Kuru pil, elektrik üreten kaynağın en basit şeklidir. Hücreleri bir araya getiren bir dizi hücre bir pil oluşturur. kurşun asit veya nikel-kadmiyum pil kuru hücrenin gelişmiş versiyonudur. Bu hücre ilk olarak 1866 yılında Fransız mühendis Georges Leclanche tarafından icat edilmiştir. Buluşuna Leclanche bataryası adını vermiştir. Ancak o zamanlar çok ağırdı ve kolayca kırılabilirdi. Kuru pil de aynı prensibe sahiptir ve Leclanche pilinin gelişmiş versiyonudur ve farklı voltaj ve boyutlarda gelir. Leclanche pilinin modifiye edilmiş hali olan çinko-karbon hücrenin ticari formu, 1881'de Mainz'li Carl Gassner tarafından icat edildi. Büyük miktarlarda üretilir ve oyuncak, radyo, hesap makinesi vb. Birçok uygulamada kullanılır.
Kuru Hücre nedir?
Kuru hücre, kimyasal reaksiyonlara dayanarak elektrik üreten bir cihazdır. Hücrenin iki elektrotu kapalı bir yolla bağlandığında, hücre elektronları bir uçtan diğerine akmaya zorlar. Elektron akışı, akımın kapalı devre içinde akmasına neden olur.
Kuru Hücre Katmanları
Kimyasal reaksiyonların yardımıyla elektronlar bir uçtan diğerine akar. Doğru polarite ile birbirine bağlanmış iki veya daha fazla hücre olduğunda, yüksek potansiyel nedeniyle daha fazla elektron akışı olur. Bu kombinasyona pil denir. Minimum 1.5 V ila 100 V voltaj aralığında, bir dizi voltaj elde etmek için bir pil kullanılabilir. Pilin çıkış DC voltajı bile, güç elektroniği dönüştürücüleri kullanılarak farklı seviyelerde düzenlenebilir. helikopter devreler.
Hücrenin Yapısı
Çinko-karbon kuru hücrenin yapısı şekilde gösterilmiştir. Çinko veya genel olarak grafit çubuk olarak anot terminalinden oluşur. Karbon, katot terminalini oluşturur. Kuru pilin eski versiyonlarında çinkonun katot olarak ve grafitin anot terminali olarak kullanıldığı gözlemlenebilir. Elementlerin seçimi, temelde elementlerin en dış yörüngesinin kimyasal konfigürasyonuna dayanmaktadır.
Kuru Hücre Yapısı
En dış yörüngede daha fazla sayıda elektron varsa, o zaman bir verici görevi görebilir ve dolayısıyla katodu oluşturur. Benzer şekilde, en dıştaki yörünge daha az elektrona sahipse, kolayca kabul edebilir ve dolayısıyla anodu oluşturur. Araya yerleştirilen elektrolit, kimyasal reaksiyonlar için bir katalizör görevi görür. Genelde elektrolit olarak amonyum klorür jeli kullanıyoruz. Gösterilen şekilde, kullanılan elektrolit çinko ve klorür karışımıdır. Ayrıca sodyum klorür de elektrolit olarak kullanılır. Anot çubuğunun etrafına manganez dioksit ve karbon karışımı sarılır.
Tüm konfigürasyon metal bir tüp içine yerleştirilmiştir. Hücrenin tepesinde bir zift kullanılarak jölenin kuruması engellenir. Altta bir karbon yıkayıcı yerleştirilmiştir. Bu yıkayıcının amacı, çinko anot çubuğunun kap ile temas etmesini önlemektir.
Bu, aynı zamanda, şemada gösterildiği gibi bir ara parçası olarak da adlandırılır. Çinko kutu ayrıca yalıtım amacıyla kağıt yalıtımla çevrelenmiştir. Büyük piller için mika vb. Gibi diğer yalıtım malzemeleri de kullanılır. Ell'in pozitif terminali üstte oluşturulur. Hücrenin negatif terminali tabanda oluşturulur.
Kuru Hücrenin Çalışması
Kuru hücre temelde kimyasal reaksiyonlar üzerinde çalışır. Elektrolit ile elektrotlar arasında meydana gelen reaksiyonlar nedeniyle elektronlar bir elektrottan diğerine akar. Asit gibi maddeler suda çözünerek iyonize parçacıklar oluşturur. İyonize parçacık iki tiptedir. Pozitif iyonlara katyon, negatif iyonlara ise anyon denir. Suda çözünen asitlere elektrolit denir.
