Zaloguj się
Wszystkie
1 lutego 2024
580
Zasada działania akumulatorów
Czym jest akumulator?
Akumulatory są magazynami energii elektrycznej. Po dodaniu energii elektrycznej do akumulatora jest ona przekształcana w energię chemiczną. Nazywa się to ładowaniem akumulatora. Po naładowaniu energia jest zachowana w związkach chemicznych zawartych w akumulatorze. Jeśli następnie do akumulatora zostanie podłączone obciążenie elektryczne, energia chemiczna zostanie ponownie przekształcona w energię elektryczną. Nazywa się to rozładowaniem akumulatora. Teoretycznie proces ładowania i rozładowywania można powtarzać w nieskończoność.
Pierwszy akumulator
Wynalezienie akumulatora przypisuje się francuskiemu fizykowi o nazwisku Planté. W 1860 roku przeprowadził on eksperyment, który ilustruje poniższy rysunek. Dwie ołowiane elektrody zostały zawieszone w szklanym pojemniku w kąpieli z rozcieńczonym kwasem siarkowym. Oczywiste jest, że taki układ nigdy nie może tworzyć pierwotnego ogniwa elektrochemicznego, ponieważ używane są dwie płytki z tego samego metalu, a potencjał elektryczny nigdy nie może powstać między nimi.
Co ustalił Planté
Można podłączyć dwie płytki ołowiane za pomocą amperomierza A i przełącznika S do ogniwa pierwotnego U lub do rezystora R. Jeśli ustawisz przełącznik S w pozycji A, zobaczysz, że prąd wypływa z ogniwa pierwotnego do ogniwa wtórnego. Po pewnym czasie prąd ten zmniejsza się, aż spadnie do zera. Jeśli następnie odłączysz ogniwo pierwotne od ogniwa wtórnego, a w jego miejsce podłączysz obciążenie w postaci rezystora, zmieniając ustawienie przełącznika z pozycji A na B, zauważysz, że prąd ponownie przepływa przez obwód, ale teraz w przeciwnym kierunku. Jeśli płynie prąd, musi również istnieć napięcie. Jest bardzo mało prawdopodobne, że napięcie to powstaje w rezystorze R lub w amperomierzu A.
Oczywistym wnioskiem jest to, że tylko zbiornik z płytkami ołowianymi i kwasem siarkowym musi być odpowiedzialny za powstanie napięcia w obwodzie. Zauważasz, że prąd po pewnym czasie staje się mniejszy, by w końcu opaść do zera.
Wnioski Plantégo
Planté był w stanie wyciągnąć następujące wnioski:
- Najwyraźniej pojemnik wypełniony rozcieńczonym kwasem siarkowym, w którym zawieszone są dwie ołowiane płytki, jest w stanie „przechowywać” energię elektryczną. Konstrukcja przypomina więc nieco butelkę lejdejską (kondensator), która również może to robić.
- Jednak energia elektryczna pozostaje zmagazynowana w pojemniku przez bardzo długi czas. To duża różnica w porównaniu z butelką lejdejską, z której zmagazynowana energia elektryczna znikała bardzo szybko.
- Zmagazynowana energia elektryczna przejawia się w postaci napięcia, które można zmierzyć między dwiema płytkami ołowianymi.
- Zmagazynowana energia elektryczna może być ponownie wykorzystana w dowolnym momencie poprzez podłączenie płytek ołowiowych do odbiornika.
- Proces ten można powtarzać wielokrotnie.
Wspaniały wynalazek z praktycznymi ograniczeniami
W zasadzie Planté dokonał wspaniałego wynalazku. Niestety, w tamtym czasie niewiele można było z nim zrobić. W końcu nie ma sensu magazynować energię elektryczną generowaną przez pierwotne ogniwo elektrochemiczne w ten uciążliwy sposób. Jeśli energia elektryczna była gdzieś potrzebna, znacznie łatwiej było wykonać od razu ogniwo pierwotne, takie jak stos Volty. Ładowanie akumulatora za pomocą ogniw elektrochemicznych to konwersja energii, która jest bardzo mało użyteczna. Dopiero gdy znacznie później wynalazcy tacy jak Siemens i Gramme wynaleźli dynamo, odkrycie Plantégo zyskało naprawdę istotne praktyczne zastosowanie.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
