫 번째 요소를 초과해야 한다는 요구 사항에 대한 이유입니다. 직렬로 연결된 두 개의 Poggendorff 요소는 약 4V의 가진력을 갖지만 Plante 요소는 약 2 1/2에 불과합니다. 병렬로 연결된 3개 또는 4개의 Plante 요소(갈바닉 배터리 참조)를 충전하려면 실제로 이전의 2개 Poggendorff 요소로 충분하지만 이러한 넓은 납 표면을 산화시키기에는 그 동작이 매우 느립니다. 따라서 예를 들어 병렬로 연결된 12개의 Plante 요소를 동시에 충전하려면 몇 시간 동안 6-8V의 흥미로운 힘을 갖는 3-4개의 Bunsen 요소의 작동이 필요합니다. 직렬로 연결된 충전된 Plante 셀은 24V의 전기 여기력을 발생시키고 예를 들어 충전 배터리보다 더 많은 백열등을 생성하지만 2차 배터리의 효과는 더 짧습니다. 2차 전지에 의해 구동되는 전기량은 1차 전지에서 이를 통과하는 전기량보다 크지 않지만, 더 큰 전압이나 전위차로 외부 도체를 통과하여 더 짧은 시간에 소비됩니다. 다양한 실질적인 개선을 거쳐 Plante 셀을 배터리라고 불렀습니다. 1880년에 Faure는 납판을 적색 납층으로 덮는 아이디어를 내놓았습니다. 즉, 1차 전류의 작용에 따라 한 판에서 추가로 산화되고 다음에서 탈산되는 기성 산화납입니다. 다른. 그러나 적연을 부착하는 방법에는 기술적 개선이 필요했는데, 이는 본질적으로 납 그리드를 사용하는 것으로 구성되었으며, 빈 셀에는 적연 테스트와 약황산 리타르지 테스트가 포함되었습니다. Fitz-Gerald 배터리는 금속 베이스가 없는 산화납 타일을 사용합니다. 일반적으로 많은 배터리 시스템이 있으며 여기에는 최고 중 하나의 이미지만 있습니다(표의 그림 8). 하겐 납 그릴은 서로 마주보는 두 개의 돌출부로 구성되어 있어 산화 납 조각이 프레임 밖으로 떨어지는 것을 방지합니다. 선을 따라 특별히 묘사된 컷 ab그리고 CD주요 그림은 이 프레임의 구조를 설명합니다. 한 프레임은 적색 납으로 채워져 있고 다른 프레임은 리타지(납의 가장 낮은 산화 상태)로 채워져 있습니다. 기수, 보통 5~7개의 판은 악마에서 설명한 것과 같은 방식으로 연결됩니다. 2; 첫 번째 경우 3에서는 두 번째 4에서 쇄석으로 덮여 있습니다. 러시아 기술자 중 Yablochkov와 Khotinsky는 배터리 설계로부터 이익을 얻었습니다. 하나의 기술적인 불편함을 나타내는 이러한 보조 요소는 매우 무거운 무게, 이러한 목적으로 발전기의 직류를 사용할 수 없는 경우 가정용 전기 조명에 다양한 기술 적용을 받았습니다. 한 곳에서 충전된 배터리를 다른 곳으로 이동할 수 있습니다. 이제는 기본 요소가 아닌 일부 특수 규칙에 따라 발전기로 충전됩니다(다이나모스, 전기 조명 참조). 갈바니 배터리의 구성.배터리는 1) 직렬 연결, 2) 병렬 연결, 3) 이전 두 요소를 결합한 세 가지 요소로 구성됩니다. 그림에서. 표 1은 다니엘 원소 3개의 직렬 연결을 보여줍니다. 오른쪽부터 세어 보면 첫 번째 쌍의 아연은 구리 테이프로 두 번째 쌍의 구리에 연결되고, 두 번째 쌍의 아연은 세 번째 구리에 연결됩니다. 첫 번째 쌍의 구리 자유 끝은 배터리의 양극 또는 양극 단자입니다. 세 번째 쌍의 자유 끝은 배터리의 음극 또는 음극 단자입니다. 이러한 동일한 요소를 병렬로 연결하려면 모든 아연을 금속 테이프로 서로 연결해야 하며 모든 구리 시트를 테이프 또는 와이어로 아연과 별도로 하나의 전체로 연결해야 합니다. 복잡한 아연 표면은 음극이 되고, 복잡한 구리 표면은 양극이 됩니다. 이러한 배터리의 작용은 단일 셀의 작용과 동일하며, 이는 배터리의 단일 셀보다 3배 더 큰 표면적을 갖습니다. 마지막으로 세 번째 연결 방법은 최소 4개 요소에 적용할 수 있다. 두 개를 병렬로 연결하면 두 개의 복잡한 양극과 동일한 두 개의 음극을 얻을 수 있습니다. 첫 번째 복합 양극과 두 번째 복합 음극을 연결함으로써 이중 표면을 가진 두 가지 요소로 구성된 배터리를 얻습니다. 젠장. 3개의 텍스트는 8개 원소로 구성된 두 개의 서로 다른 복합 화합물을 묘사하며, 각각은 검은색 공백으로 구분된 두 개의 동심원 고리로 표시됩니다. 자세히 설명하지 않고 다음과 같이 언급합니다. 모습이러한 배터리를 구성하는 방법은 방금 설명한 것과 다릅니다. (I)에서는 4개의 요소가 직렬로 연결되지만 한쪽 끝에서 두 개의 외부 아연이 금속 스트립으로 연결됩니다. KK,반대편에는 두 개의 외부 구리판이 판으로 연결되어 있습니다. AA,이는 양극이고 반면에 품질관리 -
