Составление схем гальванических элементов, в которых электродами являются два металла

Применение

  • Гальванические элементы используются в системе сигнализации, фонарях, часах, калькуляторах, аудиосистемах, игрушках, радио, автооборудовании, пультах дистанционного управления, компьютерах.
  • Аккумуляторы используются для запуска двигателей машин; возможно так же и применение в качестве временных источников электроэнергии в местах, удалённых от населенных пунктов.
  • Топливные элементы применяются в производстве электрической энергии (на электрических станциях), аварийных источниках энергии, автономном электроснабжении, транспорте, бортовом питании, мобильных устройствах.

Нередко, химические источники тока применяются в составе батарей (батареек).

Область использования

Электрохимия имеет множество важных применений, особенно в промышленности. Ее процессы используются для изготовления электрических батарей. Они имеют множество применений, включая:

  1. Топливный элемент преобразует химическую потенциальную энергию, получаемую при окислении топлива, например, газа, водорода, углеводородов, спиртов в электрическую энергию.
  2. Различные виды пьезозажигалок для газа.
  3. Электрические приборы, такие как мобильные телефоны.
  4. Цифровые камеры-литиевые.
  5. Слуховые аппараты (оксидно-серебряные).
  6. Электронные часы (ртутные/оксидно-серебряные).
  7. Военные источники тока (тепловые).
  8. Батарейки A, AA, AAA, D, C и другие.

Использование химических реакций для производства электричества в настоящее время является приоритетом для многих исследователей. Возможность адекватно использовать химические реакции в качестве источника энергии в значительной степени поможет решить проблемы загрязнения окружающей среды.

Методика

Для процедур Гальванизации на поверхности кожи применяют электроды, состоящие из металлической (свинец, станиоль, фольга) пластинки толщиной 0,3 —1,0 мм (возможна замена металла токопроводящими тканями) и многослойной прокладки из гидрофильной неокрашенной материи (байка, фланель, бумазея) толщиной не менее 1 см; матерчатая прокладка должна быть больше металлической части электрода на 2 см с каждой стороны и располагаться между металлической пластинкой электрода и кожей больного. При влагалищных процедурах Г. пользуются электродами в виде стержней из прессованного угля, обернутых марлей. При Г. области глаз применяют специальные электроды-ванночки (рис. 3). Для Г. области наружного слухового прохода или носа пользуются марлевыми тампонами, наружные концы к-рых соединяются с металлической пластинкой электрода, располагаемой около уха или под носом. Прокладки или марлю непосредственно перед процедурой смачивают в теплой (t° 37—38°) водопроводной воде и умеренно отжимают. Электроды для наружного наложения применяются различной формы в зависимости от области тела, подлежащей Г., площадь их от 3—5 до 600 см2 и больше. Располагают электроды либо на противоположных поверхностях области тела, подвергаемой Г.,— поперечно или по диагонали, либо на одной и той же поверхности — продольно (тангенциально). Катодный и анодный электроды могут быть одинаковой площади или один из них может быть меньших размеров (так наз. активный электрод). Плотность тока на 1 см2 прокладки у активного электрода вследствие сгущения силовых линий оказывается большей.

При назначении Г. допустимая сила тока устанавливается соответственно площади активного электрода, с учетом особенностей области тела, подвергаемой воздействию, и гл. обр. состояния больного. Процедуры проводят при плотности тока в пределах от 0,01 до 0,1 ма/см2. Длительность процедуры от 10 до 30 мин. Повторяют их ежедневно или через день, число процедур на курс от 10 до 25. Курс Г. может быть повторен не ранее чем через 3—4 мес. Повторные курсы обычно короче (до 12 — 15 процедур). Детям и пожилым процедуры проводят при сниженной на 25—30% плотности тока. Детям электроды обязательно прибинтовывают.

