बैटरीको काम तथा सिद्धान्त: बैटरी कसरी काम गर्छ?
बैट्रीको कामकाजी सिद्धान्त
बैट्री एक विद्युत्लेखक र धातुहरूको ऑक्सीकरण र अपचयन प्रतिक्रियाले काम गर्छ। जब दुई भिन्न धातु उपकरण (इलेक्ट्रोड) एक विलियन विद्युत्लेखकमा राखिन्छ, त्यसपछि इलेक्ट्रोडहरूमा ऑक्सीकरण र अपचयन प्रतिक्रिया घटनेछ, जो इलेक्ट्रोडको धातुको इलेक्ट्रन आकर्षणको आधारमा हुन्छ। ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाको परिणाममा एक इलेक्ट्रोड नकारात्मक आवेशित हुन्छ जसलाई कैथोड भनिन्छ र अपचयन प्रतिक्रियाको परिणाममा अर्को इलेक्ट्रोड धनात्मक आवेशित हुन्छ जसलाई एनोड भनिन्छ।
कैथोड बैट्रीको नकारात्मक टर्मिनल बनाउँदै र एनोड बैट्रीको धनात्मक टर्मिनल बनाउँदै। बैट्रीको मूलभूत सिद्धान्त ठीक बुझ्नको लागि, पहिले हामीले विद्युत्लेखक र इलेक्ट्रन आकर्षणको थोप बुझ्नुपर्छ। वास्तवमा, जब दुई भिन्न धातुहरूलाई एक विद्युत्लेखकमा डुबाइन्छ, त्यसपछि यी धातुहरूमध्ये पोटेन्सियल अन्तर उत्पन्न हुन्छ।
यो पाइन्छ, जब केही विशिष्ट यौगिकहरूलाई पानीमा थपिन्छ, त्यहाँ डुब्यो र ऋणात्मक र धनात्मक आयनहरू उत्पन्न गर्छ। यस प्रकारका यौगिकलाई विद्युत्लेखक भनिन्छ। विद्युत्लेखकको प्रचलित उदाहरणहरू लगभग सबै प्रकारका नुन, अम्ल, र आधार आदि हुन्छन्। एक न्यूट्रल परमाणुले एउटा इलेक्ट्रन स्वीकार गर्दा जाने ऊर्जालाई इलेक्ट्रन आकर्षण भनिन्छ। चूँकि विभिन्न पदार्थहरूको परमाणु संरचना फरक हुन्छ, त्यसैले विभिन्न पदार्थहरूको इलेक्ट्रन आकर्षण फरक हुनेछ।
यदि दुई भिन्न प्रकारका धातुहरूलाई एउटै विद्युत्लेखक विलियनमा डुबाइन्छ, त्यसमा एक इलेक्ट्रन लिन्छ र अर्को इलेक्ट्रन छोड्छ। कुन धातु (वा धातु यौगिक) इलेक्ट्रन लिनेछ र कुन छोड्नेछ, यो धातुहरूको इलेक्ट्रन आकर्षणको आधारमा निर्धारित हुन्छ। निम्न इलेक्ट्रन आकर्षण धातुले विद्युत्लेखक विलियनको ऋणात्मक आयनहरूबाट इलेक्ट्रन लिन्छ।
अन्य तरफ, उच्च इलेक्ट्रन आकर्षण धातुले इलेक्ट्रन छोड्छ र यी इलेक्ट्रनहरू विद्युत्लेखक विलियनमा बाहिर आउँदछन् र विलियनको धनात्मक आयनहरूमा जोडिन्छन्। यस तरिकाले, एक धातु इलेक्ट्रन लिन्छ र अर्को इलेक्ट्रन छोड्छ। त्यसैले, यी दुई धातुहरूमध्ये इलेक्ट्रन सान्द्रताको फरक छ।
