מהו תא יבש: מבנה ועבודתו

תא יבש הוא הצורה הפשוטה ביותר של מקור ייצור חשמל. מספר תאים המשולבים בתאים יחד יוצרים סוללה. ה חומצה עופרת או ניקל-קדמיום סוֹלְלָה היא הגרסה המתקדמת של תא יבש. תא זה הומצא לראשונה על ידי המהנדס הצרפתי ז'ורז 'לקלנצ'ה בשנת 1866. המצאתו נקראה על שמו על ידי סוללת לקלאנש. אבל באותה תקופה זה היה כבד מאוד וניתן היה לשבור אותו בקלות. לתא יבש יש אותו עיקרון והוא הגרסה המתקדמת של סוללת לקלאנש ומגיע במתח ובגדלים שונים. הצורה המסחרית של תא האבץ-פחמן שהוא הצורה המתוקנת של סוללת לקלאנש הומצאה בשנת 1881 על ידי קרל גסנר ממיינץ. הוא מיוצר בכמויות גדולות ומשמש ביישומים רבים כמו צעצועים, מכשירי קשר, מחשבונים וכו '.

מהו תא יבש?

תא יבש הוא מכשיר המייצר חשמל על בסיס תגובות כימיות. כאשר שתי האלקטרודות של התא מחוברות דרך דרך סגורה, התא מכריח את האלקטרונים לזרום מקצה לקצה. זרימת האלקטרונים גורמת לזרם הזרם במעגל הסגור.

שכבות תאים יבשות

בעזרת תגובות כימיות האלקטרונים זורמים מקצה לקצה. כאשר שני תאים או יותר, המחוברים לקוטביות נכונה, יותר אלקטרונים מוזרמים בגלל פוטנציאל גבוה. שילוב זה נקרא סוללה. ממתח מינימלי של 1.5 וולט עד 100 וולט, ניתן להשתמש בסוללה להשגת טווח מתחים. אפילו את מתח DC המוצא של הסוללה ניתן לווסת לרמות שונות באמצעות ממירים אלקטרוניים חשמליים כמו מַסוֹק מעגלים.

מבנה התא

מבנה התא היבש-אבץ-פחמן מוצג באיור. הוא מורכב ממסוף האנודה כאבץ או בכלל מוט גרפיט. הפחמן יוצר את מסוף הקתודה. ניתן לראות כי בגרסאות ישנות יותר של תא יבש, האבץ שימש כקטודה וגרפיט שימש כמסוף אנודה. בחירת היסודות מבוססת ביסודה על תצורתה הכימית של מסלול היסוד החיצוני ביותר.

מבנה תאים יבשים

אם יש לו יותר אלקטרונים מספרים במסלול החיצוני ביותר, הוא יכול לשמש תורם, ולכן הוא יוצר את הקתודה. באופן דומה, אם במסלול החיצוני יש פחות אלקטרונים, הוא יכול לקבל בקלות ולכן הוא יוצר את האנודה. האלקטרוליט המונח בין לבין משמש כזרז לתגובות הכימיות. באופן כללי, אנו משתמשים בג'לי אמוניום כלורי כאלקטרוליט. באיור המוצג, האלקטרוליט המשמש הוא תערובת של אבץ וכלוריד. כמו כן, נתרן כלורי משמש גם כאלקטרוליט. סביב מוט האנודה מוקף תערובת של מנגן דו חמצני ופחמן.

כל התצורה ממוקמת בצינור מתכת. מנע מהתייבשות הג'לי באמצעות גובה בחלק העליון של התא. מכונת כביסה מפחמן מונחת בתחתית. מטרת מכונת הכביסה הזו היא למנוע ממוט אנודת האבץ לבוא במגע עם המיכל.

זה נקרא גם מרווח כפי שמוצג בתרשים. פח האבץ מוקף גם בבידוד נייר למטרות בידוד. עבור סוללות גדולות משתמשים גם בחומרי בידוד אחרים כגון נציץ וכו '. המסוף החיובי של האל נוצר בחלקו העליון. הטרמינל השלילי של התא נוצר בבסיס.

עבודה של תא יבש

תא יבש עובד ביסודו על תגובות כימיות. בשל התגובות המתרחשות בין האלקטרוליט לאלקטרודות, האלקטרונים זורמים מאלקטרודה אחת לאחרת. חומרים כמו חומצות מתמוססים במים ויוצרים חלקיקים מיוננים. החלקיק המיונן הוא משני סוגים. היונים החיוביים נקראים קטיונים והיונים השליליים נקראים אניונים. החומצות המומסות במים נקראות אלקטרוליטים.