Перед наложением электродов необходимо тщательно осмотреть соответствующие участки кожи. Кожа должна быть чистой. Для предупреждения значительного повышения плотности тока в участках с поврежденным эпидермисом (ссадины, царапины и т. д.) их смазывают вазелином и покрывают кусочками негигроскопической ваты, тонкой резины или клеенки. Г. несовместима с воздействиями (физическими или химическими), сопровождающимися раздражением кожи в зонах размещения электродов. Электроды фиксируют на теле бинтами (резиновыми, полотняными, марлевыми) или мешочками с песком и соединяют посредством гибких, многожильных, изолированных проводов с выходными клеммами аппарата для Г. Перед включением аппарата ручку переключателя шунта миллиамперметра устанавливают соответственно той силе тока, при к-рой предполагается проводить процедуру, а ручка потенциометра и стрелка миллиамперметра должны находиться на нуле. Силу тока следует изменять медленным плавным вращением ручки потенциометра. Ввиду того что при Г. сопротивление кожи в первые 1—2 мин. обычно уменьшается, силу тока не следует сразу доводить до заданной величины. Во время процедуры необходимо следить за ощущениями пациента и показаниями миллиамперметра, не допуская превышения заданной силы тока.

Гальванизация, проводимая с соблюдением указанных правил, обычно вызывает ощущение «ползания мурашек», легкого покалывания или слабого жжения на участках кожи, находящихся под электродами. При ощущении резкого жжения или боли даже на небольших участках кожи необходимо плавно привести в нулевое положение ручку потенциометра, выключить аппарат, выяснить и устранить причины неблагоприятных реакций. Они могут зависеть как от технических условий (неисправности аппарата, недостаточная или неравномерная толщина матерчатых прокладок, случайное смещение их и прикосновение края металлической части электрода, клемм или плохо изолированных проводов к коже), так и от состояния организма (общая повышенная чувствительность к току, несоответствие силы тока регионарной чувствительности кожи, наличие поверхностных ее повреждений и др.). При курсовом применении Г. во избежание шелушения кожи, появления трещин, нередко препятствующих продолжению лечения, рекомендуется смазывать кожу после процедуры ланолином или глицерином, разбавленным водой (в равных частях). Прокладки после процедуры следует промыть в проточной воде и прокипятить.

Характеристики гальванических элементов

Гальванические элементы характеризуются электродвижущей силой (ЭДС), ёмкостью; энергией, которую он может отдать во внешнюю цепь; сохраняемостью.

  • Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита. ЭДС описывается термодинамическими функциями протекающих электрохимических процессов в виде уравнения Нернста.
  • Электрическая ёмкость элемента — это количество электричества, которое источник тока отдаёт при разряде. Ёмкость зависит от массы реагентов, запасённых в источнике, и степени их превращения; снижается с понижением температуры или увеличением разрядного тока.
  • Энергия гальванического элемента численно равна произведению его ёмкости на напряжение. С увеличением количества вещества реагентов в элементе и до определённого предела, с увеличением температуры, энергия возрастает. Энергию уменьшает увеличение разрядного тока.
  • Сохраняемость — это срок хранения элемента, в течение которого его характеристики остаются в заданных пределах. Сохраняемость элемента уменьшается с ростом температуры хранения.

Щелочная (алкалиновая) батарейка

Щелочной диоксид цинка-марганца или ”щелочной” гальванический элемент батарейка обеспечивает гораздо более высокую плотность энергии и, следовательно, емкость, чем углерод-цинковый или марганцево-цинковый-хлоридный тип. Она также способна к более высокому разрядному току.

Диоксид марганца (MnO2) и углерод образуют положительный электрод, в то время как цинк находится в порошкообразной форме, как отрицательный электрод (анод), который фактически смешивается с образованием геля/пасты с гидроксидом калия (KOH) с цинковым порошком в качестве электролита. Несмотря на то, что щелочная батарея дороже и несколько тяжелее, она превосходит углерод-цинковые или хлоридные типы. Кроме того, щелочные батареи, как известно, долговечны из-за их способности избегать коррозионного воздействия из-за кислого иона аммония на цинк. Щелочные гальванические элементы батарейки особенно подходят для применений, которые включают в себя сравнительно высокие уровни тока разряда.

Источник токов

Существует два типа электрохимических элементов: гальванические и электролитические. Гальваническая клетка использует энергию, выделяемую во время спонтанной окислительно-восстановительной реакции для выработки электроэнергии.

Электролитическая ячейка потребляет энергию от внешнего источника, используя ее, чтобы вызвать непредвиденную окислительно-восстановительную реакцию.

