DE LA CELULA LUI VOLTA LA BATERIILE

DE LA CELULA LUI VOLTA LA BATERIILE

CADMIU-NICHEL

Thales din Milet, care era socotit unul din cei sapte mari intelepti ai lumii antice, a observat, intre altele proprietatea chihlimbarului de a atrage firisoare de paie cand este frecat (cel mai vechi caz cunoscut de producere a electricitatii statice) . Aceasta proprietate a chihlimbarului a dat mult de gandit cercetatorilor, dar au trebuit sa treaca mai bine de doua milenii, dupa Thales, pana sa se poata face primii pasi catre explicarea ei stiintifica. Cercetarile in domeniul electricitatii efectuate de William Gilbert (1540-1603) cu versorium (primul electroscop) au permis sa se faca distinctia intre corpurile care se electrizeaza prin frecare si cele care nu se electrizeaza . Galilei, considera ca savantul englez trebuie admirat pentru numarul atat de mare de observatii noi si corecte pe care le-a facut Ceea ce frana cercetarile era faptul ca electricitatea produsa prin frecarea unei vergele de sticla nu putea fi generata in cantitate mare si continuu. Intr-un cuvant lipsea o buna masina electrica . Otto de Guericke (1602-1686) a efectuat la Magdeburg o serie de experimente vestite, rezolvand in parte, printre altele, si aceasta problema, inventand prima masina producatoare de electricitate. Dupa prima masina electrica inventata de Guericke, butelia de Leyda este al doilea tip de aparat electric care a impulsionat cercetarea intr-o masura si mai mare.

Broatele moarte au condus la inventarea pilelor i bateriilor electrice. n 1786, omul de tiin italian Luigi Galvani a descoperit c broatele disecate se contractau cnd le atingea cu bisturiul su. Apoi din ntmplare el a descoperit c picioarele puteau fi fcute s se mite doar prin atingerea lor de metal. Galvani era pus n ncurctur n ceea ce privea natura acestui fenomen, i sursa lui.

Rspunsul a fost dat n anii 1790 de omul de tiin italian Alessandro Volta. Picioarele broatelor se contactaser deoarece lichidele din interiorul lor reacionau la contactul cu dou metale diferite: alama i fierul. Aceast combinaie forma o pil electric simpl i curentul produs de aceasta fcea s se contracte muchii picioarelor broatei.

Volta a fcut apoi o pil electric punnd o hrtie umed ntre discuri de cupru i zinc. Aceast pil era extrem de slab, dar Volta a conceput curnd pile i baterii practice. Una dintre baterii consta dintr-o coloan de pile electrice fcute din plci de zinc i argint cu separatoare de hrtie mbibate n saramur. Acest tip de baterie se numea pil voltaic.

Dup Volta, s-au inventat multe forme similare de pile electrice. Acum se folosesc substane variate pentru plci, sau electrozi, i pentru soluie, sau electrolit. Asemenea pilei electrice funcioneaz prin transformarea energiei chimice n energie electric. Electrolitul emite ioni (atomi sau grupuri de atomi ncrcai electric) care sunt atrai de electrozi. Un electrod atrage ionii ncrcai negativ, care au un surplus de particule ncrcate negativ numite electroni. Cellalt electrod atrage ionii ncrcai pozitiv, care au o deficien de electroni. Cnd se conecteaz un circuit conductor ntre plci, electronii curg prin circuit de la electrodul negativ la cel pozitiv. Acest flux formeaz un curent electric.

Elementele galvanice primare trebuie nlocuite cnd substanele lor chimice s-au transformat att de mult nct ele nu mai pot produce un curent util. Elementele galvanice secundare sunt rencrcabile. Curentul electric de la o instalaie de ncrcare, de obicei alimentat de la reea, este trecut prin celulele electrice descrcate. Substanele chimice iniiale sunt refcute fcnd astfel celulele din nou utilizabile. Sarcina care intr n pile n timpul ncrcrii este stocat ca energie chimic i se acumuleaz treptat. Din acest motiv bateriile din elementele galvanice secundare sunt adesea numite baterii de acumulare, sau acumulatoare. Ele se folosesc la maini i la unele aparaturi electrice de uz casnic, precum uneltele electrice rencrcabile.

Celulele de combustie nu necesit rencrcare, n ele se introduc substanele chimice de fiecare dat cnd se folosete electricitatea. Acestea sunt mult prea costisitoare pentru aplicaiile uzuale i sunt folosite doar n unele staii spaiale.

Tipul cel mai simplu de element galvanic primar este bazat pe unul inventat de Georges Leclanch n anii 1860. Forma modern are o teac de zinc, care servete drept electrod negativ, iar electrodul pozitiv este o tij de crbune. Dei se numete pil uscat, electrolitul su este o past groas i umed de clorur de amoniu.

n timpul utilizrii pilei, hidrogenul format pe tija de crbune trebuie nlturat deoarece altfel ar reduce eficiena pilei. O substan chimic numit polizator (n acest caz, dioxid de mangan) nltur produsul nedorit. Bateriile rencrcabile ale celor mai multe maini au pile electrice bazate pe tipul cu Pb i acid, inventat n 1860 de Gaston Plante. Electrozii de Pb i dioxid de Pb sunt imersai n acid sulfuric diluat. n timpul utilizrii, ambii electrozi sunt nvelii n sulfat de Pb. Pb i dioxidul de Pb sunt reformai n timpul rencrcrii. Pilele cu cadmiu-nichel rencrcabile au ca electrolit electrozi de hidroxid de nichel. Aceste pile pot nlocui pilele uscate obinuite i sunt folosite la unele lanterne, unelte i alte aparaturi de uz casnic fr cordoane.

Astfel, o simpl observare a reaciei broatelor moarte la metal, a condus la o descoperire revoluionar pentru umanitate.

Powered by http://www.referat.ro/

cel mai complet site cu referate