Дрифттік жылдамдықта электрон батареяның оң терминалына жеткенде бұл электрон не істеп жатыр

Батарейадағы электрondардың қалыптасуын талқылау алдында бізде бірнеше концепциялар туралы ақыл-түсінік болу керек. Батарейаның ішіндегі электрondардың қозғалуы электрохимиялық реакциялар мен ағымдың ағылуымен байланысты. Электрondар батарейаның ішінде металдік жолақ сызықтарының ішінде болғанша әртүрлі қалыптасады. Мына батарейадағы электрondардың қозғалуына қатысты негізгі түсіндірмелер:

Батарейалардың негізгі жұмыс принциптері

Батарейаның ішінде екеу электрод бар, біреуі теріс (анод) ал екеуі оң (катод). Ақырысында, теріс электрод оксидацияланып электрondарды шығарады, ал оң электрод электрondарды қабылдайды. Бұл электрondар батарейаның теріс электродынан оң электродына сыртқы цепь арқылы ағысады, сондықтан да электр ағымы пайда болады.

Батарейадағы электрondардың қозғалуы

Ақырысындағы электрondардың ағысуы

• Анод: Теріс электродта электрохимиялық реакция атомдан электрondарды алып, олар теріс электродта накопиляцияланады.

• Сыртқы цепь: Электрondар теріс терминалдан оң терминалға дейін сыртқы цепть (теріс терминал мен оң терминалды байланыстыратын жолақ) арқылы ағысады, ағымды өткізеді.

• Катод: Оң электродта электрondар электрохимиялық реакция арқылы қабылданып, редукция реакциясына қатысады.

Электролитте иондардың қозғалуы

Сыртқы цептегі электрondардың ағысуына қоса, электролитте де иондардың қозғалуы бар. Катиондар (оң зарядты иондар) терісден оңға, ал аниондар (теріс зарядты иондар) оңдан теріске қозғалады. Бұл иондардың қозғалуы батарейаның ішіндегі зарядтың теңсіздігін сақтау үшін қажет.

Электрondар батарейаның оң ұшына жеткенде

Электрondар сыртқы цепті өтіп батарейаның оң электродына жеткенде, олар оң электродта өтуі мүмкін болатын электрохимиялық редукция реакциясына қатысады. Сондықтан:

• Реакцияға қатысу: Оң электродта химиялық зат электрondарды қабылдап, мысалы металл иондарының редукциясы сызықты редукция реакциясына қатысады.

• Зарядтың теңсіздігі: Электрondардың ірілімі оң электродта зарядтың теңсіздігін сақтайды, оң электродты өте оң болуынан сақтайды.

• Энергия өтуі: Бұл процессте электрondардың өтуі химиялық энергия өтуімен бірге болады, бұл энергия сыртқы мақсаттар үшін пайдаланылады, мысалы электр қоңырауын айналдыру немесе жарық қуырғанын жарыту.

Электрondардың қалыптасуының қорытындысы

• Терісден оңға: Батарейаның ақырысында электрondар сыртқы цепті өтіп, теріс терминалдан оң терминалға ағысады.

• Химиялық реакцияларға қатысу: Электрondар оң электродқа жеткеннен кейін, олар оң электродта өтуі мүмкін болатын редукция реакциясына қатысады.

• Энергияның ауысуы: Электр энергиясы электрondардың өтуі арқылы басқа форматтарға (мысалы механикалық энергия немесе жарық энергия) ауысады.

Ескертулер

Электрondардың қалыптасуын талқылау кезінде, біз адатта көптеген электрondардың қалыптасуын, бір электрондың қалыптасуын емес, макроскопикалық көзқарасты қолданамыз. Физикалық процестерде бір электрондың қалыптасуы кванттық механиканың принциптерімен әлеуеттен, әлі де күрделі.

Жобалау

Электрondар батарейаның оң электродына жеткенде, олар оң электродта өтуі мүмкін болатын редукция реакциясына қатысады, зарядтың теңсіздігін сақтай алатын, процессінде энергияны ауыстыратын. Бұл электрondардың қалыптасуы батарейалардың қалыптасуының негізгі бөлігі, олар сыртқы цептерге энергия беруге мүмкіндік береді.