Два типа ячеек

Гальванический элемент, история создания которого официально началась в 18 веке, дал старт развития науки электротехники. Во время проведения экспериментов с электричеством в 1749 году Бенджамин Франклин впервые ввел термин «батарея» для описания связанных конденсаторов. Однако его устройство не стала первой ячейкой. Находки археологов «батареи Багдада» в 1936 году имеют возраст более 2000 лет, хотя точное назначение их до сих пор спорно.

Луиджи Гальвани в честь которого названа гальваническая ячейка, впервые описал «электричество животных» в 1780 году, когда пропускал ток через лягушку. В то время он не знал об этом, но его устройство работало по принципу батареи. Его современник Алессандро Вольта в честь которого названа «вольтовая ячейка» был убежден, что «животное электричество» исходило не от лягушки, а от чего-то другого, он много работал над этим и в 1800 году изобрел первую настоящую батарею — «вольтовую кучу».

Александро Вольт

В 1836 году Джон Фредерик Даниэль, исследуя способы преодоления проблем вольтовой кучи создал свою ячейку. За этим открытием последовало создание ячейки Уильяма Роберта Гроува в 1844 году. Первая аккумуляторная батарея была изготовлена из свинцово-кислотного элемента в 1859 году компанией Gaston Plante, далее появились гравитационная ячейка Калло в 1860 и ячейка Лекланш Жоржа Лекланша в 1866 году.

До этого момента все батареи были мокрого типа. В 1887 году Карл Гасснер создал первую сухую батарею, изготовленную из углеродно-цинковой батареи. Никель-кадмиевая батарея была представлена в 1899 году Вальдмаром Юнгнером вместе с никель-железной батареей. Однако Юнгнер не смог запатентовать ее и в 1903 году изобретатель Томас Эдисон запатентовал свой слегка измененный дизайн.

Русский ученый-физик Василий Петров в 1802 году соорудил крупнейшую гальваническую батарею в мире, дающую напряжение 1500В. Для сооружения потребовалось около 4200 цилиндров из меди и цинка с диаметром 35.0 мм м толщиной 2.5 мм. Батарея была размещена в ящике из красного дерева, обработанного несколькими слоями различных смол. Опыты Петрова положили начало современной электрометаллургии в дуговых печах.

Обратите внимание! Крупный прорыв в гальваническом направлении источников тока произошел в 1955 году, когда Льюис Урри, сотрудник компании «Energizer», представил общую щелочную батарею. 1970-е годы привели к никель-водородной батарее, а 1980-е годы к никель-металлогидридной батарее

Литиевые батареи были впервые созданы еще в 1912 году, однако наиболее успешный тип, литий-ионный полимерный аккумулятор, используемый сегодня в большинстве портативных электронных устройств, был выпущен только в 1996 году.

Классификация гальванических элементов

Использованные источники питания различных типов и размеров

Гальванические первичные элементы — это устройства для прямого преобразования химической энергии, заключенных в них реагентов (окислителя и восстановителя), в электрическую. Реагенты, входящие в состав источника, расходуются в процессе его работы, и действие прекращается после расхода реагентов. Примером гальванического элемента является элемент Даниэля—Якоби.

Широкое распространение получили марганцево-цинковые элементы, не содержащие жидкого раствора электролита (сухие элементы, батарейки). Так, в солевых элементах Лекланше: цинковый электрод служит катодом, электрод из смеси диоксида марганца с графитом служит анодом, графит служит токоотводом. Электролитом является паста из раствора хлорида аммония с добавкой муки или крахмала в качестве загустителя.

Щелочные марганцево-цинковые элементы, в которых в качестве электролита используется паста на основе гидроксида калия, обладают целым рядом преимуществ (в частности, существенно большей ёмкостью, лучшей работой при низких температурах и при больших токах нагрузки).

Солевые и щелочные элементы широко применяются для питания радиоаппаратуры и различных электронных устройств.

Литий-ионный аккумулятор сотового телефона

Вторичные источники тока (аккумуляторы) — это устройства, в которых электрическая энергия внешнего источника тока превращается в химическую энергию и накапливается, а химическая — снова превращается в электрическую.

