Liikumiskiirusel, kui elektron jõuab akulu pozitiivsele poolturgule, siis mida see elektron teeb?
Enne akkudes elektronide käitumise arutlemist tuleb mõned mõisted selgitada. Elektronide liikumine akus hõlmab elektrokeemilisi reaktsioone ja voolu. Elektronid käituvad akus erinevalt kui puhtas juhjas, näiteks metalli juhes. Siin on mõned põhilineeldused elektronide liikumise kohta akus:
Akkude põhiline toimimisprintsiip
Akus on kaks elektrodi, üks on negatiivne (anood) ja teine positiivne (katood). Lahutamisprotsessis oksübeeritakse negatiivne elektrood ja see vabastab elektrone, samas kui positiivne elektrood neid absorbeerib. Need elektronid liiguvad negatiivsest elektroodist positiivse elektroodi läbi väliste ringi, moodustades nii elektrivoolu.
Elektronide liikumine akus
Elektronide vool lahutamisel
Anood: Negatiivsel elektroodil põhjustab elektrokeemiline reaktsioon elektronide eemaldamise aatomist ja need elektronid kogunevad negatiivsel elektroodil.
Väline ring: Elektronid liiguvad negatiivsest kontaktist positiivse kontaktini läbi väliste ringi (juhe, mis ühendab negatiivse ja positiivse kontakti), et lõpetada voolujoont.
Katood: Positiivsel elektroodil absorbib elektrokeemiline reaktsioon elektrone ja need osalevad redueerimisreaktsioonis.
Ioonide liikumine elektrolüüsina
Lisaks elektronide voolu välists ringis on ka ioonide liikumine elektrolüüsina. Kationid (positiivselt laetud ioonid) liiguvad negatiivsest positiivse poole, anionid (negatiivselt laetud ioonid) aga positiivsest negatiivse poole. See ioonide liikumine on vajalik akus laetuse tasakaalu säilitamiseks.
Kui elektronid jõuavad akus positiivsele kontaktil
Kui elektronid liiguvad väliste ringi kaudu akus positiivsele elektroodile, osalevad nad positiivsel elektroodil aset leidvas elektrokeemilises redueerimisreaktsioonis. Konkreetsemalt:
Osalemis reaktsioonis: Positiivsel elektroodil aktsepteeritakse elektronid keemilise aine poolt ja nad osalevad elektrokeemilises redueerimisreaktsioonis, näiteks metallioonide redueerimisel.
Laetuse tasakaal: Elektronide sissevool aitab säilitada positiivsel elektroodil laetuse tasakaalu, takistes positiivset elektroodi muutumast liiga positiivseks.
Energia vabastamine: Selle protsessi käigus elektronide edasiandmise kaudu vabastub keemiline energia, mida saab kasutada väliseks eesmärgiks, näiteks elektromootori või valgusaeglaste töötoetamiseks.
Elektronide käitumise kokkuvõte
Negatiivsest positiivse poole: Akus lahutamisel liiguvad elektronid negatiivsest kontaktist positiivse kontaktini läbi väliste ringi.
Osalemis keemilistes reaktsioonides: Pärast seda, kui elektron jõuab positiivsele elektroodile, osaleb see positiivsel elektroodil toimuvas redueerimisreaktsioonis.
Energia teisendamine: Elektriline energia teisendatakse teiste energiatüüpideks (nagu mehaaniline või valgusenergia) elektronide edasiandmise kaudu.
Märkused
Oluline on märkida, et rääkides elektronide käitumisest, kirjeldatakse tavaliselt makroskoopilist vaatepunkti, millel on suur hulk elektrone, mitte ühe elektroni käitumist. Tegelikes füüsikalistes protsessides on ühe elektroni käitumine palju keerulisem, hõlmades kvantmehaanika printsiipe.
Järeldus
Kui elektronid jõuavad akus positiivsele elektroodile, osalevad nad positiivsel elektroodil toimuvas redueerimisreaktsioonis, aidates säilitada laetuse tasakaalu ja teisendades energiat protsessi käigus. See elektronide käitumine on akude toimimise oluline osa, võimaldades neil andestada energiat väliste ringidele.