복잡한 배터리의 음극은 직렬로 연결된 표면의 두 배인 4개 요소에 해당합니다. 그림 3(II)은 직렬로 연결된 4면의 두 요소에 해당하는 배터리를 보여줍니다. 특정 방식으로 구성된 배터리가 필요한 경우는 옴의 공식(갈바니 전류)에 의해 완전히 명확해지며, 주어진 수의 갈바니 요소를 가진 도체에 대해 최상의 효과를 얻기 위해 발생하는 규칙에 따라 내부 저항이 외부 도체의 저항과 같거나 적어도 가능한 한 가깝도록 배터리를 구성해야합니다. 여기에 직렬 연결의 경우 연결된 쌍 수에 비례하여 내부 저항이 증가하고, 반대로 병렬 연결의 경우 저항은 이 수에 비례하여 감소한다는 점도 추가해야 합니다. 따라서 갈바니 전류에 대한 저항이 큰 전신선에서 배터리는 직렬로 연결된 요소로 구성됩니다. 외과 수술(갈바노코스틱스)에서는 병렬로 연결된 요소로 구성된 배터리가 필요합니다. 지옥에서 묘사됩니다. 3(I) 배터리는 다음을 나타냅니다. 최고의 연결 8개의 요소가 외부 저항에 작용하는데, 이는 단일 요소의 내부 저항의 두 배입니다. 외부 저항이 첫 번째 경우보다 4배 적다면 배터리는 지옥처럼 보일 것입니다. 3(II). 이는 옴의 공식을 사용한 계산에 따른 것입니다. [요소 및 배터리에 대해서는 Niodet의 작업을 참조하십시오(D. Golov의 러시아어 번역 - "Electrical elements" 1891). 덜 자세한 내용: "Die galvanischen Batterien", Hauck, 1883. 잡지 "Electricity" 기사, 1891 및 1892] 갈바니 전지의 비교그들 사이에서. 이와 관련된 참고 사항은 요소 설명에 부분적으로 제공되었습니다. 갈바니 전지의 장점은 발생하는 전류의 강도와 작동 지속 시간, 즉 첫 번째 양과 다른 양의 곱으로 측정됩니다. 암페어를 전류 단위로 사용하고(갈바니 전류 참조) 시간을 시간 단위로 사용하면 갈바니 전지의 성능을 암페어시 단위로 측정할 수 있습니다. 예를 들어 배터리는 크기에 따라 40~90암페어시를 제공할 수 있습니다. 전달된 작업을 측정하는 방법에 대해 감전, 소위 증기마의 1시간 작업과 동일합니다. 작업, 전류 에너지를 참조하세요.
갈바닉 배터리 - 화학 물질로 인해 전기를 생성하는 서로 전기적으로 연결된 갈바니 전지 그룹입니다. 전극의 활물질 사이에서 일어나는 반응. 갈바니 전지는 갈바니 전지를 가장 많이 사용하는데, 양극은 이산화망간과 흑연의 혼합물로 만들어지고, 음극은 아연으로 만들어진다. 일반적으로 염화암모늄(암모니아) 및 기타 염화물 염의 용액이 전해질로 사용됩니다. 이러한 요소를 망간-아연이라고합니다.
쌀. 1. 컵형 건전지: 1 - 음극(아연), 2 - 카드보드 케이스, 3 - 전류 리드, 4 - 캡, 5 - 양극, 6 - 전해질층(페이스트), 7 - 수지, 8 - 카드보드 와셔, 9 - 절연 개스킷, 10 - 유리관(가스 배출구)
때로는 이산화망간과 흑연 외에도 활성탄이 양극에 첨가되어 주변 대기로부터 산소를 흡수하여 화학 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 반응. 이러한 요소를 망간-공기-아연이라고 합니다. 그들은 더 높은 용량과 더 낮은 비용을 가지고 있습니다. 특별한 목적을 위해, 높은 전압 상수를 갖는 석탄-아연 및 철-탄소 벌크 요소가 사용됩니다. 액체 전해질이 포함된 벌크 셀을 사용하는 불편함 때문에 후자는 밀가루, 전분, 판지 또는 기타 충전재를 사용하여 점성 상태로 전환되어 유동성을 잃고 어떤 경우에도 셀 밖으로 쏟아지지 않습니다. 위치. 이러한 요소를 건조라고합니다.
건조 요소에는 컵과 비스킷이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 컵 요소(그림 1)에는 원통형, 이음새가 없는 형태 또는 세로 솔기(납땜, 용접, 압연) 직사각형 컵 형태의 음극(아연 극)이 있습니다. 양극은 전류 전도체 역할을 하는 탄소 막대에 눌려진 원통형 또는 프리즘입니다. 양극은 음극 내부에 위치하고 그 사이의 공간은 응축된 전해질로 채워져 있습니다. 비스킷 요소(그림 2)에서 전극은 전해질이 함침된 판지 격막으로 분리된 판 형태입니다. 모든 부품은 탄성이 있는 염화비닐 테두리(링)로 조여져 있습니다. 전류 전도체는 아연 전극의 외부 측면에 적용되는 전해질이 투과되지 않는 전기 전도성 덩어리의 층입니다. 망간-공기-아연 요소는 컵 유형으로만 생산됩니다.
쌀. 2. 비스킷형 건전지: 1 - 전기 전도성 층이 있는 음극(아연), 2 - 양극, 3 - 전해질이 함침된 판지 격막, 4 - 양극 포장지, 5 - 염화 비닐 링
요소의 주요 지표는 기전력(emf)과 전압이며, 그 값은 전압계로 측정됩니다(참조). 첫 번째 경우에는 부하 저항이 없는 경우, 두 번째 경우에는 부하 저항을 연결할 때 표준에 의해 지정됩니다. E.m.f. 망간 - 아연 원소 범위는 1.5 ~ 1.8V입니다. d.s. 망간-공기-아연 요소는 1.4V입니다. 요소의 전압 값은 항상 e보다 작습니다. d.s., 부하 저항이 감소함에 따라 이들 사이의 차이가 증가합니다. 갈바니 배터리의 가장 중요한 매개변수는 공급하는 전기량과 이를 장기간 저장할 수 있는 능력(안전성)입니다. 방출되는 에너지의 양은 요소의 작동 기간(시간) 또는 전기 용량(시간)으로 측정됩니다. 방전 중에 요소 전압이 떨어지기 때문에 기술적으로는 그렇습니다. 문서에는 항상 성능의 하한을 결정하는 하한 전압 한계(최종 전압)가 명시되어 있습니다. 주어진 최종 전압에서 요소의 전기 용량과 그에 따른 작동 기간은 부하 저항의 온도와 값(표 1 참조) 및 방전 빈도에 따라 달라집니다.
