Kustības ātrumā, kad elektrons sasniedz baterijas pozitīvo kontaktpunktu, ko šis elektorns darī?
Pirms apspriežam elektronu uzvedību akumulatoros, mums jāsaprot daži koncepti. Elektronu kustība iekšā akumulatorā ietver elektrokimiskas reakcijas un strāvas plūsmu. Elektroni uzvedās atšķirīgi akumulatora iekšpusē, nekā tajā pašā pārvestā vadā, piemēram, metāla vada. Šeit ir dažas pamatizskaidrojumi par elektronu kustību akumulatorā:
Akumulatoru darbības princips
Akumulatorā ir divi elektrodi, viens negatīvs (anodes) un otrs pozitīvs (katodes). Izvēdēšanas procesā negatīvais elektrods oksidējas un izdod elektronus, savukārt pozitīvais elektrods pieņem elektronus. Šie elektroni plūst no negatīvā elektroda uz pozitīvo elektrodu caur ārējo šķērsošanu, veidojot elektrisku strāvu.
Elektronu kustība akumulatorā
Elektronu plūsma izvēdēšanas laikā
Anode: Negatīvajā elektrodā elektrokimiskā reakcija izraisīt elektronu noņemšanu no atomiem, un šie elektroni kumulējas negatīvajā elektrodā.
Ārējais loks: Elektroni plūst no negatīvā kontakta punkta uz pozitīvo kontakta punktu caur ārējo loku (vads, kas savieno negatīvo ar pozitīvo kontaktu), lai pilnveidotu strāvas vedību.
Katode: Pozitīvajā elektrodā elektroni tiek pieņemti elektrokimiskā reakcijā un piedalās redukcijas reakcijā.
Jonus plūsma elektrolītā
Lai papildus elektronu plūsmai ārējā lokā, notiek arī jonu plūsma elektrolītā. Kationi (pozitīvi slodināti joni) plūst no negatīvā uz pozitīvo, bet anioni (negatīvi slodināti joni) plūst no pozitīvā uz negatīvo. Šis jonu kustība ir nepieciešama, lai uzturētu lādiņu līdzsvaru akumulatora iekšpusē.
Kad elektroni sasniedz akumulatora pozitīvo galu
Kad elektroni plūst caur ārējo loku uz akumulatora pozitīvo elektrodu, tie piedalās elektrokimiskajā redukcijas reakcijā, kas notiek pozitīvajā elektrodā. Konkrēti:
Reakcijā piedalīšanās: Elektroni tiek pieņemti ķīmisko vielu pozitīvajā elektrodā un piedalās elektrokimiskajā redukcijas reakcijā, piemēram, metāla jona redukcijā.
Lādiņu līdzsvars: Elektronu ieplūdes palīdz uzturēt lādiņu līdzsvaru pozitīvajā elektrodā, novēršot to, ka pozitīvā elektroda kļūst pārāk pozitīva.
Enerģijas izlaišana: Šajā procesā elektronu pārneses laikā notiek ķīmiskās enerģijas izlaišana, ko var izmantot ārējiem nolūkiem, piemēram, elektromotoru pārvietošanai vai gaismas spuldzes gaismā.
Elektronu uzvedības kopsavilkums
No negatīva uz pozitīvo: Izvēdēšanas laikā elektroni plūst no negatīvā kontakta punkta uz pozitīvo kontakta punktu caur ārējo loku.
Reakcijā piedalīšanās: Kad elektrons nonāk pozitīvajā elektrodā, tas piedalās redukcijas reakcijā pozitīvajā elektrodā.
Enerģijas pārveidošana: Elektriskā enerģija tiek pārveidota citās enerģijas formās (piemēram, mehāniskā enerģijā vai gaismas enerģijā) ar elektronu pārnesi.
Uzmanības lietas
Svarīgi ir zināt, ka runājot par elektronu uzvedību, mēs parasti pieņemam makroskopisko skatu un aprakstām liela elektronu skaits, nevis viena elektrona uzvedību. Faktiskajos fizikas procesos katrs individuāls elektrons uzvedās daudz sarežģītāk, iesaistot kvantu mehānikas principus.
Secinājums
Kad elektroni sasniedz akumulatora pozitīvo elektrodu, tie piedalās redukcijas reakcijā pozitīvajā elektrodā, palīdzot uzturēt lādiņu līdzsvaru un enerģijas pārveidošanu procesā. Šī elektronu uzvedība ir akumulatoru darbības būtisks aspekts, ļaujot tiem nodrošināt enerģiju ārējiem lokiem.