यो इलेक्ट्रन सान्द्रताको फरकले धातुहरूमध्ये विद्युत् विभवान्तर उत्पन्न गर्छ। यो विद्युत् विभवान्तर वा इ.एम.एफ. को उपयोग गर्न सकिन्छ वोल्टेज स्रोत रूपमा कुनै इलेक्ट्रोनिक वा विद्युत परिपथमा। यो एक सामान्य र मूलभूत बैट्रीको सिद्धान्त र यो बैट्री कसरी काम गर्छ।
सबै बैट्री सेलहरू यो मूलभूत सिद्धान्तमा आधारित छन्। एक-एक बार चर्चा गरौं। जस्तै अघि भनेको, अलेसान्द्रो वोल्टले पहिलो बैट्री सेल विकास गरेका थिए, र यो सेललाई सामान्य वोल्टिक सेल भनिन्छ। यो प्रकारका साधारण सेल धेरै सजिलो तरिकाले निर्माण गरिन सकिन्छ। एक डिङ्गालाई ले र त्यसमा विलियन सल्फ्युरिक अम्ल राख्नुहोस् र यसमा एक जिंक र एक ताम्र रोड डुबाउनुहोस् र यी बाहिर विद्युत् लोडसँग जोड्नुहोस्। अब तिमीको साधारण वोल्टिक सेल पूरा भयो। बाहिरी लोडमा धारा प्रवाह थाल्नेछ।
विलियन सल्फ्युरिक अम्लमा जिंक इलेक्ट्रनहरू छोड्छ जस्तै:
यी Zn + + आयनहरू विद्युत्लेखकमा प्रवेश गर्छन्, र प्रत्येक Zn + + आयनले दुई इलेक्ट्रन रोडमा छोड्छ। यस ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाको परिणाममा, जिंक इलेक्ट्रोड नकारात्मक आवेशित रहन्छ र यसले कैथोडको रूपमा काम गर्छ। त्यसैले, विद्युत्लेखकमा कैथोडको नजिक जिंक Zn + + आयनहरूको सान्द्रता बढ्छ।
विद्युत्लेखकको गुण अनुसार, विलियन सल्फ्युरिक अम्ल र पानी पहिले धनात्मक हाइड्रोनियम आयन र ऋणात्मक सल्फेट आयनमा विघटित भएका छन् जस्तै:
कैथोडको नजिक उच्च सान्द्रतामा उपस्थित Zn+ + आयनहरूको कारण, H3O+ आयनहरू ताम्र इलेक्ट्रोडको दिशामा दूर जान्छ र ताम्र रोडको परमाणुहरूबाट इलेक्ट्रनहरू लिन्छन्। यस तरिकाले एनोडमा निम्न प्रतिक्रिया घटिन्छ:
ताम्र इलेक्ट्रोडमा घटिने अपचयन प्रतिक्रियाको परिणाममा, ताम्र रोड धनात्मक आवेशित हुन्छ र यसले एनोडको रूपमा काम गर्छ।
डैनियल सेल
डैनियल सेल ताम्र विलियन युक्त एउटा ताम्र बर्तन भित्र छ। ताम्र बर्तन स्वयं धनात्मक इलेक्ट्रोडको रूपमा काम गर्छ। एउटा पोरस पोट विलियन सल्फ्युरिक अम्ल भित्र ताम्र बर्तनमा राखिएको छ। एउटा अमलगमेटेड जिंक रोड, सल्फ्युरिक अम्लमा डुबिएको, ऋणात्मक इलेक्ट्रोडको रूपमा काम गर्छ।
पोरस पोटमा विलियन सल्फ्युरिक अम्ल जिंकसँग प्रतिक्रिया गर्छ र त्यसको परिणामस्वरूप हाइड्रोजन उत्पन्न हुन्छ। यस तरिकाले प्रतिक्रिया घटिन्छ:
पोरस पोटमा ZnSO4को निर्माण यस सेलको काम गर्ने तरिकालाई प्रभावित गर्दैन जबसम्म ZnSO4को क्रिस्टलहरू जम्दैन। हाइड्रोजन गैस पोरस पोट भित्र गर्दछ र CuSO4 विलियनसँग प्रत