갈바니 배터리의 용량은 부하 저항이 증가하고 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 요소가 작동할 수 있는 최저 온도: 망간-아연의 경우 -20°, 망간-공기-아연의 경우 -5°. 방전 빈도는 방전 기간과 나머지 요소의 교대 및 지속 기간을 특징으로 합니다. 일반적으로 간헐적으로 방전되는 망간-아연 셀은 연속 방전보다 더 큰 용량을 제공하고 반대로 망간-공기-아연 셀은 더 적은 용량을 제공합니다.
갈바니 배터리(셀)의 안전성은 제조 순간부터 작동 시작까지 제품의 기능이 유지되는 기간입니다. 남은 용량(또는 작동 시간)은 표준에 명시되어 있으며 일반적으로 원래 용량의 60~75%입니다.
라벨에 표시된 유효 기간은 매우 짧으며 거의 항상 배터리는 갈바닉 배터리이므로 일정 시간 동안 사용할 수 있습니다. 이 경우 적합성은 전압에 따라 결정됩니다.
갈바니 배터리의 요소 연결은 직렬, 병렬 및 혼합이 가능합니다. 직렬 연결에서는 한 요소의 양극이 다음 요소의 음극에 연결됩니다(그림 3).
쌀. 3. 요소의 직렬 연결 다이어그램
쌀. 4. 배터리 요소의 병렬 연결 다이어그램
쌀. 5. 배터리 셀의 혼합 연결
이러한 요소 연결은 갈바니 배터리의 더 높은 전압을 생성하는 데 사용되며, 이 경우 직렬로 연결된 요소 수에 정비례합니다. 갈바니 배터리의 용량은 변하지 않으며 개별 요소의 용량과 동일합니다. 병렬 연결은 한편으로는 요소의 모든 양극을 연결하고 다른 한편으로는 음극을 연결하여 수행됩니다 (그림 4). 동시에 갈바니 배터리의 용량은 증가하고 전압은 개별 요소의 전압과 동일하게 유지됩니다. 혼합 연결의 경우 위의 두 가지 방법이 모두 사용됩니다. 여러 개의 동일한 그룹이 서로 병렬로 연결된 요소의 직렬 연결로 조립됩니다 (그림 5). 동시에 전압과 커패시턴스가 그에 따라 증가합니다.
갈바닉 배터리는 용도에 따라 양극, 그리드, 백열등, 랜턴으로 구분됩니다.
갈바니 양극 배터리 (그림 6)은 무선 수신기의 양극 회로에 전원을 공급하기 위한 것입니다.
쌀. 6. 배터리 BS-G-70
전압은 60 ~ 120V로 비교적 높습니다. 3 ~ 12mA의 저전류에 사용됩니다. 일반적으로 이러한 갈바닉 배터리에는 패널의 소켓 형태 또는 연선 형태의 추가 전류 리드가 있어 갈바닉 배터리의 일부를 먼저 사용하고 전압이 떨어지면 나머지 부분을 연결할 수 있습니다. 이 모드를 단면 방전이라고 하며 특정 한도 내에서 갈바니 배터리의 서비스 수명을 늘릴 수 있습니다.
그리드 배터리 갈바닉은 무선 튜브의 그리드에 바이어스 전압을 생성하도록 고안되었습니다.
쌀. 7. 배터리 BSG-60-S-8
직렬 연결을 사용합니다. 4.5 ~ 12.0V의 전압. 전류 소비는 3mA를 초과하지 않습니다. 갈바닉 양극 배터리(그림 7)와 동일한 케이스에 장착되며 동일한 요소로 구성됩니다.
갈바니 필라멘트 배터리 (그림 8)은 무선 튜브의 필라멘트에 전원을 공급하도록 설계되었습니다.
쌀. 8. 배터리 BNS-MVD-500
고정형 배터리 라디오(Rodina, Iskra 등)의 경우 갈바닉 필라멘트 배터리는 더 큰 용량을 생성하기 위해 병렬 연결된 4개의 망간-아연-공기 요소로 구성됩니다. 대판. 전압은 한 요소의 전압과 동일하며 전류 소비는 0.3 ~ 0.5A입니다. 갈바니 휴대용 배터리 라디오의 필라멘트 배터리에는 작은 요소의 병렬 및 혼합 연결이 사용됩니다. 툴라 배터리 라디오의 경우 업계에서는 양극과 백열 갈바니 배터리로 구성된 특수 케이스에 전원 공급 장치 키트를 생산합니다(그림 9).
쌀. 9. 키트 - 라디오 "Tula"용 전원 공급 장치
갈바닉 랜턴 배터리 손전등 전구에 전원을 공급하도록 설계되었습니다. 이 제품은 낮은 전압(3.0~4.5V) 및 작은 크기에서 높은 전류 소비(150~280A)가 특징입니다. 가장 널리 퍼진 3개의 직렬 연결된 요소로 구성된 KBS-L-0.50 유형의 갈바닉 배터리(그림 10)를 받았습니다. 원형 랜턴 및 측정 장비(저항계, 전위계 등)의 경우 업계에서는 FBS 유형의 원통형 요소를 생산하며, 필요한 경우 랜턴 본체에 삽입할 때 직렬 연결이 직접 수행됩니다(장치 ).
쌀. 10. 손전등용 배터리 KBS-L-0.50
요소 범례는 일반적으로 네 부분으로 구성됩니다. 초기 숫자는 치수(mm)를 나타냅니다. 2번 - 40x40x100, 3번 - 55x55x130, 6번 - 80x80x175; 문자 - C - 건조함, L - 여름, X - 내한성; 다음 숫자는 요소의 용량을 나타냅니다. 따라서 3S-L-30은 요소 번호 3, 건조, 여름, 시간당 용량 30을 의미합니다. 문자 지정으로 시작하는 갈바니 배터리의 이름은 B - 배터리, A - 양극, N - 백열등, C - 건식, G - 비스킷, F - 랜턴, K - 포켓을 의미하는 4-5 부분으로 구성됩니다. . 갈바니 양극 배터리 문자 뒤의 숫자는 백열 배터리의 경우 전압, 즉 용량을 나타냅니다. 그러나 때로는 갈바니 양극 배터리 지정에서 문자 A가 생략되고 지정 끝에 두 번째 숫자 표시, 즉 갈바니 배터리 용량이 추가됩니다. 숫자로 시작하는 갈바니 배터리의 이름은 다음과 같은 의미를 갖습니다. 초기 숫자는 전압을 나타내고, 마지막 숫자는 용량을 나타내며, 문자는 MC - 아연-망간 시스템, B - 대기 산소 사용, H - 백열등, A - 양극, T - 전화, C - 보청기용, P - 패널. 라디오에 전력을 공급하기 위한 갈바니 배터리에도 상표명이 부여됩니다. 갈바닉 배터리에는 제조업체의 이름 또는 상표, 볼타 배터리 기호, 정격 전압, 초기 용량, 보관 보증 기간 및 보관 기간 종료 시 용량을 나타내는 라벨을 부착하여 표시합니다.
