Ciri-ciri perbandingan sel galvanik bersaiz AA. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Ciri-ciri perbandingan sel galvanik bersaiz AA. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengecas, bateri, sel galvanik

Komen artikel

Hari ini anda boleh menemui banyak unsur galvanik yang berbeza di kedai dan pasaran. Mana satu nak pilih? Artikel ini akan membantu anda membuat keputusan yang betul.

Sel galvanik dan bateri digunakan secara meluas untuk menggerakkan pelbagai peralatan elektronik. Elemen yang paling biasa ialah saiz AA. Di rak jualan anda boleh menemui produk serupa daripada syarikat yang berbeza, terutamanya daripada dua sistem elektrokimia: salin dan alkali. Baru-baru ini, Energizer mula menghasilkan sel litium bersaiz AA 1,5 V.

Ciri yang paling penting bagi sel galvanik - kapasiti (jumlah elektrik yang mampu dihantar ke beban) - hampir tidak pernah ditunjukkan pada label. Pembeli hanya boleh bergantung pada iklan televisyen tentang sel yang "bertahan sehingga sepuluh kali lebih lama daripada sel garam konvensional," atau mengambil kata Energizer bahawa sel litium e2 bersaiz AA baharunya bertahan lima kali lebih lama daripada sel alkali konvensional [1]. Lebih-lebih lagi, masih belum jelas sepenuhnya elemen mana yang dipanggil "biasa".

Untuk membandingkan secara kuantitatif parameter unsur sistem elektrokimia yang berbeza, adalah perlu untuk mengujinya di bawah keadaan yang sama. Ujian sedemikian telah dijalankan dengan tiga jenis elemen: garam Philips Long Life (EMF unsur "segar" - 1,65 V), Duracell Ultra MZ (1,62 V) alkali dan lithium Energizer e2 (1,8 V). Setiap daripada mereka dimuatkan dengan perintang 15 ohm, yang sepadan dengan arus nyahcas awal kira-kira 100 mA. Untuk elemen saiz standard AA, arus beban ini adalah tipikal. Pelepasan telah dijalankan dalam kitaran beberapa jam sehari, yang sepadan dengan keadaan operasi sebenar. Ini menerangkan voltan "pancang" pada lengkung nyahcas yang ditunjukkan dalam Rajah. 1. Lengkung biru sepadan dengan unsur garam, merah dengan unsur alkali dan hijau dengan unsur litium. Semasa tempoh "rehat", voltan pada elemen apa-apa jenis meningkat sedikit, tetapi selepas menyambungkan beban, ia dengan cepat menurun kepada minimum dalam kitaran sebelumnya. Titik menandakan nilai EMF unsur - voltan padanya tanpa beban.

Ciri-ciri perbandingan sel galvanik bersaiz AA

Jika kita mengambil sebagai kriteria untuk nyahcas lengkap sel penurunan voltan pada bebannya kepada 0,9 V, kapasiti sel garam yang ditentukan secara eksperimen ialah 1 Ah, sel alkali ialah 2,9 Ah, dan sel litium ialah 3,5 Ah. . Akibatnya, tidak perlu bercakap tentang apa-apa perbezaan lima dan sepuluh kali ganda dalam kapasiti unsur sistem elektrokimia yang berbeza.

Dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan satu lagi siri lengkung.

Ciri-ciri perbandingan sel galvanik bersaiz AA

Mereka menunjukkan bagaimana rintangan dalaman unsur-unsur berubah semasa proses pelepasan. Korespondensi antara jenis elemen dan warna lengkung di sini adalah sama seperti dalam Rajah. 1. Nilai rintangan dalaman R dikira menggunakan formula

di mana E ialah EMF unsur; U - voltan di bawah beban; RH - rintangan beban.

Rintangan dalaman unsur-unsur garam dan alkali meningkat secara monoton apabila pelepasan berlangsung. Dan rintangan litium, setelah menurun secara mendadak pada permulaan pelepasan, kekal praktikal tidak berubah sehingga akhir, dan kemudian meningkat dengan mendadak.

Sudah tentu, eksperimen yang dijalankan tidak boleh dipanggil menyeluruh. Kapasiti sesuatu elemen bukanlah nilai tetap; ia bergantung kepada banyak faktor luaran. Untuk elemen yang berbeza, maksimumnya boleh dicapai dalam keadaan pelepasan yang berbeza dengan ketara. Untuk mengambil kira semua ini, adalah perlu untuk menjalankan satu siri eksperimen yang sangat besar, tidak realistik dalam keadaan amatur.

