Chemiczne źródła prądu elektrycznego

CHEMICZNE

ŹRÓDŁA PRĄDU

ELEKTRYCZNEG

Chemiczne źródła prądu

elektrycznego to źródła, w
których zachodzi reakcja
chemiczna, wynikiem
której jest wytworzenie
energii elektrycznej.

Podział chemicznych źródeł
prądu



Źródła dzielimy na źródła
pierwotne (ogniwa), które
dostarczają energii w wyniku
reakcji chemicznych
zużywających ich elementy i
składniki chemiczne w
sposób nieodwracalny

Podział chemicznych źródeł
prądu



Drugim rodzajem są źródła
wtórne (akumulatory), które
oddają energię dostarczoną
im w czasie ładowania.

Ogniwo galwaniczne

Do obydwu źródeł należy ogniwo

galwaniczne, będące dziełem
Alessandra Volty, który
udowodnił na podstawie
doświadczeń Luigiego
Galvaniego, że powstawanie
prądu nie jest związane z
organizmem żywym, ale
metalami zanurzonymi w
elektrolicie.

Alessandro
Volta

Włoski fizyk, wynalazca, konstruktor .
Urodzony 18 lutego 1745 roku . Już w
młodości wykazywał duże
zainteresowanie fizyką, a zwłaszcza
elektrycznością. W roku  1774
skonstruował elektrofor,
umożliwiający elektryzowanie ciał. W
roku 1800 skonstruował ogniwo Volty
poprzez zanurzenie płytek srebra i
cynku w słonej wodzie,  a w 1801
zaprezentował przed samym
Napoleonem stos Volty. Zmarł 5
marca 1827. Na jego cześć jednostkę
napięcia elektrycznego nazwano wolt.

BATERIE

CYNKOWO-

-WĘGLOWE

Pierwotne źródła

Źródłami pierwotnymi są różnego

rodzaju baterie, w których zostały
wykorzystane ogniwa.
Najpopularniejszym ogniwem
galwanicznym jest ogniwo
Leclanchego, występujące np. w
bateriach cynkowo-węglowych (tzw.
paluszkach).

Georges
Leclanche

Chemik francuski. Urodził się i
zmarł w Paryżu. W roku 1867
porzucił dotychczasowe zajęcie i
poświęcił się wyłącznie pracom
nad wynalazkami. Siedemnaście
lat po uzyskaniu tytułu inżyniera,
to znaczy w roku 1877, wynalazł
ogniwo galwaniczne zwane
ogniwem Leclanchego. Zastosował
w nim pręt węglowy, który pełnił
funkcję elektrody dodatniej.

Baterie cynkowo-
węglowe

Bateria taka składa się z kubka

cynkowego, będące jednocześnie
jego obudową i elektrodą ujemną.
Wewnątrz kubka jest elektrolit w
postaci pasty złożonej z chlorku
amonowego, wody i chlorku
cynkowego. Pręt węglowy
zaopatrzony jest na końcu w
przykrywkę mosiężną dla lepszego
kontaktu z prętem węglowym.

Plusy i minusy

Wadą ogniw cynkowo-węglowych

jest, że są mało odporne na długie
przechowywanie a po dużym
rozładowaniu mogą wylać elektrolit.
Ogólnie ogniwa pierwotne służą do
jednorazowego użytku ( aż do
wyczerpania ). Jednakże ze
względu na ich cenę są
najpopularniejszymi bateriami.

BATERIE

ALKALICZNE

Baterie alkaliczne

Podobne do baterii cynkowo-

węglowych są baterie alkaliczne,
lecz zamiast elektrolitu użyto
roztworu o odczynie zasadowym
(alkalicznym), więc stąd ich nazwa.
Użyto w nich czystsze reagenty na
elektrody, co daje im większą
pojemność i trwałość podczas
przechowywania.

Baterie alkaliczne

Bateria alkaliczna została

wynaleziona przez amerykańskiego
chemika Lewisa Urry'ego w 1959 w
firmie Eveready Battery .
Współczesne tego typu baterie
zostały unowocześnione i mogą
wytrzymać do 40 razy dłużej.

Zasada działania.