갈바니 배터리 및 셀의 적합성은 외부 검사와 다운 컨덕터의 전압 측정을 통해 결정됩니다. 검사 중에는 인하 도체가 손상되지 않았는지, 파손, 주조 수지(매스틱)의 파괴, 케이스 손상 및 젖음 등 외부 결함이 없는지 확인해야 합니다. 전압은 전압계로 확인됩니다. 표에 표시된 값보다 낮아서는 안됩니다. 2. 갈바니 배터리는 총 중량이 65~80kg인 나무 상자에 포장하고, 내부에는 방습 종이를 덧대고, 마른 부스러기 또는 기타 층으로 벽과 분리합니다. 포장재. 갈바닉 배터리는 건조하고 서늘한 곳에 보관해야 합니다. 보관실의 습도가 높고 온도가 높으면 보관 수명이 급격히 단축됩니다. 갈바니 배터리의 경우 저온은 위험하지 않습니다. 예열 후에는 특성이 완전히 복원됩니다. 갈바니 배터리는 소련 전기 공학부의 Glavakkumulyatorproma 기업에서 제조됩니다.
문학: Sochevanov V.G., 갈바니 요소, M., 1951; 모로조프 GG. 및 Gantmav S.A., 통신 장비에 전력을 공급하기 위한 화학적 전류원, M., 1949; 화학 전류 소스 통합 카탈로그, M., 1950.
1. 갈바니 전지
갈바니 전지는 Luigi Galvani의 이름을 딴 전류의 화학적 공급원입니다. 갈바니 전지의 작동 원리는 전해질을 통한 두 금속의 상호 작용을 기반으로 하며, 이는 폐쇄 회로에서 전류를 생성합니다. 갈바니 전지의 EMF는 전극의 재료와 전해질의 구성에 따라 달라집니다. 이는 발생하는 반응의 비가역성으로 인해 재충전할 수 없는 기본 CIT입니다.
갈바니 전지는 소스입니다 전력일회성 조치. 시약(산화제 및 환원제)은 갈바니 전지의 구성에 직접 포함되며 작동 중에 소모됩니다. 갈바니 전지는 외부 회로로 전달되는 EMF, 전압, 전력, 용량 및 에너지는 물론 저장성 및 환경 안전성이 특징입니다.
EMF는 갈바니 요소에서 발생하는 프로세스의 특성에 따라 결정됩니다. 갈바니 전지 U의 전압은 전극의 분극과 저항 손실로 인해 항상 EMF보다 작습니다.
U = Eе – I(r1–r2) – ΔE,
여기서 Ee는 요소의 EMF입니다. I – 요소 작동 모드의 현재 강도; r1 및 r2 – 갈바니 전지 내부의 첫 번째 및 두 번째 종류 도체의 저항 ΔE는 전극(양극과 음극)의 분극으로 구성된 갈바니 전지의 분극입니다. 전류 밀도(i)가 증가하면 분극도 증가합니다. 공식 i = I/S로 결정됩니다. 여기서 S는 면적입니다. 단면전극 및 시스템 저항의 증가.
갈바니 전지가 작동하는 동안 시약 농도가 감소하고 전극의 산화 환원 공정 생성물 농도가 증가하여 EMF 및 전압이 점차 감소합니다 (Nernst 방정식 기억). 그러나 갈바니 전지가 방전되는 동안 전압이 느리게 감소할수록 실제로 사용할 가능성은 커집니다. 소자의 커패시턴스는 갈바니 전지가 작동 중(방전 중) 전달할 수 있는 총 전기량 Q입니다. 용량은 갈바니 전지에 저장된 시약의 질량과 변환 정도에 따라 결정됩니다. 방전 전류가 증가하고 요소의 작동 온도가 감소하면, 특히 00C 미만에서는 시약의 전환 정도와 요소의 용량이 감소합니다.
갈바니 전지의 에너지는 정전용량과 전압의 곱(ΔН = Q.U)과 같습니다. 에너지가 가장 높은 원소는 훌륭한 가치 EMF, 낮은 질량 및 시약의 높은 전환율.
저장 가능성은 요소의 특성이 지정된 매개변수 내에서 유지되는 동안 요소의 저장 기간입니다. 요소의 보관 및 작동 온도가 증가하면 수명이 단축됩니다.
갈바니 전지의 구성: 휴대용 갈바니 전지의 환원제(양극)는 일반적으로 아연 Zn, 리튬 Li, 마그네슘 Mg입니다. 산화제 (음극) - 망간 MnO2, 구리 CuO, 은 Ag2O, 황 SO2의 산화물뿐만 아니라 염 CuCl2, PbCl2, FeS 및 산소 O2.
세계에서 가장 널리 퍼진 생산은 무선 장비, 통신 장치, 테이프 레코더, 손전등 등에 전력을 공급하는 데 널리 사용되는 망간-아연 원소 Mn-Zn의 생산입니다. 이러한 갈바니 전지의 설계가 그림에 나와 있습니다.
이 요소에서 전류 생성 반응은 다음과 같습니다.
양극(-)에서: Zn – 2ē → Zn2+(실제로 요소 본체의 아연 껍질이 점차적으로 용해됨);
음극(+)에서: 2MnO2 + 2NH4+ + 2ē → Mn2O3 + 2NH3 + H2O.
전해 공간에서는 다음과 같은 과정도 진행됩니다.
