건전지는 가장 단순한 형태의 전기 생산 원입니다. 여러 셀이 결합 된 셀이 함께 배터리를 형성합니다. 그만큼 납산 또는 니켈 카드뮴 배터리 건전지의 고급 버전입니다. 이 셀은 1866 년 프랑스 엔지니어 인 Georges Leclanche에 의해 처음 발명되었습니다. 그의 발명품은 Leclanche 배터리라는 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 그러나 그 당시에는 무거워서 쉽게 부서 질 수있었습니다. 건전지는 동일한 원리를 가지고 있으며 Leclanche 배터리의 고급 버전이며 전압과 크기가 다릅니다. Leclanche 배터리의 변형 된 형태 인 아연-탄소 전지의 상업적 형태는 1881 년 마인츠의 Carl Gassner에 의해 발명되었습니다. 대량으로 생산되며 장난감, 라디오, 계산기 등과 같은 많은 응용 분야에서 사용됩니다.
건전지는 무엇입니까?
건전지는 화학 반응을 기반으로 전기를 생성하는 장치입니다. 셀의 두 전극이 닫힌 경로를 통해 연결되면 셀은 전자가 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 흐르도록합니다. 전자의 흐름은 전류를 폐쇄 회로로 흐르게합니다.
건전지 층
화학 반응의 도움으로 전자는 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 흐릅니다. 두 개 이상의 셀이 올바른 극성으로 연결되면 높은 전위로 인해 더 많은 전자가 흐릅니다. 이 조합을 배터리라고합니다. 1.5V ~ 100V의 최소 전압에서 배터리를 사용하여 다양한 전압을 얻을 수 있습니다. 배터리의 출력 DC 전압조차도 다음과 같은 전력 전자 변환기를 사용하여 다른 수준으로 조절할 수 있습니다. 초퍼 회로.
세포의 구조
아연-탄소 건전지의 구조가 그림에 나와 있습니다. 그것은 아연 또는 일반적으로 흑연 막대와 같은 양극 단자로 구성됩니다. 탄소는 음극 단자를 형성합니다. 이전 버전의 건전지에서는 아연이 음극으로 사용되고 흑연이 양극 단자로 사용 된 것을 볼 수 있습니다. 원소의 선택은 근본적으로 원소의 가장 바깥 쪽 궤도의 화학적 구성을 기반으로합니다.
건전지 구조
가장 바깥 쪽 궤도에 더 많은 수의 전자가 있으면 도너 역할을 할 수 있으므로 음극을 형성합니다. 마찬가지로 가장 바깥 쪽 궤도에 전자가 적 으면 쉽게 받아 들여 양극을 형성 할 수 있습니다. 그 사이에 놓인 전해질은 화학 반응의 촉매 역할을합니다. 일반적으로 염화 암모늄 젤리를 전해질로 사용합니다. 그림에서 사용 된 전해질은 아연과 염화물의 혼합물입니다. 또한 염화나트륨도 전해질로 사용됩니다. 이산화망간과 탄소의 혼합물은 양극 막대 주위에 둘러싸여 있습니다.
전체 구성은 금속 튜브에 배치됩니다. 셀 상단에 피치를 사용하여 젤리가 마르는 것을 방지합니다. 탄소 와셔가 바닥에 있습니다. 이 와셔의 목적은 아연 양극 봉이 용기와 접촉하는 것을 방지하는 것입니다.
다이어그램에 표시된 것처럼 스페이서라고도합니다. 아연 캔은 절연 목적으로 종이 단열재로 둘러싸여 있습니다. 대형 배터리의 경우 운모와 같은 기타 절연 재료도 사용됩니다. ell의 양극 단자는 상단에 형성됩니다. 셀의 음극 단자는베이스에 형성됩니다.
건전지의 작동
건전지는 근본적으로 화학 반응에 작용합니다. 전해질과 전극 사이에서 일어나는 반응으로 인해 전자는 한 전극에서 다른 전극으로 흐릅니다. 산과 같은 물질은 물에 용해되어 이온화 된 입자를 형성합니다. 이온화 된 입자는 두 가지 유형이 있습니다. 양이온을 양이온이라고하고 음이온을 음이온이라고합니다. 물에 용해되는 산을 전해질이라고합니다.
