Kuivakenno on yksinkertaisin sähköntuotantomuoto. Useat solut yhdistettyinä kennoina muodostavat pariston. lyijyhappo tai nikkeli-kadmium akku on kuivakennon edistynyt versio. Tämän kennon keksi ensimmäisen kerran ranskalainen insinööri Georges Leclanche vuonna 1866. Hänen keksintönsä nimettiin hänen nimensä mukaan nimellä Leclanche-akku. Mutta tuolloin se oli erittäin raskas ja se voitiin helposti rikkoa. Kuivakennolla on sama periaate, ja se on Leclanche-akun edistyksellisin versio, ja sitä on saatavana eri jännitteellä ja koolla. Sinkki-hiilisolun, joka on Leclanche-pariston modifioitu muoto, kaupallisen muodon keksi vuonna 1881 Mainzin Carl Gassner. Sitä tuotetaan suurina määrinä ja käytetään monissa sovelluksissa, kuten leluissa, radioissa, laskimissa jne.
Mikä on kuiva solu?
Kuivakenno on laite, joka tuottaa sähköä kemiallisten reaktioiden perusteella. Kun kennon kaksi elektrodia on kytketty suljetun tien kautta, kenno pakottaa elektronit virtaamaan toisesta päästä toiseen. Elektronien virtaus saa virran virtaamaan suljetussa piirissä.
Kuivakennokerrokset
Kemiallisten reaktioiden avulla elektronit virtaavat toisesta päästä toiseen. Kun kaksi tai useampia soluja, jotka on kytketty oikeaan napaisuuteen, virtaa enemmän elektroneja suuren potentiaalin vuoksi. Tätä yhdistelmää kutsutaan akuksi. Akkua voidaan käyttää vähintään 1,5 V: n ja 100 V: n välillä jännitealueen saamiseksi. Jopa akun lähtöjännitettä voidaan säätää eri tasoille käyttämällä sähköisiä sähkömuuntimia, kuten silppuri piirejä.
Solun rakenne
Sinkki-hiili-kuivakennon rakenne on esitetty kuvassa. Se koostuu anodipäätteestä sinkkinä tai yleensä grafiittitangosta. Hiili muodostaa katodipään. Voidaan havaita, että kuivakennon vanhemmissa versioissa sinkkiä käytettiin katodina ja grafiittia anodipäätteenä. Elementtien valinta perustuu periaatteessa sen kemialliseen konfiguraatioon elementtien uloimman kiertoradan suhteen.
Kuivan solun rakenne
Jos sillä on enemmän elektroneja uloimmassa kiertoradalla, se voi toimia luovuttajana ja muodostaa siten katodin. Vastaavasti, jos uloimmalla kiertoradalla on vähemmän elektroneja, se voi helposti hyväksyä ja muodostaa siten anodin. Väliin sijoitettu elektrolyytti toimii katalysaattorina kemiallisille reaktioille. Yleensä käytämme ammoniumkloridi-hyytelöä elektrolyyttinä. Esitetyssä kuvassa käytetty elektrolyytti on sinkin ja kloridin seos. Natriumkloridia käytetään myös elektrolyyttinä. Anoditangon ympärillä on mangaanidioksidin ja hiilen seos.
Koko kokoonpano sijoitetaan metalliputkeen. Hyytelö estetään kuivumasta käyttämällä solun yläosassa olevaa pikiä. Hiililevy asetetaan pohjaan. Tämän aluslevyn tarkoituksena on estää sinkkianoditankoa koskemasta säiliöön.
Tätä kutsutaan myös välikappaleeksi, kuten kaaviossa esitetään. Sinkkipurkkia ympäröi myös paperieriste eristystarkoituksiin. Suurille paristoille käytetään myös muita eristemateriaaleja, kuten kiille jne. Ellin positiivinen pääte muodostuu ylhäältä. Solun negatiivinen terminaali muodostuu pohjaan.
Kuivan kennon työstö
Kuiva solu toimii pohjimmiltaan kemiallisissa reaktioissa. Elektrolyytin ja elektrodien välillä tapahtuvien reaktioiden vuoksi elektronit virtaavat yhdestä elektrodista toiseen. Aineet, kuten hapot, liukenevat veteen muodostaen ionisoituja hiukkasia. Ionisoitu hiukkanen on kahden tyyppinen. Positiivisia ioneja kutsutaan kationeiksi ja negatiivisia ioneja kutsutaan anioneiksi. Happoja, jotka liukenevat veteen, kutsutaan elektrolyyteiksi.