양극에서 Zn2+ + 2NH3 →2+;
음극에서 Mn2O3 + H2O → 또는 2.
분자 형태에서 갈바니 전지 작동의 화학적 측면은 전체 반응으로 표현될 수 있습니다.
Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl → Cl2 + 2.
갈바니 전지 다이어그램:
(–) Zn|Zn(NH3)2]2+|||MnO2 (C) (+).
이러한 시스템의 EMF는 E = 1.25 ¼ 1.50V입니다.
알칼리 전해질(KOH)에 유사한 시약 조성을 가진 갈바니 전지는 출력 특성이 더 우수하지만 환경 유해성으로 인해 휴대용 장치에는 적용할 수 없습니다. Ag-Zn 은-아연 전지는 훨씬 더 유리한 특성을 가지고 있지만 가격이 매우 비싸서 비용 효율적이지 않습니다. 현재 40개 이상 알려져 있다. 다양한 유형일상생활에서 '건전지'로 불리는 휴대용 갈바니 전지.
2. 전기 배터리
전기 배터리(2차 HIT)는 외부 전류원(충전기)을 사용하여 재충전할 수 있는 충전식 갈바니 전지입니다.
배터리는 외부 전류원의 영향으로 화학 에너지가 시스템에 축적된 후(배터리 충전 과정) 장치 작동(방전) 중에 화학 에너지가 다시 전기 에너지로 변환되는 장치입니다. 에너지. 따라서 배터리는 충전 시 전해조 역할을 하고, 방전 시 갈바니 전지 역할을 합니다.
단순화된 형태의 배터리는 두 개의 전극(양극과 음극)과 그 사이의 이온 전도체(전해질)로 구성됩니다. 방전시와 충전시 양극에서는 산화반응이 일어나고, 음극에서는 환원반응이 일어납니다.
최근까지 산성 납, 알칼리성 니켈-카드뮴 및 니켈-철 배터리는 러시아와 트란스니스트리아에서도 가장 일반적으로 사용되었습니다.
그 안에 있는 전극은 납 그리드이며, 그 중 하나는 납 산화물 IV 분말(PbO2)로 기공에 채워져 있습니다. 전극은 다공성 분리막을 통해 전해질에 연결됩니다. 전체 배터리는 에보나이트 또는 폴리프로필렌으로 만들어진 탱크에 배치됩니다.
이러한 장치가 작동하면 다음과 같은 전극 프로세스가 발생합니다.
에이). 전기 에너지원으로 배터리를 방전하거나 작동하는 것입니다.
양극에서: (-) Pb – 2ē → Pb2+;
음극에서: (+) PbO2 + 4H+ + 2ē → Pb2+ + 2H2O.
전극에 형성된 납 양이온은 전해질의 음이온과 상호 작용하여 황산 납의 흰색 침전물을 방출합니다.
Pb2+ + SO42– = ↓PbSO4.
배터리 방전 과정의 총 전류 생성 반응:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4↓ + 2H2O,
갈바니 전지로 작동하는 배터리의 회로는 (-) Pb|PbSO4||PbO2 (+) 형식을 갖습니다.
작동하는 배터리 단자의 전압은 2.0~2.5V에 이릅니다. 장치 작동 중에 전해질이 소모되고 시스템에 침전물이 축적됩니다. 활성 수소 이온[H+]의 농도가 음극에서의 반응에 중요해지면 배터리가 작동을 멈춥니다.
비). 이후 전기 에너지로 변환하기 위해 배터리의 화학적 전위를 충전하거나 복원합니다. 이를 위해 배터리는 음극이 "양극" 단자에 공급되고 양극이 "음극" 단자에 공급되는 방식으로 외부 전류원에 연결됩니다. 이 경우 외부 전압의 영향으로 전극에 역과정이 일어나 원래 상태로 복원됩니다.
금속 납은 전극 표면을 복원합니다(-): PbSO4 + 2ē → Pb + SO42;
생성된 산화납 IV는 납 격자(+)의 기공(PbSO4 + 2H2O – 2ē → ↓PbO2 + 4H+ + SO42)을 채웁니다.
총 환원 반응: 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4.
배터리 충전 프로세스가 완료되면 단자 위에 기포("끓는")가 나타나는 것으로 확인할 수 있습니다. 이는 전해질 환원 중 전압이 증가함에 따라 수소 양이온 환원 및 물 산화의 부작용이 발생하기 때문입니다.
2Н+ + 2ē → Н2; 2H2O – 4ē → O2 + 2H2.
배터리 효율은 80%에 도달하고 작동 전압은 오랫동안 그 값을 유지합니다.
배터리의 EMF는 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
RT α4(H+) α2(SO42–)
EE = EE0 + –––– ℓn –––––––––––––– (Comp.의 고체상.
2F α2(H2O)가 고려됩니다.)
진한 황산(Ω(H2SO4) > 30%)은 배터리에 사용할 수 없습니다. 동시에 전기 전도성이 감소하고 금속 납의 용해도가 증가합니다. 납축전지는 다음과 같은 용도로 널리 사용됩니다. 도로 운송모든 유형의 전화 및 발전소. 그러나 납 및 그 제품의 독성이 높기 때문에 납 배터리는 밀봉된 포장과 작동 프로세스의 완전 자동화가 필요합니다.
A) 알카라인 배터리에서 양극은 젤 같은 수산화니켈 II Ni(OH)2가 함침된 니켈 그리드로 만들어집니다. 부정적인 - 카드뮴이나 철에서. 이온 전도체는 수산화칼륨 KOH의 20% 용액입니다. 이러한 배터리의 총 전류 형성 및 생성 반응은 다음과 같은 형태를 갖습니다.
2NiOOH + Cd + 2H2O tur====== 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2; EE0 = 1.45V.
2NiOOH + Fe + 2H2O tur====== 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2; EE0 = 1.48V.
이러한 배터리의 장점은 긴 수명(최대 10년)과 높은 기계적 강도를 포함하는 반면, 단점은 낮은 효율과 작동 전압입니다. 알카라인 배터리는 전기 자동차, 로더, 광산 전기 기관차, 통신 및 전자 장비, 라디오에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 또한 카드뮴은 독성이 강한 금속이므로 사용한 장치를 폐기할 때 안전 규칙을 준수해야 한다는 점을 기억하십시오.