Одним из наиболее распространённых аккумуляторов является свинцовый (или кислотный). Электролитом является 25—30 % раствор серной кислоты. Электродами кислотного аккумулятора являются свинцовые решётки, заполненные оксидом свинца, который при взаимодействии с электролитом превращается в сульфат свинца (II) — PbSO4.

Также существуют щёлочные аккумуляторы: наибольшее применение получили никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы, в которых электролитом служит гидроксид калия (K-OH).

В различных электронных устройствах (мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки), в основном, применяются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, характеризующиеся высокой ёмкостью и отсутствием эффекта памяти.

Электрохимические генераторы (топливные элементы) — это элементы, в которых происходит превращение химической энергии в электрическую. Окислитель и восстановитель хранятся вне элемента, в процессе работы непрерывно и раздельно подаются к электродам. В процессе работы топливного элемента, электроды не расходуются. Восстановителем является водород (H2), метанол (CH3OH), метан (CH4); в жидком или газообразном состоянии. Окислителем обычно является кислород — из воздуха или чистый.
В кислородно-водородном топливном элементе со щёлочным электролитом, происходит превращение химической энергии в электрическую.
Энергоустановки применяются на космических кораблях: они обеспечивают энергией космический корабль и космонавтов.

Схема кобальто-хромового гальванического элемента

Задача 8.
Составить схему гальванического элемента, в котором электродами являются два металла Co/Cr, опущенные в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л. Описать процессы, которые протекают на катоде и аноде, и вычислить ЭДС гальванического элемента.Решение:
Электродные потенциалы металлов:

E(Cr3+/Cr) = -0,74 B; E(Co2+/Co) = -0,28 B. 

Следовательно, в гальваническом элементе, в котором электродами являются два металла Co/Cr, опущенные в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л, электроны будут перемещаться от электрода с более положительным значением стандартного потенциала к электроду с более отрицательным значением стандартного потенциала. Так как электродный потенциал собальта (-0,28 B) более электроположителен чем у хрома (-0,74 B), то электроны будут перемещаться от кобальтового электрода к хромовому, т.е. кобальтовый электрод будет катодом, хромовый — анодом.
Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид:

(-)Со|Co2+(1M)||Cr3+(1M)|Cr(+)

На катоде протекает реакция восстановления:

Co2+ + 2 = Со

На аноде будет протекать процесс окисления:

Cr — 3 = Cr3+

Если электроды опущены в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л, то значения потенциалов их при этой концентрации будут равны их стандартным электродным потенциалам.
Теперь рассчитаем ЭДС, получим:

ЭДС = Е(катод) — Е(анод) = -0,28 — (-0,74) = +0,46 В.
 

Схема гальванического элемента составленного из кобальта и железа

Задача 146.
Дать схему гальванического элемента составленного из кобальтовой и железной пластинок, опущенных в 1М растворы их сульфатов. Указать направление движения электронов в сети и ионов в растворе. Написать уравнения катодного и анодного процессов во время работы элемента и вычислить ЭДС элемента.Решение:
Электродные потенциалы металлов:

E(Fe2+/Fe) = -0,44 B; E(Co2+/Co) = -0,28 B. 

Следовательно, в гальваническом элементе, в котором электродами являются два металла Co/Fe, опущенные в растворы их сульфатов с концентрацией ионов 1 моль/л, электроны будут перемещаться от электрода с более положительным значением стандартного потенциала к электроду с более отрицательным значением стандартного потенциала. Так как электродный потенциал собальта (-0,28 B) более электроположителен чем у хрома (-0,74 B), то электроны будут перемещаться от кобальтового электрода к железной пластинки, т.е. кобальтовая пластинка будет катодом, железная пластинка — анодом.
Тогда схема гальванического элемента будет иметь вид:

(-)Со|CoSO4(1M)||FeSO4(1M)|Fe(+)

На катоде протекает реакция восстановления:

Co2+ + 2 = Со

На аноде будет протекать процесс окисления:

Fe — 2 = Fe2+

Если электроды опущены в растворы их солей с концентрацией ионов 1 моль/л, то значения потенциалов их при этой концентрации будут равны их стандартным электродным потенциалам. К катоду будут двигаться ионы Со2+ и там разряжаться, а к аноду будут двигаться ион SO42- которые соединяются с ионами Fe2+, образуя FeSO4:

Fe2+  +  SO42- = FeSO4.