בתרשים הנ'ל, כלוריד האבץ נוצר כאלקטרוליט. באופן דומה ג'לי אמוניום כלורי נוצר גם כאלקטרוליט. מוטות המתכת הטבולים באלקטרוליטים יוצרים אלקטרודות. בהתבסס על המאפיינים הכימיים של מוטות המתכת, יש לנו אלקטרודה חיובית כאנודה ואלקטרודה שלילית כקטודה.

האלקטרודות מושכות את היונים הטעונות הפוכות לצדן. לדוגמא, הקתודה מושכת את האניונים והאנודה מושכת את הקטיונים. בתהליך זה האלקטרונים זורמים מכיוון אחד לשני, ומכאן אנו מקבלים זרם של מטענים. זה נקרא נוֹכְחִי .

תגובה כימית

התגובות המתרחשות בתא מוצגות להלן. ראשית היא תגובת החמצון.

בכך, מקתדת האבץ מחומצנת ליוני אבץ טעונים חיוביים המשחררים שני יונים. אלקטרונים אלה נאספים על ידי האנודה. ואז מגיעה תגובת הצמצום.

תגובת ההפחתה באנודה מוצגת לעיל. תגובה זו מייצרת זרם חשמלי. הוא משחרר יוני תחמוצת עם תחמוצת מגנזיום. תגובה זו נוצרת כאשר מגנזיום משולב עם האלקטרוליט.

שתי התגובות האחרות מייצגות תגובת חומצה-בסיס ותגובת משקעים המתרחשת בתא היבש. בתגובת חומצה בסיס, NH משולב עם OH כדי לייצר NH3 יחד עם מים. התוצאות הן NH3 ובסיס מים.

ההבדל בין תא יבש לתא רטוב

ההבדל העיקרי בין התא היבש לתא הרטוב הוא צורת האלקטרוליט. כפי שנדון בעבר, בתא יבש, האלקטרוליט כמו אמוניום כלורי הוא יבש בטבעו. תאים יבשים כאלה נפוצים יותר ומשמשים צעצועים, מכשירי רדיו וכו '. אך בתא רטוב האלקטרוליט נמצא במצב נוזלי.

משתמשים באלקטרוליטים נוזליים כמו חומצה גופרתית, שהיא נוזל מאכל מסוכן. בשל אופיים של נוזלים כאלה, התא הרטוב הוא נפץ יותר וצריך לטפל בזהירות. היתרון הטוב ביותר של תאים רטובים כאלה הם שהם יכולים לטעון בקלות ולשמש ליישומים רבים. סוללות כאלה מוצאות שימוש נפוץ בתעופה, שירותים, אחסון אנרגיה ומגדלי טלפון סלולרי.

פונקציות של תאים יבשים

תאי התאים היבשים מתבססים על התגובות הכימיות בין האלקטרודה לאלקטרוליטים. כאשר האלקטרודות ממוקמות באלקטרוליטים, זה מושך את היונים הטעונים בניגוד לעצמם. זה גורם לזרימת המטענים, ומכאן שנוצר זרם.

יתרונות

ה יתרונות התא היבש כלול את הבאים.

• לתא היבש יש יתרונות רבים כמו
• זה קטן בגודל.
• זה יכול להגיע במגוון רמות מתח.
• זה שימושי ויש לו יישומים רבים.
• זהו המקור היחיד למתח DC.
• ניתן להשתמש בו יחד עם מעגלים אלקטרוניים חשמליים לוויסות מתח המתח
• זה נטען.

חסרונות

ה חסרונות התא היבש כלול את הבאים.

• יש לטפל בזה בזהירות
• זה נפץ
• סוללות בעלות דירוג גדול כבדות מאוד

יישומים

ה יישומים של התא היבש כלול את הבאים.

• צעצועים
• תְעוּפָה
• טלפון נייד
• רָדִיוֹ
• מַחשְׁבוֹן
• שעונים
• עזרי שמיעה

לפיכך ראינו את הפעולה, הסיווג והיישומים של תאים יבשים . נקודה מעניינת אחת שיש לציין היא שהסוללה פועלת רק כאשר האלקטרודות בקשר פיזי זו עם זו. חייב להתקיים מדיום מוליך בין שתי האלקטרודות. השאלה היא האם ניתן להשתמש במים כמדיום מוליך בין האלקטרודות של התא היבש? במקרה כזה, מה יקרה אם תא זה יטבול במים?