EMF 및 전류. 배터리에는 동일한 특성을 가진 요소가 포함되어야 한다는 점을 기억해야 합니다. 작업 계획 등가 회로 그리기: 가변 저항 연결 회로, 갈바닉 요소 연결 다이어그램. 결론 구성된 회로와 조건에서 각 회로는 각 회로마다 고유한 EMF 값을 가지며 다르게 결정됩니다. 다음에 대한 답변...
19~20세기 전기도금 기술의 발전. 크게 열려있습니다. 갈바닉 생산 과정을 재구성하면 이 문제가 해결될 수 있을 것 같습니다. 과학 및 기술의 어떤 영역, 특정 성과를 추적하여 형성되었는지 추적합니다. 전기도금 기술의 출현과 발전을 위한 사회경제적 전제조건을 고려합니다. ...
전류는 galvanostegy보다 낮습니다. 철 갈바노플라스틱 욕조에서는 10-30 a/m2를 초과하지 않는 반면, 철 도금(전기 도금) 중 전류 밀도는 2000-4000 a/m2에 이릅니다. 갈바닉 코팅은 코팅된 제품의 다양한 영역(돌출부 및 오목부)에서 미세한 결정 구조와 균일한 두께를 가져야 합니다. 이 요구 사항은 전기 도금에서 특히 중요합니다...
갈바니 전지는 전기 에너지원이며 작동 원리는 화학 반응을 기반으로 합니다. 대부분의 최신 배터리 및 축전지는 정의에 속하며 이 범주에 속합니다. 물리적으로 갈바니 전지는 하나 또는 두 개의 액체(전해질)에 담긴 전도성 전극으로 구성됩니다.
일반 정보
갈바니 전지는 생산 능력에 따라 1차 전지와 2차 전지로 구분됩니다. 전류. 두 유형 모두 소스로 간주되며 서로 다른 목적으로 사용됩니다. 전자는 동안 전류를 생성합니다. 화학 반응, 후자는 충전 후에만 작동합니다. 아래에서는 두 가지 품종에 대해 설명합니다. 액체의 양에 따라 갈바니 전지의 두 그룹이 구별됩니다.
단일 액체를 사용하는 전원의 불일치는 Ohm에 의해 발견되었으며, 이는 Wollaston의 갈바니 전지가 전기 연구 실험에 적합하지 않음을 나타냅니다. 프로세스의 역학은 초기 순간에 전류가 높고 처음에는 증가하다가 몇 시간 내에 평균값으로 떨어지는 것과 같습니다. 최신 배터리는 변덕스럽습니다.
화학 전기 발견의 역사
1752년에 요한 게오르크(Johann Georg)가 갈바니 전기를 언급했다는 것은 잘 알려지지 않은 사실입니다. 베를린 과학 아카데미에서 출판한 유쾌하고 불쾌한 감각의 기원에 관한 연구(A Study of the Origin of Pleasant and Unpleasant Sensations)라는 출판물에서는 이 현상에 대해 완전히 정확한 해석을 내리기도 했습니다. 실험: 은판과 납판을 한쪽 끝에서 연결하고 반대쪽 판을 다른 쪽에서 혀에 적용했습니다. 황산철의 맛이 수용체에서 관찰됩니다. 독자들은 이미 설명된 배터리 확인 방법이 소련에서 자주 사용되었다고 추측했습니다.
현상 설명: 분명히 혀의 수용체를 자극하는 일부 금속 입자가 있습니다. 접촉 시 입자가 하나의 플레이트에서 방출됩니다. 게다가 금속 하나가 용해됩니다. 실제로 갈바니전지의 작동원리는 아연판이 점차 사라지면서 전류에 화학결합의 에너지를 발산하는 원리가 있다. 이 설명은 알레산드로 볼타(Alessandro Volta)가 최초의 동력원 발견에 관해 런던 왕립학회에 공식 보고하기 반세기 전에 이루어졌습니다. 그러나 전자기 상호 작용과 같은 발견에서 흔히 발생하는 것처럼, 그 경험은 일반 과학계에서 눈에 띄지 않았으며 제대로 연구되지 않았습니다.
최근 주술에 대한 기소가 폐지되었기 때문에 이것이 밝혀졌다고 덧붙여 보겠습니다. "마녀"의 슬픈 경험 이후에 이해할 수 없는 현상을 연구하기로 결정한 사람은 거의 없습니다. 1775년부터 볼로냐의 해부학부에서 일해 온 루이지 갈바니의 경우에는 상황이 달랐습니다. 그의 전문 분야는 자극적인 것으로 간주되었습니다. 신경계, 그러나 유명인은 생리학 분야가 아닌 중요한 흔적을 남겼습니다. Beccaria의 학생은 전기에 적극적으로 참여했습니다. 1780년 후반, 과학자의 회고록(1791, De Viribus Electricitatis in Motu Muscylary: Commentarii Bononiensi, 7권, p. 363)에서 다음과 같습니다. 다시 한 번개구리가 해부되었습니다 (실험은 수년 동안 계속되었습니다).
조수가 전류를 전달하는 전선에 의해 나침반 바늘이 편향되는 것과 똑같은 특이한 현상을 발견했다는 점은 주목할 만합니다. 발견은 다음과 간접적으로만 관련되었습니다. 과학적 연구사람들. 경련에 관한 관찰 하지개구리. 실험 도중 조수는 해부 중인 동물의 내부 대퇴 신경을 만졌고 다리가 경련을 일으켰습니다. 근처 테이블 위에 정전기 발생기가 있었고 장치 전체에 불꽃이 번쩍였습니다. Luigi Galvani는 즉시 실험을 반복하기 시작했습니다. 무엇이 성공했나요? 그리고 다시 차가 불꽃을 일으켰습니다.