위에서 언급 한 다이어그램에서 염화 아연이 전해질로 형성됩니다. 마찬가지로 염화 암모늄 젤리도 전해질로 형성됩니다. 전해질에 담긴 금속 막대는 전극을 형성합니다. 금속봉의 화학적 특성에 따라 양극은 양극으로, 음극은 음극으로되어 있습니다.
전극은 반대로 하전 된 이온을 옆으로 끌어 당깁니다. 예를 들어, 음극은 음이온을 끌어 당기고 양극은 양이온을 끌어 당깁니다. 이 과정에서 전자는 한 방향에서 다른 방향으로 흐르기 때문에 우리는 전하의 흐름을 얻습니다. 이것은 ... 불리운다 흐름 .
화학 반응
세포에서 일어나는 반응은 아래와 같습니다. 첫 번째는 산화 반응입니다.
여기에서 아연 음극은 양전하를 띤 아연 이온으로 산화되어 2 개의 이온을 방출합니다. 이 전자는 양극에 의해 수집됩니다. 그런 다음 환원 반응이 나타납니다.
양극에서의 환원 반응은 위에 나와 있습니다. 이 반응은 전류를 생성합니다. 산화 마그네슘으로 산화물 이온을 방출합니다. 이 반응은 마그네슘이 전해질과 결합 될 때 형성됩니다.
다른 두 반응은 산-염기 반응과 건조 전지에서 일어나는 침전 반응을 나타냅니다. 산-염기 반응에서 NH는 OH와 결합되어 물과 함께 NH3를 생성합니다. 결과는 NH3와 수성입니다.
건식 셀과 습식 셀의 차이점
건식 전지와 습식 전지의 주요 차이점은 전해질 형태입니다. 앞서 논의한 바와 같이, 건전지에서 염화 암모늄과 같은 전해질은 본질적으로 건조합니다. 이러한 건전지는 장난감, 라디오 등에서 더 일반적으로 사용됩니다. 그러나 습식 전지에서는 전해질이 액체 상태입니다.
위험한 부식성 액체 인 황산과 같은 액체 전해질이 사용됩니다. 이러한 액체의 특성으로 인해 습식 셀은 본질적으로 더 폭발적이며주의해서 취급해야합니다. 이러한 습식 전지의 가장 큰 장점은 쉽게 재충전 할 수 있고 다양한 용도로 사용할 수 있다는 것입니다. 이러한 배터리는 항공, 유틸리티, 에너지 저장 및 휴대폰 타워에서 일반적으로 사용됩니다.
건전지 기능
전극과 전해질 사이의 화학 반응에 기반한 건전지 기능. 전극이 전해질에 배치되면 반대 전하를 띤 이온을 자기쪽으로 끌어 당깁니다. 이것은 전하의 흐름을 일으켜 전류가 생성됩니다.
장점
그만큼 건전지의 장점 다음을 포함하십시오.
- 건전지는 다음과 같은 수많은 장점을 가지고 있습니다.
- 크기가 작습니다.
- 다양한 전압 레벨로 올 수 있습니다.
- 편리하고 다양한 응용 프로그램이 있습니다.
- DC 전압의 유일한 소스입니다.
- 출력 전압을 조절하기 위해 전력 전자 회로와 함께 사용할 수 있습니다.
- 충전식입니다.
단점
그만큼 건전지의 단점 다음을 포함하십시오.
- 주의해서 다루어야합니다.
- 폭발적이다
- 대용량 배터리는 매우 무겁습니다.
응용
그만큼 건전지의 응용 다음을 포함하십시오.
- 장난감
- 비행
- 휴대폰
- 라디오
- 계산자
- 시계
- 보청기
따라서 우리는 운영, 분류 및 응용 프로그램을 보았습니다. 건전지 . 주목해야 할 흥미로운 점 중 하나는 전극이 물리적으로 서로 접촉 할 때만 배터리가 작동한다는 것입니다. 두 전극 사이에 전도 매체가 있어야합니다. 물은 건전지 전극 사이의 전도 매체로 사용될 수 있습니까? 그렇다면이 세포를 물에 담그면 어떻게 될까요?
