Voltaiskā Ļaudis Ar Voltaiskā Ļauda Pamata Konstrukcija Un Darbība

Vienkārša voltaiska celda izgatavošana notiek, ievietojot vienu cinka un vienu rūpītas plāksni sālsavās ūdens šķīdinājumā. Kā parādīts attēlā, ja rūpītas un cinka plāksnes ārēji savieno ar elektrisko slodzes, tad elektriskā strāva sāk plūst no rūpītas plāksnes uz cinka plāksni caur slodzi. Tas nozīmē, ka starp rūpītas un cinka plāksnēm ir kāda elektriskā potenciāla atšķirība. Kad strāva plūst no rūpītas uz cinku, tas ir acīmredzami, ka rūpītas plāksne kļūst pozitīvi uzlādēta, bet cinka plāksne — negativi.

Voltaiska celda darbības princips

Voltaiska celda darbības princips balstās uz tādu principu, ka, kad divas dažādas metālas tiek ievietotas elektrolītā, reaktivākā metāla tendence ir izdzesties elektrolītā kā pozitīvie metāla jonis, atstājot elektronus metāla plāksnē. Šis fenomens padara reaktivāko metāla plāksni negativi uzlādētu.

Mazāk reaktivā metāla piesaistīs elektrolītā esošos pozitīvos jonus, un tādējādi šie pozitīvie jonumi tiek nometņu metāla plāksnē, padarot to pozitīvi uzlādētu. Šajā vienkāršā voltaiska celda gadījumā cinks izdzesties sālsavā kā pozitīvie jonis un reaģē ar negatīvo SO4 − − jonu šķīdinājumā un veido cinka sulfātu (ZnSO4). Jo rūpīte ir mazāk reaktivs metāls, pozitīvie vārdolā gazu jonumi šķīdinājumā tendencē pievienoties rūpītas plāksnei. Vairāk cinka jonu, kas izdzesties šķīdinājumā, nozīmē vairāk elektronu, kas paliek cinka plāksnē. Šie elektroni pēc tam pārvietojas pa ārējo vadītāju, kas savienots starp cinka un rūpītas plāksnēm.

Nonākot rūpītas plāksnē, šie elektroni apvienojas ar vārdola atomiem, kas nometņu plāksnē, un veido neitrālus vārdola atomus. Šie atomu pāri apvienojas, lai veidotu vārdola gazu molekulās, un gāze beidzot izplūst līdzi rūpītas plāksnei formā vārdola burbuļi. Kemiskā reakcija, kas notiek voltaiskā celdā, ir šāda,

Tomēr šī reakcija apturās, kad kontaktapotenciāls starp Zn un sālsavas šķīdinājumu sasniedz 0,62 Volts. Voltaiska celda darbības laikā cinka plāksne ir zemākā potenciālā salīdzinājumā ar blakus esošo šķīdinājuma filtri, kā parādīts zemāk esošajā attēlā.

Līdzīgi, kad Cu plāksne tiek novietota kontakta ar elektrolītu, pozitīvie vārdola jonumi šķīdinājumā tendencē pievienoties tai, līdz tās potenciālis paaugstinās gandrīz līdz 0,46 V virs šķīdinājuma. Tātad, elektriskā potenciāla atšķirība, kas izveidojas voltaiskā celdā, ir 0,62 − (− 0,46) = 1,08 Volts.

Vienvāršā voltaiskā celdā ir galvenokārt divas trūkums, kas sauc par polarizāciju un lokālo darbību.

Voltaiska celda polarizācija

Tiek novērots, ka šajā celdā strāva pamatīgi samazinās un pēc noteiktā laika operācijas beigās strāva var pilnībā apstāties. Šis strāvas samazinājums ir saistīts ar vārdola depozīciju rūpītas plāksnē. Lai arī vārdols izplūst no celdas formā burbuļi, joprojām notiek dūnas vārdola slāņa veidošanās plāksnes virsū. Šis slānis darbojas kā elektriskais izolators, tādējādi palielinot celdas iekšējo pretestību. Tādējādi, vārdola jonumi nevar saņemt elektronus no rūpītas plāksnes un tiek depozīti formā jonu. Šis pozitīvo vārdola jonu slānis uz rūpītas plāksnes izraisa spēku, kas atdala citus vārdola jonus, kas pievienojas rūpītas plāksnei. Tādējādi strāva samazinās. Šis fenomens pazīstams kā polarizācija.

Voltaiska celda lokālā darbība

Ir konstatēts, ka pat tad, kad voltaiska celda neapgūst strāvu, cinks nepārtraukti izdzesties elektrolītā. Tas ir saistīts ar to, ka komerciālajā cinkā ir dažas mazas daļas, piemēram, dzelzs un svins, kas veido mazus lokālos elementus, kas savienoti ar galveno cinka masu. Šo parašu elementu darbību nevar kontrolēt, tādējādi notiek cinka izmantošanas zudējums. Šis fenomens pazīstams kā lokālā darbība.

Declarācija: Cienījam oriģinālu, labas raksti vērts koplietot, ja ir tiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai to dzēstu.