Walau bagaimanapun, mari kita cuba menyemak keputusan yang diperolehi dengan pengiraan. Untuk menganggarkan kapasiti maksimum yang mungkin secara teori bagi unsur-unsur pelbagai sistem elektrokimia, anda perlu mengetahui komposisi kimia elektrodnya, elektrolit dan tindak balas kimia yang berlaku dalam unsur tersebut. Untuk sel garam dan alkali, katod adalah zink dan anod adalah mangan dioksida. Atas sebab inilah unsur-unsur tersebut secara kolektif dipanggil mangan-zink. Tetapi elektrolit di dalamnya berbeza: garam (biasanya ammonium klorida) atau alkali (kalium hidroksida). Menurut [2], tindak balas berlaku dalam unsur garam mangan-zink

dan dalam alkali

Tiada maklumat yang boleh dipercayai tentang bahan elektrod dan tindak balas kimia dalam sel litium. Seseorang hanya boleh menganggap bahawa elektrod adalah litium dan mangan dioksida, dan elektrolit adalah larutan litium perklorat dalam propilena karbonat. Jika tekaan ini betul, menurut [2], tindak balas berlaku dalam sel litium

Dengan menggunakan hukum Faraday, kita memperoleh ungkapan untuk menentukan kapasiti sel galvanik C, Ah:

di mana m ialah jisim bahan bertindak balas F = 96,5-103 C/g-eq - Nombor Faraday; n - valens (untuk garam dan sel galvanik alkali - 2, untuk litium - 1); M ialah jumlah berat molekul bahan bertindak balas.

Kami menimbang sel galvanik saiz AA: garam - 17 g, beralkali - 24 g, litium - 15 g. Mari kita anggap bahawa, berbanding dengan jisim bahan bertindak balas, jisim badan sel dan bahan yang tidak mengambil bahagian. dalam tindak balas (elektrod karbon, elektrolit dalam sel alkali dan litium ), boleh diabaikan dan boleh diabaikan.

Kami mengira jumlah berat molekul bahan bertindak balas daripada persamaan tindak balas kimia di atas: untuk garam - 346 g, untuk alkali - 257 g, untuk litium - 94 g. Menggantikan nilai berangka ke dalam formula, kami memperoleh maksimum yang mungkin. kapasiti sel garam - 2,6 Ah , alkali - 5 Ah, litium - 4,3 Ah. Perbezaan antara nilai kapasitansi yang dikira dan yang diukur boleh dijelaskan oleh andaian yang agak kasar yang dibuat dalam pengiraan.

Jadi tiada perbezaan lima atau sepuluh kali ganda ditemui. Kapasiti teori sel alkali adalah lebih kurang dua kali ganda berbanding sel garam, dan litium tidak mempunyai kelebihan berbanding alkali dalam hal ini. Ini konsisten dengan keputusan eksperimen. Berdasarkan hasil semua kerja yang dilakukan, kita boleh menyimpulkan perkara berikut:

1. Sel galvanik litium mempunyai voltan yang paling stabil, rintangan dalaman yang paling rendah, yang boleh dikatakan tidak bergantung pada tahap pelepasan, dan kapasiti tertinggi, walaupun tidak banyak. Ia lebih baik digunakan untuk peralatan kuasa dengan penggunaan arus tinggi, serta dalam peranti yang dimatikan secara automatik apabila voltan bekalan kuasa menurun (contohnya, kamera digital).

2. Sel alkali mempunyai kapasiti yang setanding dengan litium dan juga mampu menghantar arus tinggi ke beban, tetapi pada voltan yang lebih rendah. Mereka paling baik digunakan dalam peranti dengan penggunaan arus purata tanpa kawalan voltan automatik. Dalam banyak kes, sel alkali lebih disukai berbanding sel litium kerana ia adalah tiga hingga empat kali lebih murah.

3. Sel garam mempunyai kapasiti terkecil dan rintangan dalaman yang paling tinggi. Adalah dinasihatkan untuk menggunakannya dalam peralatan dengan penggunaan arus yang rendah.

Kesusasteraan

Pemberi tenaga. Produk Bateri. - <energizer-eu.com/en/e2_lithium/defeult.htm>.
Zagorsky V. Kuliah mengenai kimia am dan bukan organik. Kuliah 5. - <chem.msu.su/rus/teaching/general/lection5.html#3>.

Pengarang: I.Podushkin, Moscow

Lihat artikel lain bahagian Pengecas, bateri, sel galvanik.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Ancaman serpihan angkasa kepada medan magnet Bumi 01.05.2024

