العناصر الجلفانية: مبدأ العمل والأصناف

اليوم، والخلايا الجلفانية هي واحدة من المصادر الكيميائية الأكثر شيوعا من التيار. على الرغم من أوجه القصور، فهي تستخدم بنشاط في الهندسة الكهربائية ويجري باستمرار تحسينها.

مبدأ العملية

أبسط مثال على عملية الخلية الجلفانية يشبه هذا. في جرة زجاجية مع محلول مائي من حامض الكبريتيك، يتم غمر اثنين من لوحات: واحد - النحاس، والثاني - الزنك. تصبح الأعمدة الإيجابية والسلبية للعنصر. إذا كانت هذه القطبين متصلة بواسطة موصل، سيتم الحصول على أبسط الدوائر الكهربائية. داخل العنصر، التيار سوف تتدفق من لوحة الزنك، التي لديها تهمة سلبية، إلى لوحة النحاس، وهو مشحونة إيجابيا. في السلسلة الخارجية، فإن حركة الجسيمات المشحونة تحدث في الاتجاه المعاكس.

تحت تصرف الأيونات الحالية من الهيدروجين وبقايا الحمضية من حامض الكبريتيك سوف تتحرك في اتجاهات مختلفة. الهيدروجين سيعطي رسومه إلى لوحة النحاس، وبقايا الحمض - الزنك. وبالتالي فإن المحطات من العنصر سوف تكون معتمدة من قبل الجهد. وفي الوقت نفسه، فإن فقاعات الهيدروجين تسوية على سطح لوحة النحاس، الأمر الذي سيضعف عمل الخلية الجلفانية. الهيدروجين يخلق الجهد الإضافي جنبا إلى جنب مع المعدن من لوحة، وهو ما يسمى القوة الكهربائية للاستقطاب. اتجاه تهمة هذه إمف هو عكس اتجاه تهمة إمف من الخلية الجلفانية. فقاعات أنفسهم خلق مقاومة إضافية في العنصر.

والعنصر الذي فحصناه مثال تقليدي. في الواقع، لا تستخدم هذه الخلايا الجلفانية ببساطة بسبب الاستقطاب الكبير. من أجل أن لا يحدث، في تصنيع العناصر، يتم إدخال مادة خاصة تمتص ذرات الهيدروجين، ودعا ديبولاريزر، في تكوينها. وكقاعدة عامة، هذه هي المستحضرات التي تحتوي على الأكسجين أو الكلور.

مزايا وعيوب الخلايا الجلفانية الحديثة

الخلايا الكلفانية الحديثة مصنوعة من مواد مختلفة. النوع الأكثر شيوعا والمألوف هو عناصر الزنك والفحم المستخدمة في البطاريات التي تعمل بالإصبع. إلى إيجابياتهم، يمكنك ربط رخص النسبي، إلى سلبيات - مدة الصلاحية القصيرة والطاقة المنخفضة.

وهناك خيار أكثر ملاءمة هو الخلايا الجلفانية القلوية. وتسمى أيضا المنغنيز والزنك. هنا بالكهرباء ليست مادة جافة مثل الفحم، ولكن محلول قلوي. وعند التخلص منها، لا تنبعث هذه العناصر عمليا من الغاز، نظرا لما يمكن إجراؤه بشكل متناسق. العمر الافتراضي لهذه العناصر هو أعلى من ذلك من الفحم الزنك.

عناصر الزئبق متشابهة في التصميم إلى القلوية. ويستخدم أكسيد الزئبق هنا. وتستخدم هذه المصادر الحالية، على سبيل المثال، في المعدات الطبية. مزاياها - مقاومة لدرجات الحرارة العالية (تصل إلى +50، وفي بعض النماذج تصل إلى +70 درجة مئوية)، والجهد مستقرة، وقوة ميكانيكية عالية. والعيب هو الخواص السامة للزئبق، التي من الضروري التعامل معها بعناية فائقة مع العناصر التي وضعت وقتهم وإرسالها للمعالجة.

في بعض العناصر، ويستخدم أكسيد الفضة لجعل الكاثود، ولكن بسبب ارتفاع تكلفة المعادن، واستخدامها غير مربح من الناحية الاقتصادية. العناصر الأكثر شيوعا مع الأنودات الليثيوم. لديهم أيضا تكلفة عالية، ولكن لديهم أكبر التوتر بين جميع أنواع الخلايا الجلفانية النظر فيها.

نوع آخر من الخلايا الجلفانية هو خلايا جلفانية التركيز. في هذه العملية، يمكن لعملية الجسيمات المضي قدما في نقل ودون نقل الأيونات. النوع الأول هو العنصر الذي مغمورة اثنين من أقطاب متطابقة في حلول بالكهرباء من تركيز مختلف، مفصولة قسم نصف نافذ. في هذه العناصر، إمف يرجع إلى حقيقة أن الأيونات يتم نقلها إلى محلول مع تركيز أقل. في العناصر من النوع الثاني، مصنوعة من أقطاب مختلفة من المعادن، ويتم تعويض التركيز من خلال العمليات الكيميائية التي تحدث على كل من الأقطاب الكهربائية. القوة الكهربائية لهذه العناصر هي أعلى من العناصر من النوع الأول.