전기와의 병렬 연결이 형성되었고 Galvani는 뇌우가 개구리에게 비슷한 방식으로 작용하는지 알고 싶었습니다. 그것은 밝혀졌다 자연재해눈에 띄는 효과는 없습니다. 척수를 통해 구리 갈고리로 철제 울타리에 연결된 개구리는 어떤 상황에도 불구하고 꿈틀거렸습니다. 기상 조건. 실험은 100% 반복성으로 수행될 수 없습니다. 대기는 아무런 영향을 미치지 않습니다. 그 결과 Galvani는 다음과 같은 쌍으로 이루어진 다수의 쌍을 발견했습니다. 다른 금속, 이것이 서로 및 신경과 접촉하면 개구리의 다리가 경련을 일으키게 됩니다. 오늘날 이 현상은 재료의 전기 음성도의 정도에 따라 설명됩니다. 예를 들어, 알루미늄 판은 구리로 리벳을 박을 수 없으며 금속은 뚜렷한 특성을 지닌 갈바니 커플을 형성하는 것으로 알려져 있습니다.
Galvani는 닫힌 전기 회로가 형성된다는 점을 올바르게 지적했으며 개구리에는 라이덴 병처럼 방출되는 동물 전기가 포함되어 있다고 제안했습니다. Alessandro Volta는 설명을 받아들이지 않았습니다. 실험에 대한 설명을 주의 깊게 연구한 후 Volta는 두 금속이 직접 결합하거나 생물학적 존재의 신체 전해질을 통해 결합할 때 전류가 발생한다는 설명을 제시했습니다. 전류의 원인은 재료에 있으며, 개구리는 현상을 나타내는 간단한 지표 역할을 합니다. Volta는 과학 저널의 편집자에게 보낸 편지에서 다음과 같이 인용했습니다.
제1종 지휘자( 고체) 및 두 번째 종류(액체)는 어떤 조합으로든 접촉하면 전기 충격을 발생시킵니다. 오늘날 이 현상이 발생하는 이유를 설명하는 것은 불가능합니다. 전류는 폐쇄회로로 흐르다가 회로의 완전성이 깨지면 사라진다.
볼타극
Giovanni Fabroni는 갈바니 쌍의 두 판을 물에 넣으면 하나가 붕괴되기 시작한다고 보고하면서 일련의 발견에 기여했습니다. 따라서 이 현상은 화학 공정과 관련이 있습니다. 한편 볼타는 오랫동안 전기 연구에 사용된 최초의 전원을 발명했습니다. 과학자는 갈바니 커플의 활동을 향상시키는 방법을 끊임없이 찾았지만 찾지 못했습니다. 실험 중에 볼타 기둥의 디자인이 만들어졌습니다.
- 아연과 구리 머그는 서로 밀착된 쌍으로 채취되었습니다.
- 결과 쌍은 젖은 판지 원으로 분리되어 서로 위에 놓였습니다.
요약하면 효과(전위차)가 향상된 전류원의 직렬 연결로 밝혀졌다고 추측하기 쉽습니다. 새로운 장치는 만졌을 때 인간의 손에 눈에 띄는 충격을 일으켰습니다. 라이덴병을 사용한 Muschenbroek의 실험과 유사합니다. 그러나 효과를 재현하는 데는 시간이 걸렸습니다. 에너지원은 화학적 기원을 가지며 점차적으로 재생되고 있다는 것이 분명해졌습니다. 하지만 새로운 전기라는 개념에 익숙해지는 것은 쉽지 않았습니다. 볼타 기둥은 충전된 라이덴병처럼 행동했지만...
Volta는 추가 실험을 조직합니다. 그는 각 원에 절연 손잡이를 공급하고 잠시 동안 접촉시킨 다음 열어 검전기로 검사를 수행합니다. 그 무렵 쿨롱의 법칙은 이미 알려졌는데, 아연은 양전하를 띠고 구리는 음전하를 띠는 것으로 밝혀졌습니다. 첫 번째 물질은 두 번째 물질에 전자를 제공했습니다. 이러한 이유로 볼타 기둥의 아연판은 점차 파괴됩니다. Alessandro의 주장이 제시된 작업을 연구하기 위해 위원회가 임명되었습니다. 그럼에도 불구하고 연구원은 추론을 통해 개별 커플의 긴장이 가중된다는 사실을 확인했습니다.
Volta는 금속 사이에 젖은 원이 없으면 구조가 구리와 아연이라는 두 개의 판처럼 거동한다고 설명했습니다. 증폭이 발생하지 않습니다. 볼타는 아연, 납, 주석, 철, 구리, 은 등 전기 음성도의 첫 번째 행을 발견했습니다. 그리고 극단 사이의 중간 금속을 제외하면 "추진력"은 변하지 않습니다. Volta는 판이 접촉하는 한 전기가 존재한다는 사실을 확인했습니다. 힘은 눈에 보이지 않지만 쉽게 느껴지므로 사실입니다. 1800년 3월 20일, 과학자는 런던 왕립학회 회장인 조셉 뱅크스 경에게 편지를 썼고, 마이클 패러데이도 처음으로 연설했습니다.
영국 연구자들은 상판(구리)에 물을 떨어뜨리면 접촉면의 특정 지점에서 가스가 방출된다는 사실을 빠르게 발견했습니다. 그들은 양쪽에서 실험을 수행했습니다. 적절한 회로의 전선을 물이 담긴 플라스크에 넣었습니다. 가스를 조사했습니다. 가스는 가연성이며 한쪽에서만 방출되는 것으로 밝혀졌습니다. 반대쪽 전선이 눈에 띄게 산화되었습니다. 첫 번째 현상은 수소이고 두 번째 현상은 과도한 산소로 인해 발생하는 것으로 확인되었습니다. 관찰된 과정은 전류의 영향으로 물이 분해되는 것이라는 사실이 1800년 5월 2일에 확립되었습니다.
William Cruikshank는 유사한 일이 금속염 용액으로 이루어질 수 있음을 즉시 보여 주었고 Wollaston은 마침내 정전기를 이용한 볼타 기둥의 정체성을 증명했습니다. 과학자가 말했듯이 효과는 약하지만 더 긴 기간. Martin Van Marum과 Christian Heinrich Pfaff는 요소로부터 라이덴 병을 충전했습니다. 그리고 험프리 데이비(Humphrey Davy) 교수는 이 경우 순수한 물이 전해질 역할을 할 수 없다는 것을 발견했습니다. 반대로, 액체가 아연을 더 많이 산화시킬 수 있을수록 볼타 기둥 기능이 더 좋아지는데, 이는 파브로니의 관찰과 상당히 일치했습니다.