Zasada działania baterii polega na
reakcji chemicznej, która zachodzi
pomiędzy cynkiem a tlenkiem
manganu(IV) (Zn/MnO

Baterie alkaliczne

Niestety, cena baterii alkalicznych

jest dużo większa niż „paluszków”,
lecz można je obciążyć dużymi
prądami, bez dużej utraty
pojemności i spadku napięcia.
Najlepiej nadają się do odtwarzaczy
MP3, aparatów cyfrowych, latarek
o dużej mocy, pilotów zdalnego
sterownia.

Wtórne źródła energii

Z wtórnych źródeł zasilania stosuje

się akumulatory kadmowo-niklowe,
kwasowo-ołowiowe, litowe,
niklowo-żelazowe itd. Akumulatory
w przeciwieństwie do baterii,
możemy naładować.

AKUMULATO

OŁOWIOWY

Akumulator ołowiowy

Akumulator ołowiowy został

wynaleziony przez francuskiego
fizyka Gastona Planté w 1859 r.
Mimo iż ma wiele wad, jest wciąż
najbardziej popularnym rodzajem
akumulatorów elektrycznych.
Stanowi ok. 60% ogólnej ilości,
wszystkich akumulatorów
znajdujących się w sprzedaży.

Działanie

Na płytach ujemnych tworzy się

siarczan ołowiu, a na płytach
dodatnich przebiega reakcja:
PbO2+H2+H2S04=H2SO4+2H20, z
której wywiązuje się też siarczan
ołowiu. Tak powstaje prąd w
akumulatorze ołowiowym.

Plusy i minusy

Elektrody zbudowane są z ołowiu, co

korzystnie wpływa na procesy
ładowania oraz rozładowania, ale
samo urządzenie jest bardzo
ciężkie i jest wrażliwe na wstrząsy.
Charakterystyczna dla tego typu
akumulatorów jest duża odporność
na skrajne warunki zewnętrzne,
duża ilość cykli ładowania i
rozładowania.

Zastosowanie

Akumulatory ołowiowe stosuje się do

zasilania rozrusznika w
samochodzie, lub jako źródło mocy
zapasowej oraz znalazł dzięki swej
wytrzymałości zastosowanie w
militarii.

AKUMULATOR

NIKLOWO-

-KADMOWY

Akumulator niklowo-kadmowy

Kolejnym rodzajem akumulatora jest

akumulator niklowo-kadmowy,
wynaleziony przez Thomasa Alva
Edisona. Pierwsze tego typu
akumulatory w postaci baterii AA
miały pojemność około 500 mAh.

Budowa

Ogniwo zbudowane jest z elektrody

ujemnej z kadmu i dodatniej z
niklu. Elektrolitem jest wodny
roztwór wodorotlenku potasu. W
celu zapobieżenia zwarciu,
elektrody są przedzielone
porowatym separatorem,
wykonanym najczęściej z tworzywa
sztucznego.

Ładowanie

Akumulatory niklowo - kadmowe

ładuje się stałym prądem. W czasie
ładowania należy doprowadzać
więcej energii niż otrzymuje się
przy wyładowaniu. Mają bardzo
korzystną właściwość, polegająca
na możliwości przyjęcia dużego
ładunku w krótkim czasie. Im
krótszy jest czas ładowania, tym
ściślejsza musi być kontrola
ładowania.

Plusy i minusy

Tego typu akumulator jest do dziś

najtrwalszym ogniwem
miniaturowym, ma też niską cenę,
jego zaletą jest waga, czas życia,
lecz występuje w nim uciążliwy
efekt pamięci.

Efekt pamięci

Chodzi o to, że powinien być

rozładowywany i ładowany w
pełnych cyklach, czyli zaleca się
pełne rozładowywanie, a po
rozładowaniu należy akumulator
niezwłocznie naładować nie
pozostawiając go na dłużej w stanie
rozładowanym.

Zakończenie

Chemiczne źródła prądu miały duży

wpływ na życie człowieka i jego
obcowanie z techniką. Zarówno
źródła pierwotne jak i wtórne
występują w wielu urządzeniach, z
którymi człowiek ma do czynienia
każdego dnia. Cały czas ten
przemysł się rozwija, pojawiają się
coraz to nowsze, ulepszone typy
poprzedników.

DZIĘKUJĘ

ZA UWAGĘ

Document Outline