Батарея зберігає хімічну енергію і виділяє електричну. Але як саме все це працює? Розбираємося в статті.
Як влаштована батарея
Для кращого розуміння того, як працює батарейка, давайте розберемося, як вона влаштована. Найбільш поширеним типом є так звана лужно-марганцева батарея, про структуру і функції якої ми і поговоримо в цій статті.
- Батарея складається з одного або декількох гальванічних елементів, тобто осередків, які можуть зберігати хімічну енергію і виділяти електричну.
- Акумулятор має металевий корпус, який працює як позитивний полюс. Знизу корпус спочатку відкритий.
- По краях батарейки знаходиться марганець, який являє собою позитивний електрод, також званий катодом.
- Негативний електрод, анод, зроблений з цинку, відділений від катода сепаратором, наприклад, з папероподібного матеріалу.
- Обидві області, катод і анод, просякнуті розчином їдкого калію. Він утворює електроліт, який покращує провідність матеріалів.
- У цинковій масі в центрі акумулятора знаходиться металевий стрижень, який створює контакт з металевою пластиною внизу. В результаті металева пластина утворює негативний полюс і закриває батарейку знизу. Вона відокремлена ізолюючим матеріалом від позитивного полюса і катода.
Функція батареї
Коли батарейку вставляють в пристрій, створюється електричне коло. Коли в ланцюг, наприклад, підключають лампочку, електрони проходять від негативного полюса через нитку розжарення до позитивного полюса. Але чому це відбувається?
- Цинк – це метал, який хіміки називають неблагородним. Він має тенденцію виділяти електрони.
- Марганець, з іншого боку, – благородний метал, він приймає електрони.
- Тепер, коли обидві області, катод і анод, з’єднані один з одним, цинк, просочений розчином їдкого калію, віддає електрони марганцю через провідник.
- Електрони в цинковій масі утворюються в результаті реакції цинку з розчином їдкого калію, результатом якої будуть гідроксид цинку і два електрона.
- Після цього гідроксид цинку продовжує окислюватися до оксиду цинку і води.
- Батарея розрядиться, коли весь цинк з розчином їдкого калію окислиться до оксиду цинку і води і віддасть всі вільні електрони.