Semakin kerap kita mendengar tentang peningkatan jumlah serpihan angkasa yang mengelilingi planet kita. Walau bagaimanapun, bukan sahaja satelit aktif dan kapal angkasa yang menyumbang kepada masalah ini, tetapi juga serpihan dari misi lama. Bilangan satelit yang semakin meningkat yang dilancarkan oleh syarikat seperti SpaceX mewujudkan bukan sahaja peluang untuk pembangunan Internet, tetapi juga ancaman serius terhadap keselamatan angkasa. Pakar kini mengalihkan perhatian mereka kepada implikasi yang berpotensi untuk medan magnet Bumi. Dr. Jonathan McDowell dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian menekankan bahawa syarikat sedang menggunakan buruj satelit dengan pantas, dan bilangan satelit boleh meningkat kepada 100 dalam dekad akan datang. Perkembangan pesat satelit kosmik ini boleh membawa kepada pencemaran persekitaran plasma Bumi dengan serpihan berbahaya dan ancaman kepada kestabilan magnetosfera. Serpihan logam daripada roket terpakai boleh mengganggu ionosfera dan magnetosfera. Kedua-dua sistem ini memainkan peranan penting dalam melindungi atmosfera dan mengekalkan ...>>

Pemejalan bahan pukal 30.04.2024

Terdapat beberapa misteri dalam dunia sains, dan salah satunya ialah kelakuan aneh bahan pukal. Mereka mungkin berkelakuan seperti pepejal tetapi tiba-tiba bertukar menjadi cecair yang mengalir. Fenomena ini telah menarik perhatian ramai penyelidik, dan akhirnya kita mungkin semakin hampir untuk menyelesaikan misteri ini. Bayangkan pasir dalam jam pasir. Ia biasanya mengalir dengan bebas, tetapi dalam beberapa kes zarahnya mula tersekat, bertukar daripada cecair kepada pepejal. Peralihan ini mempunyai implikasi penting untuk banyak bidang, daripada pengeluaran dadah kepada pembinaan. Penyelidik dari Amerika Syarikat telah cuba untuk menerangkan fenomena ini dan lebih dekat untuk memahaminya. Dalam kajian itu, saintis menjalankan simulasi di makmal menggunakan data daripada beg manik polistirena. Mereka mendapati bahawa getaran dalam set ini mempunyai frekuensi tertentu, bermakna hanya jenis getaran tertentu boleh bergerak melalui bahan. Menerima ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Penyelidikan Molekul Pintar 04.02.2013

Kebolehan mental tidak terhad kepada manusia dan haiwan. Para saintis juga bercakap tentang molekul "pintar" yang bertindak balas secara langsung kepada rangsangan luar dengan mengubah bentuknya. Ahli biofizik dari persatuan penyelidikan Nanosystems Initiative Munich (NIM) Universiti Munich telah menunjukkan proses ini buat kali pertama pada satu molekul.

Pada masa hadapan, molekul "pintar" boleh berfungsi sebagai suis nano, bertindak balas kepada perubahan dalam keadaan, seperti sejuk-panas, terang-gelap, perubahan kepekatan garam, dll. Di bawah keadaan tertentu, molekul yang dipilih khas akan berubah bentuk, memberikan isyarat yang jelas dan tidak jelas. Molekul dengan sifat sedemikian boleh didapati dalam pelbagai kumpulan unsur, terutamanya di kalangan protein dan polimer tiruan.

Tetapi sebelum menggunakan molekul "pintar" dalam amalan, ia patut mengkaji sifat sebatian tersebut. Dr Michael Nash daripada kumpulan prof. Hermann Gaub adalah orang pertama yang berjaya menjalankan tindak balas di mana perubahan dalam keadaan molekul dapat dilihat. Untuk melakukan ini, Dr. Nash dan rakan-rakannya meletakkan polimer buatan mereka sendiri pada permukaan emas menggunakan mikroskop daya atom pengimbasan. Satu hujung polimer dilekatkan pada permukaan, hujung yang satu lagi dilekatkan pada jarum mikroskop. Apabila saintis meningkatkan kandungan garam dalam bahan yang mengelilingi molekul, ia mula mengecut secara beransur-ansur.

"Dalam larutan garam pekat, molekul mengecut," kata Dr. Nash. "Apabila kepekatan berkurangan, molekul kembali ke saiz asalnya. Dalam kajian ini, buat kali pertama, kami dapat memerhatikan kedua-dua proses dalam satu molekul polimer." Suis nano berdasarkan molekul sedemikian boleh digunakan dalam biosensor, ubat-ubatan, kromatografi, dan banyak kawasan lain.

Berita menarik lain:

▪ LG akan melancarkan telefon dengan paparan OLED yang fleksibel

▪ Otak kucing mengecut

▪ Superkomputer mudah alih untuk kenderaan tanpa pemandu

▪ Navigator di cermin depan kereta

▪ Basikal Gunung Elektrik Vitus E-Mythique LT

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Penstabil voltan. Pemilihan artikel

▪ artikel oleh François Fénelon. Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ Bagaimanakah jam matahari memberitahu masa? Jawapan terperinci

▪ artikel Bekerja pada mesin untuk mengikat pek buku seperti MOP, AMPAG, ZIBIK, CYCLOP, dsb.. Arahan biasa untuk perlindungan buruh