Теперь рассчитаем ЭДС, получим:

ЭДС = Е(катод) — Е(анод) = -0,28 — (-0,44) = +0,16 В.  

Разновидности гальванических элементов

Самыми распространенными считают угольно-цинковые элементы. В них применяется пассивный угольный коллектор тока, контактирующий с анодом, в качестве которого выступает оксид марганца (4). Электролитом является хлорид аммония, применяемый в пастообразном виде.

Он не растекается, поэтому сам гальванический элемент называют сухим. Его особенностью является возможность «восстанавливаться» на протяжении работы, что позитивно отражается на продолжительности их эксплуатационного периода. Такие гальванические элементы имеют невысокую стоимость, но невысокую мощность. При понижении температуры они снижают свою эффективность, а при ее повышении происходит постепенное высыхание электролита.

Щелочные элементы предполагают использование раствора щелочи, поэтому имеют довольно много областей применения.

В литиевых элементах в качестве анода выступает активный металл, что позитивно отражается на сроке эксплуатации. Литий имеет отрицательный электродный потенциал, поэтому при небольших габаритах подобные элементы имеют максимальное номинальное напряжение. Среди недостатков подобных систем можно выделить высокую цену. Вскрытие литиевых источников тока является взрывоопасным.

Виды электродов

В состав гальванического элемента входят электроды.
Электроды бывают:

Обратимые электроды

  • Электроды 1-го рода — электроды, состоящие из металла, погружённого в раствор его соли;
  • Электроды 2-го рода — электрод, состоящий из металла, покрытого труднорастворимой солью этого же металла, погружённый в раствор соли, который содержит общий анион с нерастворимой солью (хлорсеребряный электрод, каломельный электрод, металл-оксидные электроды);
  • Электроды 3-го рода — электроды, состоящие из двух нерастворимых осадков электролитов: в менее растворимом есть катион, который образуется из металла электрода, а в более растворимом — есть общий анион с первым осадком;
  • Газовые электроды — электроды, состоящие из неактивного металла в растворе и газа (кислородный электрод, водородный электрод);
  • Амальгамные электроды — электроды, состоящие из раствора металла в ртути;
  • Окислительно-восстановительные электроды — электроды, состоящие из неактивного металла (ферри-ферро-электрод, хингидронный электрод).

Ионоселективные мембранные электроды

  • Электроды с ионообменной мембраной с фиксированными зарядами — стеклянный электрод;
  • Электроды, состоящие из жидких ассоциированных ионитов;
  • Электроды с мембраной на основе мембраноактивных комплексонов;
  • Электроды с моно- и поликристаллической мембранами.

Применение

  • Гальванические элементы используются в системе сигнализации, фонарях, часах, калькуляторах, аудиосистемах, игрушках, радио, автооборудовании, пультах дистанционного управления, компьютерах.
  • Аккумуляторы используются для запуска двигателей машин; возможно так же и применение в качестве временных источников электроэнергии в местах, удалённых от населенных пунктов.
  • Топливные элементы применяются в производстве электрической энергии (на электрических станциях), аварийных источниках энергии, автономном электроснабжении, транспорте, бортовом питании, мобильных устройствах.

Нередко, химические источники тока применяются в составе батарей (батареек).

Литиевая батарейка

Литий-марганцевая диоксид батарейка -это относительно недавняя разработка, использующая преимущества высокого электродного потенциала и плотности энергии металлического лития. Она предлагает значительно большую плотность энергии и емкость, чем “щелочная” и угольная, при относительно небольшом увеличении стоимости.

Литий находится в форме очень тонкой фольги и запрессован внутри банки из нержавеющей стали, чтобы сформировать отрицательный электрод.

Положительный электрод – диоксид марганца, смешанный с углеродом для улучшения его проводимости, а электролит-перхлорат лития растворен в пропиленкарбонате.

Номинальное напряжение на клеммах литиевого элемента составляет 3,0 в, что в два раза больше, чем у “щелочных” и других гальванических элементов. Он также имеет очень низкую скорость саморазряда, что дает ему очень длительный срок хранения. Внутреннее сопротивление также довольно низкое и остается таким в течение всего срока службы.

