В движението със скорост на дрейф, когато електрон достигне положителния терминал на батерията, какво прави този електрон?

Прежде да обсъдим поведението на електроните в батерията, трябва да сме ясни по няколко концепции. Движението на електроните в батерията включва електрохимични реакции и поток на тока. Електроните се държат по-различно в батерията, отколкото в чист проводник, като например метална жица. Ето няколко основни обяснения за движението на електроните в батерия:

Основен работен принцип на батериите

В батерията има два електрода, единият е отрицателен (анод) и другият положителен (катод). По време на разрядване, отрицателният електрод се оксидира и изпуска електрони, докато положителният електрод поглъща електрони. Тези електрони протичат от отрицателния електрод към положителния електрод през външен контур, образувайки ток.

Движение на електроните в батерията

Поток на електроните по време на разрядване

• Анод: На отрицателния електрод, електрохимична реакция причинява електроните да бъдат премахнати от атома, и тези електрони се натрупват на отрицателния електрод.

• Външен контур: Електроните протичат от отрицателния контакт към положителния контакт през външния контур (жицата, свързваща отрицателния и положителния контакт), за да завършат провеждането на тока.

• Катод: На положителния електрод, електроните са поглъщани от електрохимичната реакция и участват в редукционната реакция.

Движение на иони в електролита

Освен потока на електроните във външния контур, има и движение на иони в електролита. Катионите (положително заредени иони) се движат от отрицателния към положителния, а анионите (отрицателно заредени иони) се движат от положителния към отрицателния. Това движение на иони е необходимо, за да се поддържа зарядното равновесие в батерията.

Когато електроните достигнат положителния край на батерията

Когато електроните се движат през външен контур до положителния електрод на батерията, те участват в електрохимичната редукционна реакция, която се случва на положителния електрод. По-конкретно:

• Участие в реакция: Електроните са приемани от химическо вещество на положителния електрод и участват в електрохимична редукционна реакция, като например редуцирането на метални иони.

• Зарядно равновесие: Наводняването с електрони помага за поддържането на зарядното равновесие на положителния електрод, предотвратявайки положителния електрод да стане прекалено положителен.

• Освобождаване на енергия: В този процес, прехвърлянето на електрони е придружено от освобождаване на химическа енергия, която може да се използва за външни цели, като например задвижване на електродвигател или осветление на лампа.

Резюме на поведението на електроните

• От отрицателен към положителен: По време на разрядване на батерията, електроните протичат от отрицателния контакт към положителния контакт през външен контур.

• Участие в химически реакции: След като електроните достигнат положителния електрод, те участват в редукционната реакция на положителния електрод.

• Превръщане на енергия: Електрическата енергия се преобразува в други форми на енергия (като механична енергия или светлина) чрез прехвърлянето на електрони.

Неща, които трябва да се вземат предвид

Важно е да се отбележи, че при обсъждане на поведението на електроните, обикновено взимаме макроскопичен поглед и описваме поведението на голямо количество електрони, а не поведението на един-единствен електрон. В реалните физически процеси, поведението на отделните електрони е много по-сложено, включващо принципите на квантовата механика.

Заключение

Когато електроните достигнат положителния електрод на батерията, те участват в редукционна реакция на положителния електрод, помагайки за поддържането на зарядното равновесие и преобразуване на енергия в процеса. Това поведение на електроните е ключова част от начина, по който работят батериите, позволявайки им да доставят енергия на външни контури.