산은 전기 생성 과정을 가속화하여 성능을 크게 향상시킵니다. 결국 데이비는 볼타기둥에 대한 일관된 이론을 창안했습니다. 그는 금속이 초기에 특정 전하를 가지며 접점이 닫히면 요소의 작용을 유발한다고 설명했습니다. 전해질이 전자 공여체의 표면을 산화시킬 수 있으면 고갈된 원자 층이 점차 제거되어 전기를 생산할 수 있는 새로운 층이 드러납니다.
1803년에 리터는 은색과 젖은 천을 번갈아 가며 만든 기둥을 조립했는데, 이것이 최초의 배터리의 원형이었습니다. 리터는 이를 볼타 기둥에서 충전하고 방전 과정을 관찰했습니다. 올바른 해석이 현상은 Alessandro Volta에 의해 제공되었습니다. 그리고 1825년에야 Auguste de la Rive는 용액에서 전기의 전달이 물질의 이온에 의해 수행된다는 것을 증명하여 챔버에서 산화아연의 형성을 관찰했습니다. 정수, 인접한 멤브레인과 분리되어 있습니다. 이 성명은 Berzelius가 전해질 원자가 해리될 수 있는 두 개의 반대 전하 극(이온)으로 구성되어 있다고 상상되는 물리적 모델을 만드는 데 도움이 되었습니다. 그 결과 먼 거리에 걸친 전기 전송에 대한 조화로운 그림이 탄생했습니다.
갈바니 전지의 다이어그램을 그리기 위해서는 그 작동 원리와 구조적 특징을 이해하는 것이 필요합니다.
가장 널리 사용되는 전원임에도 불구하고 소비자는 배터리 및 충전식 배터리에 거의 관심을 두지 않습니다.
화학 전류원
갈바니 전지란 무엇입니까? 회로는 전해질을 기반으로 합니다. 장치에는 분리막 재료에 의해 흡착되는 전해질이 들어 있는 작은 용기가 포함되어 있습니다. 또한, 두 갈바니 전지의 다이어그램은 다음과 같은 존재를 가정합니다. 이러한 갈바니 전지의 이름은 무엇입니까? 두 금속을 함께 연결하는 방식은 산화-환원 반응이 존재한다고 가정합니다.
가장 간단한 갈바니 전지
이는 서로 다른 금속으로 만들어진 두 개의 판 또는 막대가 강한 전해질 용액에 담겨져 있음을 의미합니다. 이 갈바니 전지가 작동하는 동안 전자 방출과 관련된 산화 과정이 양극에서 발생합니다.
음극에서는 음극 입자의 수용과 함께 환원됩니다. 전자는 외부 회로를 통해 환원제에서 산화제로 전달됩니다.
갈바니 전지의 예
갈바니 전지의 전자회로를 그리기 위해서는 표준전극전위의 값을 알아야 한다. 황산구리와 아연의 상호작용 중에 방출되는 에너지를 기반으로 작동하는 구리-아연 갈바니 전지의 변형을 분석해 보겠습니다.
아래 다이어그램에 나와 있는 이 갈바니 전지를 야코비-다니엘 요소라고 합니다. 이는 황산동 용액(구리 전극)에 담근 것을 포함하며, 황산동 용액(아연 전극)에 위치한 아연판으로 구성됩니다. 용액은 서로 접촉하지만 혼합을 방지하기 위해 요소는 다공성 재료로 만들어진 칸막이를 사용합니다.
작동 원리
갈바니 전지는 어떻게 작동합니까? 그 회로는 Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu입니까? 작동 중에 전기 회로가 닫히면 금속 아연의 산화 과정이 발생합니다.
염 용액과 접촉하는 표면에서 원자가 Zn2+ 양이온으로 변형되는 것이 관찰됩니다. 이 과정에는 외부 회로를 따라 이동하는 "자유" 전자의 방출이 수반됩니다.
아연 전극에서 일어나는 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
금속 양이온의 환원은 구리 전극에서 수행됩니다. 아연 전극에서 이곳으로 유입되는 음극 입자는 구리 양이온과 결합하여 금속 형태로 침전됩니다. 이 프로세스는 다음과 같습니다.
위에서 논의한 두 가지 반응을 합산하면 아연-구리 갈바니 전지의 작동을 설명하는 요약 방정식을 얻을 수 있습니다.
아연 전극은 양극 역할을 하고 구리 전극은 음극 역할을 합니다. 최신 갈바니 전지와 배터리는 단일 전해질 용액을 사용해야 하므로 적용 범위가 확장되고 작동이 더욱 편안하고 편리해집니다.
갈바니 전지의 종류
가장 일반적인 것은 탄소-아연 원소입니다. 그들은 산화 망간인 양극과 접촉하는 수동 탄소 집전체를 사용합니다(4). 전해질은 염화암모늄이며 페이스트 형태로 사용됩니다.
퍼지지 않기 때문에 갈바니 전지 자체를 건조하다고 합니다. 그 특징은 작동 중에 "복구"하는 능력이며, 이는 작동 기간에 긍정적인 영향을 미칩니다. 이러한 갈바니 전지는 비용이 저렴하지만 전력이 낮습니다. 온도가 떨어지면 효율이 감소하고, 온도가 올라가면 전해질이 점차 건조해집니다.
알칼리 전지는 알칼리 용액을 사용해야 하기 때문에 적용 분야가 꽤 많습니다.
리튬 전지에서 활성 금속은 양극 역할을 하여 수명에 긍정적인 영향을 미칩니다. 리튬은 음수이므로 크기가 작을 경우 이러한 요소는 최대 정격 전압을 갖습니다. 이러한 시스템의 단점 중 하나는 높은 가격입니다. 리튬 전원을 개방하는 것은 폭발적입니다.
결론
모든 갈바니 전지의 작동 원리는 음극과 양극에서 발생하는 산화환원 과정을 기반으로 합니다. 사용된 금속과 선택한 전해액에 따라 소자의 수명과 정격 전압 값이 달라집니다. 현재 수명이 상당히 긴 리튬 및 카드뮴 갈바니 전지가 요구됩니다.