Литиевая батарея хорошо работает при низких температурах, даже ниже -60 °C, и передовые разработки используют их в спутниках связи, космических аппаратах, военных и медицинских приложениях. Медицинские приложения, требующие длительного срока службы критически важных устройств, таких как искусственные кардиостимуляторы и другие имплантируемые электронные медицинские устройства, используют специализированные литий-ионные батареи, которые могут работать в течение многих лет.

Литиевые гальванические элементы батарейки подходят для менее важных применений для работы с игрушками, часами и камерами. Хотя литиевые батареи стоят дороже, они обеспечивают более длительный срок службы, чем “щелочные” батареи, и сводят к минимуму их замену.

На практике, однако, напряжение на клеммах уменьшается по мере уменьшения заряда. Именно по этой причине, в отличие от вторичных батарей, первичные, как правило, не получают спецификации емкости ни в ампер-часах, ни в миллиампер-часах от большинства производителей вместо этого обычно задается только максимальный ток разряда.
Литиевые гальванические элементы обладают значительно большей плотностью энергии и емкостью, чем “щелочные” и другие первичные батареи; они обеспечивают более высокое (примерно в два раза) напряжение на клеммах по сравнению с другими первичными элементами, и напряжение на клеммах остается почти постоянным в течение всего срока службы.

Гальванический элемент в домашних условиях

Простой источник тока можно сделать и своими руками. Для этого нам потребуется следующий инвентарь:

  1. Пластиковый стакан.
  2. Электролит. В качестве него можно взять соленый раствор, газировку или лимонную кислоту, разведенную в воде.
  3. Пластинки двух разных металлов. К примеру алюминий и медь.
  4. Провода

Процесс изготовления

Берем пластиковый стаканчик и наливаем в него электролит. Не следует наполнять стакан до самых краев. Лучше на 1-2 сантиметра не долить. К металлическим пластинам прикрепите проводники. Далее установите на края нашей емкости пластины из меди и алюминия. Они должны располагаться параллельно друг к другу. Когда все готова можно замерить с помощью вольтметра напряжение.

Подключите прибор и прикоснитесь щупами к контактам нашего источника тока. Держите и не отрывайте их пока на дисплее не высветится напряжение. Обычно оно составляет 0.5-0.7 вольт. Такие цифры показываются в зависимости от электролита. Точнее используемого вещества в его качестве.

Таким образом изготавливается самодельный гальванический элемент.

Принцип действия

Как функционирует гальванический элемент, схема которого имеет вид Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu? Во время его работы, когда замкнута электрическая цепь, происходит процесс окисления металлического цинка.

На его поверхности соприкосновения с раствором соли наблюдается превращение атомов в катионы Zn2+. Процесс сопровождается выделением «свободных» электронов, которые передвигаются по внешней цепи.

Реакцию, протекающую на цинковом электроде, можно представить в следующем виде:

Zn = Zn2+ + 2e-

Восстановление катионов металла осуществляется на медном электроде. Отрицательные частицы, которые попадают сюда с цинкового электрода, объединяются с катионами меди, осаждая их в виде металла. Данный процесс имеет следующий вид:

Cu2+ + 2e- = Cu

Если сложить две реакции, рассмотренные выше, получается суммарное уравнение, описывающее работы цинково-медного гальванического элемента.

В качестве анода выступает цинковый электрод, катодом служит медь. Современные гальванические элементы и аккумуляторы предполагают применение одного раствора электролита, что расширяет сферы их применения, делает их эксплуатацию более комфортной и удобной.

Схема гальванического элемента

Устройство гальванического элемента

Самый простой энергетический накопитель состоит из:

  1. Стрежня из угля.
  2. Двух разнородных металлов.
  3. Электролита.
  4. Смола или пластик.
  5. Изолятора.

Как видно из этой схемы в составе строения гальванического элемента имеется отрицательный и положительный электрод. Они могут быть выполнены из меди, цинка и других металлов. Имеют название по типу медно цинковые. Иногда их называют сухие батарейки.