Yukarıda bahsedilen diyagramda, elektrolit olarak çinko klorür oluşur. Benzer şekilde amonyum klorür jeli de bir elektrolit oluşturur. Elektrolitlere daldırılan metal çubuklar elektrotları oluşturur. Metal çubukların kimyasal özelliklerine göre anot olarak pozitif elektrot ve katot olarak negatif elektrotumuz var.
Elektrotlar, ters yüklü iyonları yan taraflarına çeker. Örneğin, katot anyonları, anot ise katyonları çeker. Bu süreçte elektronlar bir yönden diğerine akar, dolayısıyla bir yük akışı elde ederiz. Bu denir akım .
Kimyasal Reaksiyonlar
Hücrede meydana gelen reaksiyonlar aşağıda gösterilmiştir. Birincisi oksidasyon reaksiyonudur.
Bunda, çinko katot, iki iyon salarak pozitif yüklü çinko iyonlarına oksitlenir. Bu elektronlar anot tarafından toplanır. Ardından indirgeme reaksiyonu gelir.
Anottaki indirgeme reaksiyonu yukarıda gösterilmiştir. Bu reaksiyon bir elektrik akımı üretir. Magnezyum oksit ile oksit iyonları açığa çıkarır. Bu reaksiyon, magnezyum elektrolit ile birleştirildiğinde oluşur.
Diğer iki reaksiyon, kuru hücrede meydana gelen bir asit-baz reaksiyonunu ve çökelme reaksiyonunu temsil eder. Asit-baz reaksiyonunda, NH, suyla birlikte NH3 üretmek için OH ile birleştirilir. Sonuçlar NH3 ve su tabanıdır.
Kuru Hücre ve Islak Hücre Arasındaki Fark
Kuru hücre ile ıslak hücre arasındaki temel fark, elektrolit formudur. Daha önce tartışıldığı gibi, kuru bir hücrede, amonyum klorür gibi elektrolit doğası gereği kurudur. Bu tür kuru hücreler daha yaygındır ve oyuncaklarda, radyolarda vb. Kullanılır. Ancak ıslak bir hücrede elektrolit sıvı haldedir.
Tehlikeli bir aşındırıcı sıvı olan sülfürik asit gibi sıvı elektrolitler kullanılır. Bu tür sıvıların doğası gereği, ıslak hücre doğası gereği daha patlayıcıdır ve dikkatle kullanılması gerekir. Bu tür ıslak hücrelerin en iyi avantajı, kolayca yeniden şarj edilebilmeleri ve çok sayıda uygulamada kullanılabilmeleridir. Bu tür piller havacılık, kamu hizmetleri, enerji depolama ve cep telefonu kulelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kuru Hücre Fonksiyonları
Kuru hücre işlevi, elektrot ve elektrolitler arasındaki kimyasal reaksiyonlara dayanır. Elektrotlar, elektrolitlerin içine yerleştirildiğinde zıt yüklü iyonları kendilerine doğru çeker. Bu, yüklerin akışına neden olur ve dolayısıyla akım üretilir.
Avantajlar
kuru hücrenin avantajları aşağıdakileri dahil edin.
- Kuru hücrenin birçok avantajı vardır.
- Boyut olarak küçüktür.
- Çeşitli voltaj seviyelerinde olabilir.
- Kullanışlı ve çok sayıda uygulamaya sahiptir.
- Tek DC voltaj kaynağıdır.
- Çıkış voltajını düzenlemek için güç elektroniği devreleriyle birlikte kullanılabilir.
- Şarj edilebilir.
Dezavantajları
kuru hücrenin dezavantajları aşağıdakileri dahil edin.
- Dikkatli kullanılmalıdır
- Patlayıcı
- Büyük dereceli piller çok ağırdır
Başvurular
kuru hücre uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.
- Oyuncaklar
- Havacılık
- Cep telefonları
- Radyo
- Hesap makinesi
- Saatler
- İşitme Cihazları
Bu nedenle işleyişini, sınıflandırmasını ve uygulamalarını gördük. kuru hücreler . Dikkat edilmesi gereken ilginç bir nokta, pilin yalnızca elektrotlar birbiriyle fiziksel olarak temas halinde olduğunda çalıştığıdır. İki elektrot arasında iletken bir ortam bulunmalıdır. Soru, kuru hücrenin elektrotları arasında su iletken bir ortam olarak kullanılabilir mi? O halde bu hücre suya batırılırsa ne olur?