Edellä mainitussa kaaviossa sinkkikloridi muodostuu elektrolyytinä. Samoin ammoniumkloridihyytelö muodostaa myös elektrolyytin. Elektrolyytteihin upotetut metallitangot muodostavat elektrodeja. Metallitankojen kemiallisten ominaisuuksien perusteella meillä on positiivinen elektrodi anodina ja negatiivinen elektrodi katodina.
Elektrodit houkuttelevat vastakkaisesti varautuneita ioneja puolelleen. Esimerkiksi katodi houkuttelee anioneja ja anodi houkuttelee kationeja. Tässä prosessissa elektronit virtaavat yhdestä suunnasta toiseen, joten saamme varausten virtauksen. Tätä kutsutaan nykyinen .
Kemialliset reaktiot
Solussa tapahtuvat reaktiot on esitetty alla. Ensimmäinen on hapetusreaktio.
Tässä sinkkikatodi hapetetaan positiivisesti varautuneiksi sinkki-ioneiksi, jolloin vapautuu kaksi ionia. Anodi kerää nämä elektronit. Sitten tulee pelkistysreaktio.
Pelkistysreaktio anodilla on esitetty yllä. Tämä reaktio tuottaa sähkövirran. Se vapauttaa oksidi-ioneja magnesiumoksidin kanssa. Tämä reaktio muodostuu, kun magnesium yhdistetään elektrolyyttiin.
Kaksi muuta reaktiota edustavat happo-emäs-reaktiota ja saostumisreaktiota, joka tapahtuu kuivassa solussa. Happo-emäs-reaktiossa NH yhdistetään OH: n kanssa NH3: n tuottamiseksi yhdessä veden kanssa. Tulokset ovat NH3 ja vesipohja.
Ero kuivan ja märän solun välillä
Suurin ero kuivan ja märän kennon välillä on elektrolyytin muoto. Kuten aikaisemmin keskusteltiin, kuivassa kennossa elektrolyytti, kuten ammoniumkloridi, on luonteeltaan kuiva. Tällaiset kuivakennot ovat yleisempiä ja niitä käytetään leluissa, radioissa jne. Mutta märässä kennossa elektrolyytti on nestemäisessä tilassa.
Käytetään nestemäisiä elektrolyyttejä, kuten rikkihappoa, joka on vaarallinen syövyttävä neste. Tällaisten nesteiden luonteen vuoksi märkä solu on luonteeltaan räjähtävämpi ja sitä on käsiteltävä varoen. Tällaisten märkäkennojen paras etu on, että ne voidaan helposti ladata ja käyttää lukuisiin sovelluksiin. Tällaisia akkuja löytyy yleisesti ilmailusta, apuohjelmista, energian varastoinnista ja matkapuhelintorneista.
Kuivan solun toiminnot
Kuivan kennon toiminta perustuu elektrodin ja elektrolyyttien välisiin kemiallisiin reaktioihin. Kun elektrodit asetetaan elektrolyytteihin, se houkuttelee vastakkaisesti varautuneita ioneja itseään kohti. Tämä aiheuttaa varausten virtauksen ja siten virtaa.
Edut
kuivan kennon edut Sisällytä seuraavat.
- Kuivalla kennolla on lukuisia etuja, kuten
- Se on kooltaan pieni.
- Se voi tulla erilaisilla jännitetasoilla.
- Se on kätevä ja sillä on lukuisia sovelluksia.
- Se on ainoa tasajännitteen lähde.
- Sitä voidaan käyttää yhdessä tehoelektroniikkapiirien kanssa lähtöjännitteen säätämiseksi
- Se on ladattava.
Haitat
kuivan solun haitat Sisällytä seuraavat.
- Sitä on käsiteltävä varoen
- Se on räjähtävää
- Suuret luokitusparistot ovat erittäin raskaita
Sovellukset
kuivan kennon sovellukset Sisällytä seuraavat.
- Lelut
- Ilmailu
- Kännykät
- Radio
- Laskin
- Kellot
- Kuulolaitteet
Siksi olemme nähneet järjestelmän toiminnan, luokittelun ja sovellukset kuivia soluja . Yksi mielenkiintoinen huomioitava asia on, että akku toimii vain, kun elektrodit ovat fyysisesti kosketuksessa toisiinsa. Kahden elektrodin välillä on oltava johtava väliaine. Kysymys on, voidaanko vettä käyttää johtavana väliaineena kuivakennon elektrodien välillä? Mitä siinä tapauksessa tapahtuu, jos tämä solu kastetaan veteen?