Обозначение гальванического элемента на схеме выполнено в виде двух вертикальных прямых приближенных друг к другу на небольшом расстоянии. Одна из которых будет меньше. По краям возле каждой такой линии имеются знаки, обозначающие полярность. У длинной линии ставят плюс, а у короткой минус. Рядом может располагаться вольтаж. Это означает что схема в которой используется батарейка работает только от этого напряжения.

Сухой гальванический элемент

Электрическая бритва Утро-1.

Сухой гальванический элемент является источником питания при пользовании бритвой без подключения к электрической сети. Для пуска и остановки бритвы имеется выключатель, расположенный на верхней части ее корпуса.

Производство сухих гальванических элементов, как следует из указанных схем, состоит из довольно большого количества операций, назначение которых сводится к изготовлению положительного и отрицательного электродов, электролита, бумажных и картонных изделий и к сборке элементов и батарей. Многие из этих операций у нас и за границей обычно выполняются на автоматах и полуавтоматах.

Устройство сухого гальванического элемента с марганцевой деполяризацией показано на рис. 1.18. В цинковом стакане, являющемся отрицательным электродом ( отрицательным полюсом) элемента, помещен электролит, представляющий собой раствор нашатыря, загущенного пшеничной или картофельной мукой. В центре стакана помещается положительный угольный электрод ( положительный полюс), окруженный деполяризатором ( агломерат), состоящим из смеси марганца и мелкотертого графита.

Устройство широко распространенного сухого гальванического элемента с марганцевой деполяризацией ( СМД) показано на рис. 1.18. В цинковом стакане, являющемся отрицательным электродом ( отрицательным полюсом) элемента, помещен электролит. Электролит представляет собой раствор нашатыря, загущенного пшеничной или картофельной мукой. Вокруг угольного электрода в марлевом мешочке находится агломерат, состоящий из смеси перекиси марганца и мелкотертого графита.

Как устроен сухой гальванический элемент.

На выходе моста целесообразно включить сухой гальванический элемент ( ФБС, Сатурн) или же малогабаритный аккумуляторный щелочной элемент. Ток подзаряда буферного элемента должен на 5 — 10 % превышать ток накала лампы. Нить накала лампы соединяется с элементом через ограничительное сопротивление. Сопротивление катодной нагрузки 200 — 500 ком соединяется с положительным концом нити.

В яшике собрана батарея из сухих гальванических элементов, соединенных последовательно в две самостоятельные секции с равным количеством элел ентон в каждой секции.

Нашатырь МН4С1 применяют для изготовления сухих гальванических элементов, при лужении и паянии. Применение нашатыря при паянии основано на способности его разлагаться на аммиак и хлористый водород, соприкасаясь с раскаленными окислами металлов.

Структура пиролюзита ( р — МпО2. октаэдры МпОв расположены так, что видно только две их грани. кружками обозначены атомы марганца, ядра атомов кислорода находятся на пересечении сплошных линий. прерывистой линией показана плоскость, в которой лежат атомы марганца.

Диоксид марганца входит в состав сухих гальванических элементов.

Батареи типов 3336Л и 3336У из сухих гальванических элементов ( ГОСТ 2583 — 70) стаканчиковой конструкции электрохимической системы цинк-двуокись марганца, предназначенные для карманных фонарей и другой аппаратуры в качестве источников электроэнергии.

Источником питания служат две батареи из сухих гальванических элементов напряжением 4 5 В каждая.

Имеются разные способы продолжения срока службы израсходованных сухих гальванических элементов и батарей. Иногда используется способ подзарядки элементов постоянным электрическим током. При этом, конечно, не происходит обратного процесса восстановления активной массы электродов, а используется следующее явление. В не полностью разряженном элементе активная масса израсходована не вся, а при прохождении через элемент электрического тока облегчается процесс химической реакции, которая была затруднена из-за появления побочных продуктов реакции. Гальванический элемент не выдерживает больше двух-трех таких циклов заряд — разряд. Активная масса его электродов при этом полностью расходуется и элемент выходит из строя.

Источником питания моста служит батарея из сухих гальванических элементов типа КБВ-Х-070 ( ГОСТ 2583 — 70) с номинальным напряжением 4 1 в. В корпусе моста предусмотрена камера для источника питания.

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector