गॅल्व्हनिक घटक. गॅल्व्हॅनिक पेशी हे प्राथमिक रासायनिक वर्तमान स्त्रोत (CPS) आहेत, जे वापरतात अपरिवर्तनीय प्रक्रियारासायनिक ऊर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर. ते लहान आणि पोर्टेबल रेडिओ उपकरणांसाठी डीसी पॉवर सप्लाय म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
समांतर जोडलेले असतानापेशी, बॅटरीची क्षमता त्यात समाविष्ट असलेल्या पेशींच्या क्षमतेच्या बेरजेइतकी असते आणि सीरियल कनेक्शन मध्ये- त्यात समाविष्ट केलेल्या घटकाची सर्वात लहान क्षमता.
क्षमता घटक a हे डिस्चार्ज दरम्यान घटकाद्वारे दिलेली वीज आहे आणि अँपिअर-तासांमध्ये निर्धारित केली जाते.
मॅंगनीज-जस्त घटक आणि पारा-जस्त घटक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
बॅटरीज. गॅल्व्हॅनिक पेशींप्रमाणे बॅटरी ही रासायनिक ऊर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये थेट रूपांतर करणारी उपकरणे आहेत. गॅल्व्हॅनिक पेशींच्या विपरीत, बॅटरी रिसीव्हर्सना विद्युत उर्जेच्या बाह्य स्त्रोतापासून चार्ज करून विद्युत उर्जा वितरीत करून त्यांचे कार्यप्रदर्शन पुनर्संचयित करण्यास सक्षम असतात. म्हणून, बॅटरीला पुनरावृत्ती होणारे यंत्र असे म्हणतात, जे काही काळ विद्युत ऊर्जा जमा करण्यास आणि संचयित करण्यास सक्षम असते. हा दुय्यम रासायनिक वर्तमान स्त्रोत आहे. त्यातील रासायनिक ऊर्जेचा साठा बाह्य स्रोताकडून चार्ज होत असताना तयार होतो. बॅटरीच्या चार्जिंग दरम्यान, त्याची रचना बनवणारी सामग्री अशा स्थितीत रूपांतरित केली जाते ज्यामध्ये ते विद्युत उर्जेच्या प्रकाशनासह एकमेकांशी रासायनिक अभिक्रियामध्ये प्रवेश करू शकतात. अशाप्रकारे, बॅटरी चार्ज झाल्यावर विद्युत ऊर्जा साठवतात आणि डिस्चार्ज झाल्यावर ती वापरतात.
बॅटरी खालील मुख्य पॅरामीटर्सद्वारे दर्शविले जातात.
बॅटरी E चे EMF,जे प्लेट्सच्या सक्रिय वस्तुमानाच्या रचनेवर, इलेक्ट्रोलाइटचे तापमान आणि एकाग्रता (घनता) वर अवलंबून असते. बॅटरी EMF मोठ्या इनपुट प्रतिरोधासह (1000 ohm / V पेक्षा जास्त) व्होल्टमीटरने मोजली जाते. चार्ज केलेल्या आणि अंशतः डिस्चार्ज केलेल्या बॅटरीचा EMF समान असू शकतो, EMF च्या मूल्याद्वारे बॅटरीच्या डिस्चार्जची डिग्री ठरवणे अशक्य आहे.
बॅटरी व्होल्टेजलोड चालू असलेल्या सकारात्मक आणि नकारात्मक प्लेट्समधील संभाव्य फरक आहे. U Z \u003d E + I Z r 0 चार्ज करताना आणि U P \u003d E - I R r 0 डिस्चार्ज करताना व्होल्टेज,
जेथे I Z, I R - चार्जचे प्रवाह, A मध्ये डिस्चार्ज; r 0 हा बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार आहे, ओहम (हे इलेक्ट्रोडच्या डिझाइनद्वारे, इलेक्ट्रोलाइटची घनता, बॅटरीच्या डिस्चार्जची डिग्री आणि सभोवतालचे तापमान यावर अवलंबून असते).
बॅटरीची रेट केलेली क्षमता ही Ah मधील विजेचे प्रमाण आहे जी ती दहा-तास डिस्चार्ज मोड, स्थिर करंट आणि +25 डिग्री सेल्सिअस इलेक्ट्रोलाइट तापमानासह देऊ शकते. 10-तास डिस्चार्ज मोडचे वर्तमान मूल्य आहे नाममात्र क्षमतेच्या समान (C 10) भागिले 10.
बॅटरी सक्षम स्व-स्त्राव, म्हणजे लोड सर्किट उघडे असताना त्याची क्षमता कमी करा. स्वयं-डिस्चार्जची तीव्रता सभोवतालचे तापमान, इलेक्ट्रोलाइट रचना आणि इलेक्ट्रोड सामग्रीवर अवलंबून असते.
इलेक्ट्रोलाइटच्या रचनेनुसार, बॅटरी अम्लीय आणि अल्कधर्मी असतात.
ऍसिड बॅटरी. केसमध्ये (इबोनाइट किंवा प्लास्टिकचे बनलेले), ब्लॉक्समध्ये बसवलेले सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड ठेवलेले असतात. पॉझिटिव्ह प्लेटचे सक्रिय वस्तुमान हे लीड डायऑक्साइड (PbO 2) आहे आणि नकारात्मक आहे शिसे (Pb). इलेक्ट्रोलाइट हे सल्फ्यूरिक ऍसिडचे जलीय द्रावण आहे. ऍसिड बॅटरीचे नाममात्र व्होल्टेज 2.0 V आहे. चार्जिंग करताना, व्होल्टेज 2.6 - 2.8 V वर आणले जाते. डिस्चार्जच्या सुरूवातीस, व्होल्टेज त्वरीत 2.2 V पर्यंत खाली येते. हे लक्षात ठेवले पाहिजे की डिस्चार्ज करणे अशक्य आहे. ऍसिड बॅटरी 1.8 V पेक्षा कमी, कारण या प्रकरणात नकारात्मक प्लेट्सवर क्वचितच विरघळणारे पांढरे कोटिंग तयार होते (बॅटरी सल्फेशन होते). सल्फेशनपासून बॅटरीचे संरक्षण करण्यासाठी, उर्वरित क्षमतेकडे दुर्लक्ष करून, दर 30 दिवसांनी बॅटरी चार्ज करण्याची शिफारस केली जाते.
ऍसिड बॅटरीचे तोटे: काळजीची जटिलता आणि कमी ताकद, शॉर्ट सर्किट्स आणि ओव्हरलोड्सची वाढलेली संवेदनशीलता, त्यांना आरईयूमध्ये ठेवता येत नाही (बाष्पीभवन खराब करते भाग).
उद्योग 36 ते 5328 Ah पर्यंत नाममात्र क्षमतेसह SK प्रकारच्या ऍसिड बॅटरी तयार करतो, उदाहरणार्थ, SK-148 (जर हा क्रमांक 148 36 ने गुणाकार केला तर नाममात्र क्षमता 5328 Ah असेल).
अल्कधर्मी बॅटरी. त्यांची देखभाल करणे सोपे आहे, ते जलद चार्ज केले जाऊ शकतात (अॅसिडसाठी 10 - 12 तासांऐवजी 4 - 7 तास), त्यांना इजा न करता REU मध्ये ठेवता येते. निकेल-कॅडमियम (NC), निकेल-लोह (NJ) आणि चांदी-जस्त (SC) या सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणार्या अल्कधर्मी बॅटरी आहेत. कॉस्टिक पोटॅशियमचे जलीय द्रावण इलेक्ट्रोलाइट म्हणून वापरले जाते.
अल्कधर्मी बॅटरीसाठी, EMF 1.5 V आहे (डिस्चार्ज केलेल्या बॅटरीमध्ये, E \u003d 1.3 V). चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग दरम्यान अल्कधर्मी बॅटरीमधील इलेक्ट्रोलाइटची सरासरी घनता अंदाजे स्थिर असते. म्हणून, त्यांचे राज्य प्रामुख्याने ईएमएफच्या मूल्याद्वारे दर्शविले जाते.
इलेक्ट्रोलाइटशिवाय कारखान्याद्वारे अल्कधर्मी बॅटरी तयार केल्या जातात. इलेक्ट्रोलाइट तयार करताना, विशेष काळजी घेणे आवश्यक आहे, कारण जेव्हा कॉस्टिक पोटॅशियम पाण्यात मिसळले जाते तेव्हा मोठ्या प्रमाणात उष्णता सोडली जाते. घन अल्कली लहान तुकड्यांमध्ये मोडली जाते, ती सामग्रीने झाकली जाते जेणेकरून तुकडे डोळे आणि त्वचेत जाऊ नयेत. काचेच्या किंवा स्टीलच्या रॉडने द्रावण सतत ढवळत राहून अल्कली पाण्यात बुडवून त्याचे तुकडे केले जातात.
गॅल्व्हॅनिक पेशींच्या उदयासाठी पूर्व-आवश्यकता. थोडासा इतिहास. 1786 मध्ये, इटालियन औषधाचे प्राध्यापक, फिजियोलॉजिस्ट लुइगी अलोइसियो गॅल्वानी यांनी एक मनोरंजक घटना शोधून काढली: तांब्याच्या आकड्यांवर लटकलेल्या तांब्याच्या आकड्यांवर लटकलेल्या बेडकाच्या मागच्या पायांचे स्नायू जेव्हा शास्त्रज्ञाने त्यांना स्टीलच्या स्केलपेलने स्पर्श केला तेव्हा संकुचित झाले. गॅलवानी यांनी लगेच निष्कर्ष काढला की हे "प्राणी वीज" चे प्रकटीकरण आहे.
गॅल्व्हानीच्या मृत्यूनंतर, त्याचे समकालीन अॅलेसॅन्ड्रो व्होल्टा, रसायनशास्त्रज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञ असल्याने, जेव्हा वेगवेगळ्या धातूंच्या संपर्कात येतात तेव्हा विद्युत प्रवाह निर्मितीसाठी अधिक वास्तववादी यंत्रणेचे वर्णन आणि सार्वजनिकपणे प्रदर्शन करतील.
व्होल्टा, प्रयोगांच्या मालिकेनंतर, निर्विवाद निष्कर्षापर्यंत पोहोचेल की द्रवपदार्थात ठेवलेल्या वेगवेगळ्या धातूंनी बनवलेल्या दोन कंडक्टरच्या उपस्थितीमुळे सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह दिसतो आणि हे "प्राणी वीज" नाही. गलवणी यांनी विचार केला. बेडकाचे पाय मुरडणे हा विद्युतप्रवाहाच्या क्रियेचा परिणाम होता जो वेगवेगळ्या धातूंच्या संपर्कात आल्यावर होतो (तांब्याचे हुक आणि स्टीलचे स्केलपेल).
व्होल्टा तीच घटना दर्शवेल जी गॅल्वानीने मृत बेडकावर दाखवली होती, परंतु पूर्णपणे निर्जीव घरगुती इलेक्ट्रोमीटरवर, आणि 1800 मध्ये विद्युत प्रवाहाच्या घटनेचे अचूक स्पष्टीकरण देईल: “द्वितीय श्रेणीचा एक कंडक्टर (द्रव) आहे. मध्यम आणि दोन भिन्न धातूंमधून प्रथम श्रेणीच्या दोन कंडक्टरच्या संपर्कात आहे ... परिणामी, एका दिशेने किंवा दुसर्या दिशेने विद्युत प्रवाह उद्भवतो.
पहिल्या प्रयोगांपैकी एका प्रयोगात, व्होल्टाने जस्त आणि तांब्याच्या दोन प्लेट्स ऍसिडच्या भांड्यात खाली केल्या आणि त्यांना वायरने जोडले. त्यानंतर, जस्त प्लेट विरघळू लागली आणि तांबे स्टीलवर गॅसचे फुगे दिसू लागले. व्होल्टाने सुचवले आणि तारेमधून विद्युत प्रवाह वाहतो हे सिद्ध केले.
अशा प्रकारे "व्होल्टा घटक" चा शोध लावला गेला - पहिला गॅल्व्हनिक सेल. सोयीसाठी, व्होल्टाने त्यास एका उभ्या सिलेंडरचे (स्तंभ) स्वरूप दिले, ज्यामध्ये जस्त, तांबे आणि कापड यांच्या परस्पर जोडलेल्या रिंगांचा समावेश आहे, आम्लाने गर्भित केले आहे. अर्धा मीटर उंच व्होल्टेइक स्तंभाने एक व्होल्टेज तयार केला जो मानवांसाठी संवेदनशील होता.
संशोधनाची सुरुवात लुइगी गॅल्वानी यांनी केली असल्याने, या नावानेही त्यांची स्मृती कायम ठेवली.
गॅल्व्हॅनिक सेलइलेक्ट्रोलाइटमधील दोन धातू आणि/किंवा त्यांच्या ऑक्साईडच्या परस्परसंवादावर आधारित विद्युत प्रवाहाचा रासायनिक स्त्रोत आहे, ज्यामुळे बंद सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह दिसून येतो. अशा प्रकारे, गॅल्व्हनिक पेशींमध्ये, रासायनिक उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर होते.
गॅल्व्हॅनिक पेशी आज
गॅल्व्हनिक पेशींना आज बॅटरी म्हणतात. तीन प्रकारच्या बॅटरी व्यापक आहेत: खारट (कोरड्या), अल्कधर्मी (त्यांना अल्कलाइन देखील म्हणतात, इंग्रजीमध्ये "अल्कलाइन" - "अल्कलाइन") आणि लिथियम. त्यांच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत अजूनही समान आहे, 1800 मध्ये व्होल्टाने वर्णन केले आहे: दोन धातू आणि बाह्य बंद सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह उद्भवतो.
बॅटरी व्होल्टेज वापरलेले धातू आणि "बॅटरी" मधील पेशींच्या संख्येवर अवलंबून असते. बॅटरीजच्या विपरीत, बॅटरी त्यांचे गुणधर्म पुनर्संचयित करण्यास सक्षम नाहीत, कारण ते थेट रासायनिक उर्जेचे रूपांतर करतात, म्हणजेच, बॅटरी बनविणार्‍या अभिकर्मकांची उर्जा (रिडक्टंट आणि ऑक्सिडायझर) विद्युत उर्जेमध्ये बदलतात.
बॅटरीमध्ये समाविष्ट केलेले अभिकर्मक त्याच्या ऑपरेशन दरम्यान वापरले जातात, तर विद्युत् प्रवाह हळूहळू कमी होतो, म्हणून अभिकर्मकांनी पूर्णपणे प्रतिक्रिया दिल्यानंतर स्त्रोत संपतो.
विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, रेडिओ उपकरणे, खेळणी आणि लिथियम बॅटर्‍या, ग्लुकोमीटर सारख्या पोर्टेबल वैद्यकीय उपकरणांमध्ये किंवा कॅमेर्‍यासारख्या डिजिटल तंत्रज्ञानामध्ये क्षारीय आणि मीठ पेशी (बॅटरी) मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात.
मॅंगनीज-जस्त पेशी, ज्याला मीठ बॅटरी म्हणतात, "कोरड्या" गॅल्व्हॅनिक पेशी आहेत, ज्यामध्ये कोणतेही द्रव इलेक्ट्रोलाइट द्रावण नसते.
झिंक इलेक्ट्रोड (+) हे बीकरच्या आकाराचे कॅथोड आहे आणि एनोड हे मॅंगनीज डायऑक्साइड आणि ग्रेफाइटचे चूर्ण केलेले मिश्रण आहे. ग्रेफाइट रॉडमधून प्रवाह वाहतो. वापरलेले इलेक्ट्रोलाइट हे अमोनियम क्लोराईडच्या द्रावणाची पेस्ट असते आणि त्यात स्टार्च किंवा मैदा घालून घट्ट होण्यासाठी जेणेकरुन काहीही वाहू नये.
सामान्यत:, बॅटरी उत्पादक मीठ पेशींची अचूक रचना दर्शवत नाहीत, तथापि, सलाईन बॅटरी सर्वात स्वस्त असतात, त्या सहसा अशा उपकरणांमध्ये वापरल्या जातात जेथे वीज वापर अत्यंत कमी असतो: घड्याळे, रिमोट कंट्रोलमध्ये रिमोट कंट्रोल, इलेक्ट्रॉनिक थर्मामीटरमध्ये, इ.
"नाममात्र क्षमता" ची संकल्पना क्वचितच मॅंगनीज-जस्त बॅटरीचे वैशिष्ट्य करण्यासाठी वापरली जाते, कारण त्यांची क्षमता मोड आणि ऑपरेटिंग परिस्थितींवर अवलंबून असते. या घटकांचे मुख्य तोटे म्हणजे संपूर्ण डिस्चार्जमध्ये व्होल्टेज कमी होण्याचा लक्षणीय दर आणि डिस्चार्ज करंटच्या वाढीसह आउटपुट क्षमतेत लक्षणीय घट. अंतिम डिस्चार्ज व्होल्टेज 0.7-1.0 V च्या श्रेणीतील लोडवर अवलंबून सेट केले जाते.
केवळ डिस्चार्ज करंटची परिमाणच नाही तर लोडचे वेळापत्रक देखील महत्त्वाचे आहे. उच्च आणि मध्यम प्रवाहांसह अधूनमधून डिस्चार्जसह, बॅटरीची कार्यक्षमता सतत ऑपरेशनच्या तुलनेत लक्षणीय वाढते. तथापि, कमी डिस्चार्ज करंट्स आणि ऑपरेशनमध्ये अनेक महिन्यांच्या व्यत्ययावर, सेल्फ-डिस्चार्जच्या परिणामी त्यांची क्षमता कमी होऊ शकते.
वरील आलेख अल्कधर्मी बॅटरीच्या तुलनेत सरासरी सॉल्ट बॅटरीसाठी 4, 10, 20 आणि 40 तासांनी डिस्चार्ज वक्र दर्शवितो, ज्याची नंतर चर्चा केली जाईल.
क्षारीय बॅटरी ही मॅंगनीज-झिंक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल आहे जी कॅथोड म्हणून मॅंगनीज डायऑक्साइड, एनोड म्हणून चूर्ण जस्त आणि अल्कली द्रावण, सामान्यतः पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड पेस्टच्या स्वरूपात, इलेक्ट्रोलाइट म्हणून वापरते.
या बॅटरीचे अनेक फायदे आहेत (विशेषतः, लक्षणीय मोठी क्षमता, कमी तापमानात आणि उच्च लोड करंटमध्ये चांगली कामगिरी).
खारट बॅटरीच्या तुलनेत अल्कधर्मी बॅटरी दीर्घकाळ अधिक विद्युत प्रवाह देऊ शकतात. उच्च प्रवाह शक्य होते, कारण जस्त येथे काचेच्या स्वरूपात नाही तर पावडरच्या स्वरूपात वापरला जातो, ज्याचा इलेक्ट्रोलाइटशी संपर्काचा मोठा भाग असतो. पोटॅशियम हायड्रॉक्साइडचा वापर पेस्टच्या स्वरूपात इलेक्ट्रोलाइट म्हणून केला जातो.
या प्रकारच्या गॅल्व्हॅनिक पेशींच्या क्षमतेमुळे बराच काळ लक्षणीय विद्युत प्रवाह (1 ए पर्यंत) वितरीत केला जातो की सध्या अल्कधर्मी बॅटरी सर्वात सामान्य आहेत.
इलेक्ट्रिक खेळण्यांमध्ये, पोर्टेबल वैद्यकीय उपकरणांमध्ये, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये, कॅमेऱ्यांमध्ये - अल्कधर्मी बॅटरी सर्वत्र वापरल्या जातात. जर डिस्चार्ज कमी प्रवाह असेल तर ते मीठापेक्षा 1.5 पट जास्त वेळ देतात. 4, 10, 20 आणि 40 तासांसाठी मीठ बॅटरी (वर आलेख दिलेला आहे) शी तुलना करण्यासाठी आलेख विविध प्रवाहांवरील डिस्चार्ज वक्र दर्शवितो.
लिथियम बॅटरी
गॅल्व्हॅनिक पेशींचा आणखी एक सामान्य प्रकार म्हणजे लिथियम बॅटरी - एकल नॉन-रिचार्ज करण्यायोग्य गॅल्व्हॅनिक पेशी ज्यामध्ये लिथियम किंवा त्याची संयुगे एनोड म्हणून वापरली जातात. अल्कली धातूच्या वापरामुळे, त्यांच्यात उच्च संभाव्य फरक आहे.
लिथियम सेलचे कॅथोड आणि इलेक्ट्रोलाइट खूप भिन्न असू शकतात, म्हणून "लिथियम सेल" हा शब्द समान एनोड सामग्रीसह पेशींचा समूह एकत्र करतो. उदाहरणार्थ, मॅंगनीज डायऑक्साइड, कार्बन मोनोफ्लोराइड, पायराइट, थायोनिल क्लोराईड इत्यादींचा कॅथोड म्हणून वापर केला जाऊ शकतो.
लिथियम बॅटरी त्यांच्या दीर्घ आयुष्य आणि उच्च किमतीत इतर बॅटरींपेक्षा वेगळ्या असतात. निवडलेल्या आकारावर आणि वापरलेल्या रासायनिक पदार्थांवर अवलंबून, लिथियम बॅटरी 1.5 V (अल्कलाईन बॅटरीशी सुसंगत) ते 3.7 V पर्यंत व्होल्टेज निर्माण करू शकते.
या बॅटऱ्यांची क्षमता प्रति युनिट वजन आणि दीर्घ शेल्फ लाइफ आहे. लिथियम पेशीआधुनिक पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते: संगणकाच्या मदरबोर्डवरील घड्याळे चालू करण्यासाठी, पोर्टेबल वैद्यकीय उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी, मनगटाचे घड्याळ, कॅल्क्युलेटर, फोटोग्राफिक उपकरणे इ.
वरील आलेख दोन लोकप्रिय उत्पादकांकडून दोन लिथियम बॅटरीसाठी डिस्चार्ज वक्र दर्शवितो. प्रारंभिक प्रवाह 120 mA (सुमारे 24 ohms च्या रेझिस्टरसाठी) होता.
गहाळ असल्यास विद्युत नेटवर्क, नंतर गॅल्व्हॅनिक पेशी आणि बॅटरी, अन्यथा रासायनिक विद्युत स्रोत म्हणतात, विद्युत उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी वापरल्या जातात. प्रथम सर्वात सोप्या घटकाच्या उदाहरणावर त्यांच्या कार्याच्या तत्त्वाचा विचार करूया - व्होल्ट घटक (चित्र 1). यात तांबे (Cu) आणि झिंक (Zn) प्लेट्स सल्फ्यूरिक ऍसिड (H2SO4) च्या द्रावणात बुडवल्या जातात. जस्त आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये होणाऱ्या रासायनिक अभिक्रियेमुळे, जस्तवर जास्त प्रमाणात इलेक्ट्रॉन तयार होतात. झिंक ऋण चार्ज आहे आणि ऋण ध्रुव आहे. द्रावण आणि त्यात बुडवलेला तांब्याचा ताट सकारात्मक चार्ज होतो. परिणामी, एक ईएमएफ उत्तेजित होतो, अंदाजे एक व्होल्टच्या बरोबरीचा, जो सर्किट बंद होईपर्यंत सर्व वेळ राखला जातो.
जर सर्किट बंद असेल, तर एक विद्युतप्रवाह वाहेल आणि हायड्रोजन घटकाच्या आत तीव्रतेने सोडला जाईल, प्लेट्सच्या पृष्ठभागावर बुडबुड्यांच्या थराने झाकून जाईल. हा थर सेलच्या ध्रुवांवर व्होल्टेज कमी करतो. या घटनेला ध्रुवीकरण म्हणतात. प्रवाह जितका जास्त असेल तितके ध्रुवीकरण मजबूत होईल आणि सेल व्होल्टेज जितक्या वेगाने कमी होईल.
आकृती क्रं 1. सर्वात सोपा गॅल्व्हनिक सेल व्होल्टा.
ध्रुवीकरण दूर करण्यासाठी, हायड्रोजन शोषण्यास सक्षम असलेले पदार्थ आणि डिपोलारायझर्स नावाचे घटक घटकामध्ये आणले जातात. ध्रुवांमधील व्होल्टेज स्थिर राहण्यासाठी, डिपोलारायझरने सेलच्या ऑपरेशन दरम्यान तयार होणारे हायड्रोजन त्वरीत शोषले पाहिजे. हायड्रोजन शोषून घेणारा, डिपोलायझर हळूहळू निरुपयोगी होतो. परंतु सामान्यतः इलेक्ट्रोलाइट याआधी खराब होतो आणि इलेक्ट्रोलाइटच्या क्रियेखाली झिंक खराब होतो. सर्वसाधारणपणे, जस्त, इलेक्ट्रोलाइट आणि डिपोलारायझरच्या वापरामुळे सेलमध्ये विद्युत ऊर्जा प्राप्त होते; म्हणून, प्रत्येक घटकामध्ये विशिष्ट प्रमाणात ऊर्जा असते आणि ती केवळ मर्यादित काळासाठी कार्य करू शकते.
गॅल्व्हनिक पेशींचे कार्य सिद्धांत वापरून स्पष्ट केले आहे इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण, ज्यानुसार पाण्यात विरघळलेल्या पदार्थाचे रेणू आयनमध्ये विघटित (पृथक) होतात. ही घटना सर्व इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, जे ऍसिड, अल्कली आणि क्षारांचे समाधान आहेत. व्होल्टा घटकामध्ये, जलीय द्रावणातील सल्फ्यूरिक ऍसिड रेणू (H2SO4) अम्ल अवशेषांच्या नकारात्मक आयनमध्ये (SO4) आणि सकारात्मक हायड्रोजन आयन (H2) मध्ये विघटित होतो, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. 2.
जस्त आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडमधील रासायनिक अभिक्रिया म्हणजे सकारात्मक जस्त आयन द्रावणात जातात, इलेक्ट्रोलाइटच्या नकारात्मक आयनांकडे आकर्षित होतात. या प्रकरणात, जस्त इलेक्ट्रोड स्वतःच नकारात्मक चार्ज होतो. ते आणि इलेक्ट्रोलाइटमध्ये संभाव्य फरक उद्भवतो आणि परिणामी, एक विद्युत क्षेत्र, जे सकारात्मक जस्त आयनांचे द्रावणात पुढील संक्रमण प्रतिबंधित करते. म्हणून, जस्त आणि द्रावण यांच्यातील विशिष्ट संभाव्य फरकाने काही समतोल निर्माण केला जातो. इतर धातू आणि उपायांसाठी, संभाव्य फरकाचे मूल्य भिन्न असेल.
उद्भवलेल्या संभाव्य फरकाचा वापर करण्यासाठी, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये दुसर्या धातूचा बनलेला दुसरा इलेक्ट्रोड ठेवला जातो. जर दुसरा इलेक्ट्रोड झिंक असेल, तर तो आणि पहिल्या इलेक्ट्रोडच्या सोल्यूशन्समध्ये समान संभाव्य फरक प्राप्त होईल, परंतु तो त्या दिशेने कार्य करेल आणि परिणामी इलेक्ट्रोडमधील संभाव्य फरक शून्य असेल. पेशींसाठी, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामान्यतः जस्त असतो आणि सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामान्यतः तांबे किंवा कार्बन असतो.
जर तुम्ही घटकाचे इलेक्ट्रोड्स कंडक्टरशी जोडले, म्हणजे एक बंद सर्किट तयार करा, तर संभाव्य फरकाच्या कृती अंतर्गत, इलेक्ट्रॉन्स बाह्य सर्किटच्या बाजूने झिंकमधून हलतील. ते जस्त इलेक्ट्रोड सोडत असल्याने, त्याची नकारात्मक क्षमता कमी होऊ लागते आणि ते आणि द्रावण यांच्यातील विद्युत क्षेत्र कमकुवत होते. परंतु नंतर नवीन सकारात्मक जस्त आयन द्रावणात जातात. हे झिंक इलेक्ट्रोडची विशिष्ट नकारात्मक क्षमता राखते.
अंजीर.2. व्होल्टा घटकाच्या इलेक्ट्रोलाइटमधील आयन.
सेलच्या ऑपरेशन दरम्यान, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये झिंक सतत विरघळते, जे हळूहळू झिंक सल्फेट (ZnSO4) च्या द्रावणात बदलते. पॉझिटिव्ह झिंक आयन, सर्व वेळ इलेक्ट्रोलाइटमध्ये जातात, आम्ल अवशेषांचे नकारात्मक आयन आकर्षित करतात. इलेक्ट्रोलाइटमधील हे आयन तांब्याच्या प्लेटपासून झिंक प्लेटच्या दिशेने फिरतात. परंतु पॉझिटिव्ह हायड्रोजन आयन पॉझिटिव्ह झिंक आयनद्वारे मागे टाकले जातात आणि विरुद्ध दिशेने, म्हणजे जस्तपासून तांबेकडे जातात. अशा प्रकारे, जर बाह्य सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाह ही इलेक्ट्रॉनची हालचाल असेल (नेहमीप्रमाणेच धातूच्या कंडक्टरमध्ये), तर इलेक्ट्रोलाइटमध्ये विद्युत् प्रवाह विरुद्ध दिशेने सकारात्मक आणि नकारात्मक आयनांची हालचाल असते. हायड्रोजन आयन तांब्याच्या प्लेटजवळ जातात आणि त्यातून इलेक्ट्रॉन घेतात, तटस्थ अणूंमध्ये बदलतात. परिणामी, बाह्य सर्किटमधून इलेक्ट्रॉन येतात हे असूनही, तांब्याच्या प्लेटवर एक विशिष्ट सकारात्मक क्षमता राखली जाते. तथापि, तांबे प्लेट हळूहळू हायड्रोजनच्या थराने झाकले जाते. हा थर आणि इलेक्ट्रोलाइटमध्ये संभाव्य फरक उद्भवतो, जो इलेक्ट्रोडमधील विद्यमान मुख्य संभाव्य फरकाकडे कार्य करतो. अशा विद्युतरोधी शक्तीच्या घटनेला घटकाचे ध्रुवीकरण म्हणतात. ध्रुवीकरणामुळे, परिणामी संभाव्य फरक कमी होतो आणि घटकाची कार्यक्षमता बिघडते.
गॅल्व्हॅनिक पेशी वेगवेगळ्या पॅरामीटर्सद्वारे दर्शविले जातात आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती, अंतर्गत प्रतिकार, जास्तीत जास्त स्वीकार्य डिस्चार्ज वर्तमान आणि क्षमता.
इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स घटकाच्या प्रकारानुसार, म्हणजे, त्याच्या इलेक्ट्रोड्सची सामग्री, इलेक्ट्रोलाइटचा पदार्थ आणि डिपोलायझरद्वारे निर्धारित केले जाते. हे घटकाचा आकार (त्याच्या इलेक्ट्रोडचा आकार), इलेक्ट्रोलाइटचे प्रमाण आणि डिपोलायझरचे प्रमाण यापासून पूर्णपणे स्वतंत्र आहे.
घटकाचा अंतर्गत प्रतिकार केवळ त्याच्या प्रकारावर अवलंबून नाही, तर त्याच्या परिमाणांवर, तसेच घटक किती काळ कार्यरत आहे यावर देखील अवलंबून असतो. घटक जितका मोठा असेल तितका त्याचा अंतर्गत प्रतिकार कमी असेल. घटक कार्य करत असताना, अंतर्गत प्रतिकार वाढतो. हे विशेषतः कमी झालेल्या घटकांमध्ये तीव्रतेने वाढते. घटकांचा त्यांच्या कार्याच्या सुरूवातीला अंतर्गत प्रतिकार सामान्यतः काही ओम ते ओहमच्या दहाव्या भागापर्यंत असतो. जेव्हा एखादा घटक बंद सर्किटशी जोडलेला असतो, तेव्हा त्याच्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज नेहमी EMF पेक्षा काहीसे कमी असते आणि वाढत्या करंटसह कमी होते, कारण घटकाच्या अंतर्गत प्रतिरोधकतेमध्ये EMF चा काही भाग गमावला जातो. कधीकधी घटकांसाठी घटक (प्रारंभिक व्होल्टेज) च्या ऑपरेशनच्या सुरूवातीस जास्तीत जास्त डिस्चार्ज करंटवर व्होल्टेज दर्शवते.
प्रत्येक घटक एका विशिष्ट मूल्यापर्यंत प्रवाहासह सोडला जाऊ शकतो. जास्त प्रवाहामुळे प्रवेगक ध्रुवीकरण होईल आणि व्होल्टेज पटकन अस्वीकार्यपणे कमी होईल. एक समान घटना, परंतु त्याहूनही अधिक प्रमाणात, जेव्हा घटक शॉर्ट-सर्किट होतो तेव्हा उद्भवते. बर्याच पेशींसाठी, जास्तीत जास्त स्वीकार्य डिस्चार्ज करंट हा अँपिअरचा अंश असतो. घटक जितका मोठा असेल तितका हा प्रवाह जास्त असेल. जास्त प्रवाहामुळे घटक जलद कमी होतो.
घटकाची कॅपॅसिटन्स म्हणजे जास्तीत जास्त परवानगी असलेल्या विद्युत् प्रवाहाद्वारे डिस्चार्ज केल्यावर ती देऊ शकणारी वीज असते. सामान्यतः, पेशींची क्षमता अँपिअर-तास (ah) मध्ये मोजली जाते, म्हणजे, अॅम्पीयरमध्ये डिस्चार्ज करंटचे उत्पादन आणि सेल किती तास कार्यरत आहे. जर एखाद्या घटकाचा व्होल्टेज त्याच्या मूळ मूल्याच्या तुलनेत सुमारे 50% कमी झाला असेल तर तो डिस्चार्ज मानला जातो.
amps मधील डिस्चार्ज करंटद्वारे amp-तासांमध्ये क्षमता विभाजित करून बॅटरीचे आयुष्य निश्चित केले जाऊ शकते. या प्रकरणात, वर्तमान जास्तीत जास्त स्वीकार्य मूल्यापेक्षा जास्त नसावे.
सेलची क्षमता जस्त, इलेक्ट्रोलाइट आणि डिपोलायझरच्या प्रमाणावर अवलंबून असते. घटकाचा आकार जितका मोठा असेल तितकी त्याच्या रचनामध्ये समाविष्ट असलेल्या पदार्थांची संख्या आणि क्षमता जास्त असेल. याव्यतिरिक्त, क्षमता डिस्चार्ज चालू, तसेच डिस्चार्ज दरम्यान व्यत्यय आणि त्यांच्या कालावधीवर अवलंबून असते. घटकाची सामान्य क्षमता सतत डिस्चार्ज दरम्यान जास्तीत जास्त स्वीकार्य डिस्चार्ज करंटशी संबंधित असते. जर विद्युत् प्रवाह कमाल पेक्षा कमी असेल आणि जर मधूनमधून डिस्चार्ज होत असेल, तर कॅपॅसिटन्स वाढतो आणि जास्तीत जास्त पेक्षा जास्त प्रवाह असल्यास, कॅपॅसिटन्स कमी होतो, कारण डिपोलायझरचा काही भाग प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेत नाही. तपमान कमी झाल्यामुळे कॅपेसिटन्स देखील कमी होतो. म्हणून, त्याच्या नाममात्र क्षमतेनुसार आणि डिस्चार्ज करंटनुसार घटकाच्या ऑपरेटिंग वेळेची गणना अंदाजे आहे.
2. मॅंगनीज-झिंक
आणि ऑक्साइड - पारा घटक.
मॅंगनीज-जस्त (MC) मँगनीज डायऑक्साइड डिपोलारायझर असलेल्या कोरड्या पेशी मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जातात.
काचेच्या प्रकारातील कोरड्या घटकामध्ये (चित्र 3) आयताकृती किंवा दंडगोलाकार आकाराचे जस्त भांडे असते, जे नकारात्मक इलेक्ट्रोड असते. त्याच्या आत कार्बनच्या स्वरूपात एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड ठेवला जातो
स्टिक्स किंवा प्लेट्स, जे चूर्ण कोळसा किंवा ग्रेफाइटसह मॅंगनीज डायऑक्साइडच्या मिश्रणाने भरलेल्या पिशवीमध्ये असते. प्रतिकार कमी करण्यासाठी चारकोल किंवा ग्रेफाइट जोडले जातात. कार्बन रॉड आणि विध्रुवीकरण वस्तुमान असलेल्या पिशवीला समूह म्हणतात. इलेक्ट्रोलाइट ही अमोनिया (NH4Cl), स्टार्च आणि इतर काही पदार्थांनी बनलेली पेस्ट आहे. काचेच्या घटकांसाठी, मध्यवर्ती टर्मिनल सकारात्मक ध्रुव आहे.
कोरड्या सेलचा ऑपरेटिंग व्होल्टेज त्याच्या EMF पेक्षा किंचित कमी असतो, 1.5 V च्या बरोबरीचा असतो आणि तो अंदाजे 1.3 किंवा 1.4 V असतो. दीर्घ डिस्चार्जसह, व्होल्टेज हळूहळू कमी होते, कारण डिपोलायझरला सर्व सोडलेले हायड्रोजन शोषण्यास वेळ नसतो. , आणि शेवटच्या डिस्चार्जपर्यंत, ते 0.7 V पर्यंत पोहोचते.
अंजीर.3. कोरडे सेल डिव्हाइस.
आणखी एक कोरड्या सेल डिझाइन, तथाकथित बिस्किट प्रकार, अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 4. त्यामध्ये, सकारात्मक इलेक्ट्रोड हे विध्रुवीकरण करणारे वस्तुमान आहे (कार्बन इलेक्ट्रोड नाही). बिस्किट घटकांमध्ये कप घटकांपेक्षा खूप चांगली वैशिष्ट्ये आहेत.
तांदूळ. 4. कोरड्या बिस्किट घटकाचे साधन.
1 - डिपोलायझर - सकारात्मक इलेक्ट्रोड; 2 - जस्त - नकारात्मक इलेक्ट्रोड; 3 - कागद;
4 - इलेक्ट्रोलाइटसह गर्भवती कार्डबोर्ड; 5 - पीव्हीसी फिल्म.
इलेक्ट्रोलाइटसह प्रत्येक घटकामध्ये, अगदी खुल्या बाह्य सर्किटसह, तथाकथित सेल्फ-डिस्चार्ज होतो, परिणामी झिंक इलेक्ट्रोड खराब होतो आणि इलेक्ट्रोलाइट आणि डिपोलारायझर कमी होते. म्हणून, स्टोरेज दरम्यान, कोरडी सेल हळूहळू निरुपयोगी बनते आणि त्याचे इलेक्ट्रोलाइट सुकते.
जेव्हा कोरडे घटक पूर्णपणे डिस्चार्ज केले जातात, तेव्हा त्यांचे समूह अजूनही कार्यरत असतात आणि ते स्व-निर्मित द्रव घटक तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. अशा घटकांमध्ये काचेच्या किंवा सिरॅमिक किंवा प्लास्टिकच्या कपमध्ये अमोनियाच्या द्रावणात झिंक शीटपासून बनविलेले एक अॅग्लोमेरेट आणि इलेक्ट्रोड असते. अमोनियाच्या अनुपस्थितीत, थोड्याशा वाईट परिणामांसह, साखरेच्या थोड्या प्रमाणात सामान्य टेबल मीठचे द्रावण वापरणे शक्य आहे. MC प्रकारच्या कोरड्या घटकांव्यतिरिक्त, मॅंगनीज-एअर डिपोलरायझेशन (MAC) असलेले घटक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. ते एमसीच्या घटकांप्रमाणेच व्यवस्थित केले जातात, परंतु त्यांचे सकारात्मक इलेक्ट्रोड अशा प्रकारे तयार केले जाते की बाह्य वातावरणातील हवा विशेष चॅनेलद्वारे मॅंगनीज डायऑक्साइडमध्ये प्रवेश करते. हवेतील ऑक्सिजन विध्रुवीकरणादरम्यान मॅंगनीज डायऑक्साइडद्वारे ऑक्सिजनच्या नुकसानाची भरपाई करते. त्यामुळे, विध्रुवीकरणास जास्त वेळ लागू शकतो आणि घटकाची क्षमता वाढते.
मॅंगनीज डायऑक्साइड असलेल्या घटकांमधील भौतिक आणि रासायनिक प्रक्रिया खालीलप्रमाणे घडतात. अमोनियम क्लोराईड, म्हणजेच अमोनियम क्लोराईड (NH4Cl), जलीय द्रावणात सकारात्मक अमोनियम आयन (NH4) आणि नकारात्मक क्लोराईड आयन (Cl) बनतात. पॉझिटिव्ह झिंक आयन सोल्युशनमध्ये जातात आणि जस्त नकारात्मक क्षमता प्राप्त करते. जेव्हा सर्किट बंद असते, जेव्हा बाह्य सर्किटमधील इलेक्ट्रॉन जस्त ते कोळशाच्या दिशेने जातात तेव्हा जस्त सर्व वेळ विरघळते. त्याचे आयन इलेक्ट्रोलाइटमध्ये जातात, ज्यामुळे जस्तची नकारात्मक क्षमता राखली जाते. झिंक आयन क्लोराइड आयनांसह एकत्रित होऊन झिंक क्लोराईड द्रावण (ZnCl2) तयार करतात. त्याच वेळी, NH4 आयन कार्बन इलेक्ट्रोडकडे जातात, त्यातून इलेक्ट्रॉन घेतात आणि अमोनिया (NH3) आणि हायड्रोजनमध्ये विघटित होतात. हे समीकरणानुसार घडते
2NH4 = 2NH3 + H2.
सोडलेला हायड्रोजन डिपोलायझरच्या संयोगात प्रवेश करतो, म्हणजेच मॅंगनीज डायऑक्साइड, मॅंगनीज ऑक्साईड आणि पाणी तयार करतो:
H2 + MnO2 = MnO2 + H2O.
अलिकडच्या वर्षांत, अल्कलाइन इलेक्ट्रोलाइट (KOH) सह कोरड्या सीलबंद एमसी पेशी देखील तयार केल्या गेल्या आहेत. ते बेलनाकार, डिस्क आणि बिस्किट आहेत, त्यांची क्षमता अमोनियापासून इलेक्ट्रोलाइट असलेल्या घटकांपेक्षा तीन ते पाच पट जास्त आहे. याव्यतिरिक्त, ते क्षमतेच्या 10% रिटर्नसह अनेक वर्तमान रीचार्ज चक्रांना परवानगी देतात. अशा घटकांसाठी, मध्यवर्ती इलेक्ट्रोड जस्त आहे आणि एक वजा आहे, म्हणजे, लीड्सची ध्रुवीयता पारंपारिक एमसी घटकांच्या लीड्सच्या ध्रुवीयतेच्या विरुद्ध आहे. अल्कधर्मी इलेक्ट्रोलाइट पेशी दीर्घकालीन ऑपरेशनसाठी वापरली जातात, उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रॉनिक घड्याळांमध्ये. अशा घटकांच्या पदनामांमध्ये, A हे अक्षर समोर ठेवलेले आहे.
सर्व पेशींचा प्रारंभिक व्होल्टेज अंदाजे 1.3 - 1.5 V असतो, आणि अंतिम व्होल्टेज 0.7 - 1 V असतो. कोरड्या पेशी किंवा बॅटरियांवर सूचित कालावधीपेक्षा जास्त वापरण्यापूर्वी ते निष्क्रिय स्थितीत साठवले जाऊ नयेत; अन्यथा, ऑपरेशनची हमी नाही. तथापि, साठी संग्रहित तेव्हा निर्दिष्ट कालावधीक्षमतेत थोडीशी घट झाली आहे, परंतु एक तृतीयांशपेक्षा जास्त नाही.
अलीकडे, लहान-आकाराचे ऑक्साईड-पारा (पारा-जस्त) सीलबंद घटक तयार केले गेले आहेत, ज्यात उच्च गुणवत्ता MC प्रकारातील घटकांपेक्षा. ऑक्साईड-पारा घटकांचे उपकरण अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 5. घटकामध्ये एक स्टील बॉडी आहे ज्यामध्ये दोन भाग असतात, सीलिंग इन्सुलेटिंग रबर गॅस्केटद्वारे एकमेकांपासून वेगळे केले जातात.
ग्रेफाइटसह पारा ऑक्साईड (HgO) चे सक्रिय वस्तुमान शरीराच्या अर्ध्या भागामध्ये दाबले जाते, जे एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड आहे. निगेटिव्ह इलेक्ट्रोड म्हणजे जस्त पावडर हाऊसिंगच्या दुसऱ्या अर्ध्या भागात दाबली जाते. एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट (KOH) इलेक्ट्रोड वेगळे करणारा छिद्रयुक्त पॅड गर्भित करतो. या वस्तूंची निर्मिती केली जाते विविध आकारआणि विविध क्षमता (अँपिअर-तासाच्या दहाव्या भागापासून अनेक अँपिअरपर्यंत-
तास). त्यांचे EMF अंदाजे 1.35 V आहे. या घटकांचे शेल्फ लाइफ 2.5 वर्षे आहे. सेल्फ-डिस्चार्ज प्रति वर्ष 1% पेक्षा जास्त नाही. MC घटकांच्या तुलनेत, पारा-
तांदूळ. 5. सीलबंद ऑक्साईड-पारा घटकाचे उपकरण;
1 - सकारात्मक इलेक्ट्रोडसह स्टील केस; 2 - सच्छिद्र गॅस्केट; 3 - रबर सीलिंग गॅस्केट; 4 - नकारात्मक इलेक्ट्रोडसह गृहनिर्माण कव्हर.
परंतु - जस्त घटकांची क्षमता जास्त असते, अंतर्गत प्रतिकारशक्ती कमी असते, परंतु जास्त किंमत असते. इलेक्ट्रॉनिक घड्याळे, पेसमेकर, फोटो एक्सपोजर मीटर, मोजमाप यंत्रांमध्ये ते मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. सर्वात लहान घटकांसाठी, परिमाणे फक्त काही मिलिमीटर आहेत आणि वस्तुमान ग्रॅमच्या दशांश आहे.
ऑक्साईड-पारा पेशींचे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे डिस्चार्ज दरम्यान व्होल्टेज स्थिरता. केवळ डिस्चार्जच्या अगदी शेवटी, व्होल्टेज झपाट्याने शून्यावर येते.
3. बॅटरीमधील घटक जोडणे.
वर सांगितले होते की पारंपारिक रासायनिक घटकाचा EMF अंदाजे 1.5 V आहे. EMF वाढवण्यासाठी, घटकांची मालिका जोडणी असलेली बॅटरी वापरली जाते. या प्रकरणात, एका घटकाचा “+” दुसर्‍याच्या “-” शी जोडलेला असतो. पहिल्याचा “वजा” आणि शेवटचा “प्लस” हे संपूर्ण बॅटरीचे ध्रुव असतात (चित्र 6). .).
जेव्हा घटक मालिकेत जोडलेले असतात, तेव्हा EMF जोडलेल्या घटकांच्या संख्येच्या अनेक पटीने वाढते.
अंजीर.6. बॅटरीमधील पेशींचे क्रमिक आणि समांतर कनेक्शन.
कमी सामान्य म्हणजे पेशींचे समांतर कनेक्शन, ज्यामध्ये सर्व पेशींचे सकारात्मक ध्रुव एकत्र जोडलेले असतात, बॅटरीचे सकारात्मक ध्रुव तयार करतात आणि बॅटरीचा नकारात्मक ध्रुव पेशींच्या नकारात्मक ध्रुवांना जोडून प्राप्त केला जातो (चित्र 6) . जेव्हा पेशी समांतर जोडलेले असतात, तेव्हा बॅटरीचा EMF वाढत नाही, परंतु क्षमता आणि कमाल डिस्चार्ज वर्तमान वाढते. म्हणून, जेव्हा आपल्याला मोठ्या डिस्चार्ज करंट आणि एका घटकापेक्षा मोठी क्षमता प्राप्त करण्याची आवश्यकता असते तेव्हा समांतर कनेक्शन वापरले जाते.
बर्‍याचदा ते मिश्र कनेक्शनचा अवलंब करतात, ज्यामध्ये EMF, कॅपेसिटन्स आणि कमाल डिस्चार्ज वर्तमान दोन्ही वाढते. या प्रकरणात, घटकांचे अनेक गट सहसा समांतर जोडलेले असतात आणि प्रत्येक गटामध्ये आवश्यक EMF प्राप्त करण्यासाठी आवश्यकतेनुसार अनेक घटक मालिकेत जोडलेले असतात.
तांदूळ. 7. बॅटरीमध्ये घटकांचे मिश्रित कनेक्शन.
समांतर गटांची संख्या जास्तीत जास्त डिस्चार्ज वर्तमान (Fig. 7) च्या आवश्यक मूल्याद्वारे निर्धारित केली जाते. सर्वसाधारणपणे, पुरेशा डिस्चार्ज करंटसह मालिकेत जोडलेल्या पेशींपासून बॅटरी बनवणे इष्ट आहे. आणि केवळ त्या बाबतीत जेव्हा मोठा प्रवाह किंवा वाढीव क्षमता प्राप्त करणे आवश्यक असते तेव्हा ते मिश्र कनेक्शनचा अवलंब करतात. मिश्र जोडणीच्या तत्त्वानुसार अतिरिक्त घटकांचा समावेश देखील व्होल्टेज वाढविण्यासाठी वापरला जातो जर घटक मोठ्या प्रमाणात डिस्चार्ज केले जातात.
बॅटरी निष्क्रियतेदरम्यान, पेशींचे समांतर गट एकमेकांपासून डिस्कनेक्ट केले जाणे आवश्यक आहे, कारण EMF मध्ये अगदी थोड्या फरकामुळे, एक गट दुसर्या गटात सोडला जाऊ शकतो.
रशियन फेडरेशनचे शिक्षण आणि विज्ञान मंत्रालय
नॅशनल रिसर्च न्यूक्लियर युनिव्हर्सिटी MEPhI
बालाकोवो इन्स्टिट्यूट ऑफ इंजिनीअरिंग अँड टेक्नॉलॉजी
गॅल्व्हनिक पेशी
मार्गदर्शक तत्त्वे
"रसायनशास्त्र" या अभ्यासक्रमावर
सर्व प्रकारचे शिक्षण
बालाकोवो 2014
कामाचा उद्देश: गॅल्व्हॅनिक पेशींच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाचा अभ्यास करणे.
मूलभूत संकल्पना
इंटरफेसमध्ये इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया
धातूंच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्समध्ये अणूंचे आयन असतात. जेव्हा एखादा धातू द्रावणात बुडवला जातो तेव्हा ध्रुवीय विद्रावक रेणूंसह पृष्ठभागाच्या धातूच्या आयनांचा एक जटिल संवाद सुरू होतो. परिणामी, धातूचे ऑक्सिडीकरण होते आणि त्याचे हायड्रेटेड (विरघळलेले) आयन द्रावणात जातात, धातूमध्ये इलेक्ट्रॉन सोडतात:
मी + मी एच 2 ओ मी (एच 2 ओ) 
+ने-
धातू ऋण चार्ज आहे आणि समाधान सकारात्मक चार्ज आहे. मध्ये उत्तीर्ण झालेल्यांमध्ये इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण आहे हायड्रेटेड केशन्स आणि धातूच्या पृष्ठभागाद्वारे द्रव आणि मेटल-सोल्यूशन इंटरफेसवर एक दुहेरी विद्युत थर तयार होतो, ज्याचे वैशिष्ट्य विशिष्ट संभाव्य फरकाने होते - इलेक्ट्रोड क्षमता.
तांदूळ. 1 मेटल-सोल्यूशन इंटरफेसवर दुहेरी इलेक्ट्रिक लेयर
या प्रतिक्रियेसह, उलट प्रतिक्रिया पुढे जाते - अणूंमध्ये धातूचे आयन कमी होणे.
मी(H2O) 
+ne 
मी + मी एच 2 ओ -
इलेक्ट्रोड संभाव्यतेच्या विशिष्ट मूल्यावर, समतोल स्थापित केला जातो:
मी + मी H 2 O 
मी(H2O) 
+ने-
साधेपणासाठी, प्रतिक्रिया समीकरणात पाणी समाविष्ट केलेले नाही:
मी 
मी 2+ +ने-
इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियेच्या समतोल स्थितीत स्थापित केलेल्या संभाव्यतेस समतोल इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल म्हणतात.
गॅल्व्हनिक पेशी
गॅल्व्हॅनिक पेशी- विद्युत उर्जेचे रासायनिक स्त्रोत. त्या दोन इलेक्ट्रोड्स (प्रकार I चे कंडक्टर) इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन्समध्ये (टाईप II चे कंडक्टर) बुडवलेल्या सिस्टम आहेत.
गॅल्व्हॅनिक पेशींमध्ये विद्युत ऊर्जा रेडॉक्स प्रक्रियेमुळे प्राप्त होते, जर ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया एका इलेक्ट्रोडवर स्वतंत्रपणे चालते आणि दुसऱ्यावर घट प्रतिक्रिया. उदाहरणार्थ, तांबे सल्फेटच्या द्रावणात जस्त बुडवल्यावर जस्तचे ऑक्सिडीकरण होते आणि तांबे कमी होते.
Zn + CuSO 4 \u003d Cu + ZnSO 4
Zn 0 + Cu 2+ \u003d Cu 0 + Zn 2+
ही प्रतिक्रिया अशा प्रकारे आयोजित करणे शक्य आहे की ऑक्सिडेशन आणि कमी करण्याच्या प्रक्रिया अवकाशीयपणे विभक्त केल्या जातात; मग रिड्युसिंग एजंटपासून ऑक्सिडायझिंग एजंटमध्ये इलेक्ट्रॉनचे हस्तांतरण थेट होणार नाही, परंतु इलेक्ट्रिकल सर्किटद्वारे होईल. अंजीर वर. 2 डॅनियल-जेकोबी गॅल्व्हॅनिक सेलचे आकृती दर्शविते, इलेक्ट्रोड मीठ द्रावणात बुडलेले असतात आणि द्रावणांसह विद्युत समतोल स्थितीत असतात. झिंक, अधिक सक्रिय धातू म्हणून, तांब्यापेक्षा द्रावणात अधिक आयन पाठवते, परिणामी झिंक इलेक्ट्रोड, त्यावर शिल्लक असलेल्या इलेक्ट्रॉन्समुळे, तांब्यापेक्षा जास्त नकारात्मक चार्ज केला जातो. सोल्यूशन्स एका विभाजनाद्वारे विभक्त केले जातात जे केवळ इलेक्ट्रिक फील्डमधील आयनांना पारगम्य असतात. जर इलेक्ट्रोड एकमेकांना कंडक्टर (तांब्याच्या तारे) द्वारे जोडलेले असतील, तर झिंक इलेक्ट्रोडचे इलेक्ट्रॉन, जिथे त्यापैकी अधिक आहेत, बाह्य सर्किटमधून तांब्याच्या ताराकडे वाहतील. इलेक्ट्रॉनचा सतत प्रवाह असतो - एक विद्युत प्रवाह. झिंक इलेक्ट्रोडमधून इलेक्ट्रॉन निघून गेल्याच्या परिणामी, Zn जस्त आयनच्या रूपात द्रावणात जाण्यास सुरुवात करते, इलेक्ट्रॉनच्या नुकसानाची भरपाई करते आणि त्याद्वारे समतोल पुनर्संचयित करण्याचा प्रयत्न करते.
ज्या इलेक्ट्रोडवर ऑक्सिडेशन होते त्याला एनोड म्हणतात. ज्या इलेक्ट्रोडमध्ये घट होते त्याला कॅथोड म्हणतात.
एनोड (-) कॅथोड (+)
तांदूळ. 2. गॅल्व्हॅनिक सेलचे आकृती
तांबे-जस्त घटकाच्या ऑपरेशन दरम्यान, खालील प्रक्रिया घडतात:
1) एनोडिक - झिंक ऑक्सिडेशनची प्रक्रिया Zn 0 - 2e → Zn 2+;
2) कॅथोडिक - तांबे आयन कमी करण्याची प्रक्रिया Cu 2+ + 2e→Cu 0;
3) बाह्य सर्किटसह इलेक्ट्रॉनची हालचाल;
4) द्रावणातील आयनांची हालचाल.
डाव्या काचेमध्ये SO 4 2- anions ची कमतरता आहे आणि उजव्या काचेमध्ये जास्त आहे. म्हणून, कार्यरत गॅल्व्हॅनिक सेलच्या अंतर्गत सर्किटमध्ये, पडद्याद्वारे उजव्या काचेपासून डाव्या काचेपर्यंत SO 4 2- आयनांची हालचाल होते.
इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियांचा सारांश, आम्हाला मिळते:
Zn + Cu 2+ = Cu + Zn 2+
इलेक्ट्रोड्सवर खालील प्रतिक्रिया घडतात:
Zn+SO 4 2- →Zn 2+ +SO 4 2- + 2e(एनोड)
Cu 2+ + 2e + SO 4 2- → Cu + SO 4 2- (कॅथोड)
Zn + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4 (एकूण प्रतिक्रिया)
गॅल्व्हॅनिक सेलचे आकृती: (-) Zn/ZnSO 4 | |CuSO 4 /Cu(+)
किंवा आयनिक स्वरूपात: (-) Zn/Zn 2+ | | Cu 2+ /Cu (+), जेथे अनुलंब पट्टी धातू आणि सोल्यूशनमधील इंटरफेस दर्शवते आणि दोन ओळी - दोन द्रव टप्प्यांमधील इंटरफेस - एक सच्छिद्र विभाजन (किंवा इलेक्ट्रोलाइट द्रावणाने भरलेली कनेक्टिंग ट्यूब).
पदार्थाच्या एका तीळाच्या परिवर्तनादरम्यान जास्तीत जास्त विद्युत कार्य (डब्ल्यू):
W=nF 
ई, (1)
जेथे ∆E हे गॅल्व्हॅनिक सेलचे इलेक्ट्रोमोटिव्ह बल आहे;
F हा फॅराडे क्रमांक आहे, 96500 C च्या बरोबरीचा;
n हा धातूच्या आयनचा चार्ज आहे.
गॅल्व्हॅनिक सेलच्या इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सची गणना गॅल्व्हॅनिक सेल बनवणाऱ्या इलेक्ट्रोडमधील संभाव्य फरक म्हणून केली जाऊ शकते:
EMF \u003d E ऑक्साईड. - E पुनर्संचयित \u003d E k - E a,
जेथे EMF इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती आहे;
ई ऑक्सिडाइज्ड. कमी सक्रिय धातूची इलेक्ट्रोड क्षमता आहे;
ई पुनर्संचयित - अधिक सक्रिय धातूची इलेक्ट्रोड क्षमता.
धातूंचे मानक इलेक्ट्रोड संभाव्यता
धातूंच्या इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल्सची परिपूर्ण मूल्ये थेट निर्धारित केली जाऊ शकत नाहीत, परंतु इलेक्ट्रोड पोटेंशिअलमधील फरक निश्चित केला जाऊ शकतो. हे करण्यासाठी, मोजलेले इलेक्ट्रोड आणि इलेक्ट्रोडमधील संभाव्य फरक शोधा, ज्याची क्षमता ज्ञात आहे. सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे संदर्भ इलेक्ट्रोड हा हायड्रोजन इलेक्ट्रोड आहे. म्हणून, गॅल्व्हॅनिक सेलचा EMF मोजला जातो, तपासलेल्या आणि प्रमाणित हायड्रोजन इलेक्ट्रोडने बनलेला असतो, ज्याची इलेक्ट्रोड संभाव्यता शून्य असल्याचे गृहीत धरले जाते. धातूची क्षमता मोजण्यासाठी गॅल्व्हॅनिक पेशींच्या योजना खालीलप्रमाणे आहेत:
H 2, Pt|H + || मी n + |मी
हायड्रोजन इलेक्ट्रोडची क्षमता सशर्त शून्याच्या समान असल्याने, मोजलेल्या घटकाचा EMF धातूच्या इलेक्ट्रोड संभाव्यतेच्या बरोबरीचा असेल.
धातूची मानक इलेक्ट्रोड क्षमतायाला त्याचे इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल म्हणतात, जे तेव्हा घडते जेव्हा एखादी धातू स्वतःच्या आयनच्या सोल्युशनमध्ये 1 mol / l च्या एकाग्रतेसह (किंवा क्रियाकलाप) बुडविली जाते, मानक परिस्थितीत, मानक हायड्रोजन इलेक्ट्रोडच्या तुलनेत मोजली जाते, ज्याची संभाव्यता 25 0 C वर सशर्त शून्याच्या बरोबरीने घेतले जाते. धातूंचे मानक इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल (E°) वाढत असताना त्यांना एका ओळीत व्यवस्थित केल्याने, आम्हाला तथाकथित व्होल्टेज मालिका मिळते.
Me/Me n+ सिस्टीमची क्षमता जितकी नकारात्मक असेल तितकी धातू अधिक सक्रिय.
खोलीच्या तपमानावर स्वतःच्या मिठाच्या द्रावणात बुडवलेल्या धातूची इलेक्ट्रोड क्षमता सारख्या आयनांच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असते आणि नर्न्स्ट सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते:
,
(2)
जेथे E 0 सामान्य (मानक) संभाव्यता आहे, V;
R हा सार्वत्रिक वायू स्थिरांक आहे, 8.31 J (mol.K);
F हा फॅराडे क्रमांक आहे;
टी - परिपूर्ण तापमान, के;
C म्हणजे द्रावणातील धातूच्या आयनांची एकाग्रता, mol/l.
R, F ची मूल्ये, मानक तापमान T = 298 0 K आणि नैसर्गिक लॉगरिदम (2.303) वरून दशांश मध्ये रूपांतरण घटक बदलून, आम्हाला वापरासाठी सोयीस्कर सूत्र मिळते:
(3)
एकाग्रता गॅल्व्हनिक घटक
गॅल्व्हॅनिक पेशी एकाच इलेक्ट्रोलाइटच्या सोल्युशनमध्ये बुडलेल्या, परंतु भिन्न एकाग्रतेच्या दोन पूर्णपणे एकसारख्या इलेक्ट्रोडच्या बनलेल्या असू शकतात. अशा घटकांना एकाग्रता म्हणतात, उदाहरणार्थ:
(-) अग | AgNO 3 || AgNO3 | Ag(+)
दोन्ही इलेक्ट्रोड्सच्या एकाग्रता सर्किटमध्ये, n आणि E 0 ची मूल्ये समान आहेत, म्हणून, अशा घटकाच्या EMF ची गणना करण्यासाठी, कोणीही वापरू शकतो
, (4)
जेथे C 1 अधिक पातळ द्रावणात इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता आहे;
C 2 - अधिक केंद्रित द्रावणात इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता
इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण
सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाह नसताना इलेक्ट्रोड्सची समतोल क्षमता निर्धारित केली जाऊ शकते. ध्रुवीकरण- विद्युत प्रवाहाच्या मार्गादरम्यान इलेक्ट्रोडच्या संभाव्यतेमध्ये बदल.
E = E i - E p , (5)
जेथे ई - ध्रुवीकरण;
ई i - विद्युत प्रवाहाच्या उत्तीर्ण दरम्यान इलेक्ट्रोड संभाव्य;
ई पी - समतोल क्षमता. ध्रुवीकरण कॅथोडिक E K (कॅथोडवर) आणि एनोड E A (एनोडवर) असू शकते.
ध्रुवीकरण हे असू शकते: 1) इलेक्ट्रोकेमिकल; २) रासायनिक.
सुरक्षा आवश्यकता
1. दुर्गंधीयुक्त आणि विषारी पदार्थांचे प्रयोग फ्युम हूडमध्ये करणे आवश्यक आहे.
2. वासाद्वारे विकसित वायू ओळखताना, जहाजातून हाताच्या हालचालींसह जेटला तुमच्या दिशेने निर्देशित करा.
3. प्रयोग करत असताना, हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की अभिकर्मक चेहरा, कपडे आणि जवळच्या कॉम्रेडवर येणार नाहीत.
4. द्रवपदार्थ, विशेषत: ऍसिड आणि अल्कली गरम करताना, नळी आपल्यापासून दूर उघडून धरा.
5. सल्फ्यूरिक ऍसिड पातळ करताना, ऍसिडमध्ये पाणी घालू नये; ऍसिड काळजीपूर्वक, लहान भागांमध्ये ओतले पाहिजे. थंड पाणीद्रावण ढवळत असताना.
6. काम पूर्ण केल्यानंतर, आपले हात चांगले धुवा.
7. आम्ल आणि अल्कलींचे टाकाऊ द्रावण विशेषतः तयार केलेल्या डिशमध्ये काढून टाकण्याची शिफारस केली जाते.
8. सर्व अभिकर्मक बाटल्या योग्य स्टॉपर्सने बंद केल्या पाहिजेत.
9. कामानंतर उरलेले अभिकर्मक अभिकर्मक बाटल्यांमध्ये ओतले जाऊ नये किंवा ओतले जाऊ नये (दूषित होऊ नये म्हणून).
काम पुर्ण करण्यचा क्रम
व्यायाम १
धातूंच्या क्रियाकलापांचा अभ्यास
उपकरणे आणि अभिकर्मक: जस्त, दाणेदार; कॉपर सल्फेट CuSO 4 , 0.1 N द्रावण; चाचणी नळ्या.
तांबे सल्फेटच्या 0.1 एन द्रावणात दाणेदार झिंकचा तुकडा बुडवा. ट्रायपॉडमध्ये उभे राहू द्या आणि काय होते ते पहा. प्रतिक्रियेसाठी समीकरण लिहा. पुढील प्रयोगासाठी कोणता धातू एनोड म्हणून आणि कोणता कॅथोड म्हणून घेतला जाऊ शकतो याचा निष्कर्ष काढा.
कार्य २
गॅल्व्हॅनिक सेल
उपकरणे आणि अभिकर्मक: Zn, Cu -metals; झिंक सल्फेट, ZnSO 4 , 1 M द्रावण; कॉपर सल्फेट CuSO 4 , 1 M द्रावण; पोटॅशियम क्लोराईड KCl, केंद्रित द्रावण; गॅल्व्हानोमीटर; चष्मा यू-ट्यूब, कापूस.
एका बीकरमध्ये, एनोड असलेल्या धातूच्या 1 M मीठ द्रावणाच्या ¾ पर्यंत ओतणे, आणि दुसर्‍यामध्ये - कॅथोड असलेल्या धातूच्या 1 M मीठ द्रावणाचे समान खंड. केंद्रीत KCl द्रावणाने U- ट्यूब भरा. कापसाच्या लोकरच्या दाट तुकड्यांसह ट्यूबचे टोक बंद करा आणि त्यांना दोन्ही ग्लासेसमध्ये कमी करा जेणेकरून ते तयार केलेल्या द्रावणात बुडविले जातील. एका ग्लासमध्ये, मेटल-एनोड प्लेट कमी करा, दुसऱ्यामध्ये, मेटल-कॅथोड प्लेट; गॅल्व्हॅनोमीटरने गॅल्व्हॅनिक सेल माउंट करा. सर्किट बंद करा आणि गॅल्व्हनोमीटरवर विद्युत् प्रवाहाची दिशा चिन्हांकित करा.
गॅल्व्हॅनिक सेलचे आकृती बनवा.
दिलेल्या गॅल्व्हॅनिक सेलच्या एनोड आणि कॅथोडवर होणाऱ्या प्रतिक्रियांसाठी इलेक्ट्रॉनिक समीकरणे लिहा. ईएमएफची गणना करा.
कार्य 3
प्लेट्सच्या निर्दिष्ट सेटमधून एनोडचे निर्धारण
उपकरणे आणि अभिकर्मक: Zn, Cu, Fe, Al - धातू; झिंक सल्फेट, ZnSO 4 , 1 M द्रावण; कॉपर सल्फेट CuSO 4 , 1 M द्रावण; अॅल्युमिनियम सल्फेट Al 2 (SO 4) 3 1 M द्रावण; लोह सल्फेट FeSO 4 , 1 M द्रावण; पोटॅशियम क्लोराईड KCl, केंद्रित द्रावण; चष्मा यू-ट्यूब, कापूस.
गॅल्व्हॅनिक जोड्या तयार करा:
Zn/ZnSO 4 ||FeSO 4 /Fe
Zn/ZnSO 4 || CuSO4 / Cu
Al/Al 2 (SO 4) 3 || ZnSO 4 /Zn
या धातूंच्या क्षारांच्या प्लेट्स आणि सोल्यूशन्सच्या निर्दिष्ट सेटमधून, गॅल्व्हॅनिक सेल एकत्र करा ज्यामध्ये जस्त कॅथोड असेल (कार्य 2).
गॅल्व्हॅनिक सेलच्या अॅनोड आणि कॅथोडवर होणाऱ्या प्रतिक्रियांसाठी इलेक्ट्रॉनिक समीकरणे तयार करा.
या गॅल्व्हॅनिक सेलच्या ऑपरेशनला अधोरेखित करणारी रेडॉक्स प्रतिक्रिया लिहा. ईएमएफची गणना करा.
अहवाल डिझाइन
प्रयोगशाळा जर्नल प्रयोगशाळेच्या वर्गांदरम्यान भरले जाते जसे काम केले जाते आणि त्यात समाविष्ट आहे:
काम पूर्ण होण्याची तारीख;
शीर्षक प्रयोगशाळा कामआणि तिचा नंबर;
प्रयोगाचे नाव आणि त्याच्या आचरणाचा उद्देश;
निरीक्षणे, प्रतिक्रिया समीकरणे, साधन योजना;
विषयावरील प्रश्न आणि कार्ये नियंत्रित करा.
नियंत्रण कार्ये
1. खालीलपैकी कोणत्या प्रतिक्रिया शक्य आहेत? प्रतिक्रिया समीकरणे आण्विक स्वरूपात लिहा, त्यांच्यासाठी इलेक्ट्रॉनिक समीकरणे तयार करा:
Zn(NO 3) 2 + Cu →
Zn(NO 3) 2 + Mg →
2. सामान्य हायड्रोजन इलेक्ट्रोडसह जोडलेल्या Al/Al 3+ ,Cu/Cu 2+ सामान्य इलेक्ट्रोड संभाव्यता निर्धारित करण्यासाठी गॅल्व्हॅनिक पेशींचा एक आकृती बनवा.
3. गॅल्व्हॅनिक सेलच्या EMF ची गणना करा
Zn/ZnSO 4 (1M)| |CuSO 4 (2M)
या घटकाच्या कार्यादरम्यान कोणत्या रासायनिक प्रक्रिया घडतात?
4. रासायनिकदृष्ट्या शुद्ध झिंक हायड्रोक्लोरिक ऍसिडशी क्वचितच प्रतिक्रिया देते. जेव्हा लीड नायट्रेट ऍसिडमध्ये जोडले जाते तेव्हा हायड्रोजनची आंशिक उत्क्रांती होते. या घटना समजावून सांगा. होणाऱ्या प्रतिक्रियांसाठी समीकरणे लिहा.
5. तांबे निकेलच्या संपर्कात असते आणि पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या द्रावणात बुडवले जाते, एनोडवर कोणती प्रक्रिया होते?
6. गॅल्व्हॅनिक सेलचा आकृती काढा, जो समीकरणानुसार पुढे जाणाऱ्या प्रतिक्रियेवर आधारित आहे: Ni + Pb (NO 3) 2 \u003d Ni (NO 3) 2 + Pb
7. मिठाच्या द्रावणातील मॅंगनीज इलेक्ट्रोडची क्षमता 1.2313 V आहे. mol/l मध्ये Mn 2+ आयनच्या एकाग्रतेची गणना करा.
प्रयोगशाळेच्या कामासाठी दिलेला वेळ
साहित्य
मुख्य
1. ग्लिंका. वर. सामान्य रसायनशास्त्र: पाठ्यपुस्तक. विद्यापीठांसाठी भत्ता. - एम.: इंटिग्रल - प्रेस, 2005. - 728 पी.
2. Korzhukov N. G. सामान्य आणि अजैविक रसायनशास्त्र. - एम.: MISIS;
इन्फ्रा-एम, 2004. - 512 पी.
अतिरिक्त
3. फ्रोलोव्ह व्ही.व्ही. रसायनशास्त्र: पाठ्यपुस्तक. विद्यापीठांसाठी भत्ता. - एम.: उच्च. शाळा, 2002. -
4. कोरोविन एन.व्ही. सामान्य रसायनशास्त्र: तंत्रज्ञानासाठी पाठ्यपुस्तक. दिशा आणि विशेष विद्यापीठे - एम.: उच्च. शाळा, 2002.-559p.: चित्रण.
4. अख्माटोव्ह एन.एस. सामान्य आणि अजैविक रसायनशास्त्र: विद्यापीठांसाठी पाठ्यपुस्तक. - चौथी आवृत्ती, दुरुस्त. - एम.: वैश्श. शाळा, 2002. -743 पी.
5. ग्लिंका एन.ए. सामान्य रसायनशास्त्रातील कार्ये आणि व्यायाम. - एम.: इंटिग्रल-प्रेस, 2001. - 240 पी.
6. मेटेलस्की ए.व्ही. प्रश्न आणि उत्तरांमध्ये रसायनशास्त्र: एक संदर्भ पुस्तक. - मिन्स्क: बेल.एन., 2003. - 544 पी.
गॅल्व्हॅनिक पेशी
मार्गदर्शक तत्त्वे
प्रयोगशाळेच्या कामासाठी
"रसायनशास्त्र" या अभ्यासक्रमावर
तांत्रिक क्षेत्र आणि वैशिष्ट्यांच्या विद्यार्थ्यांसाठी,
"सामान्य आणि अजैविक रसायनशास्त्र"
"रासायनिक तंत्रज्ञान" या दिशेच्या विद्यार्थ्यांसाठी
सर्व प्रकारचे शिक्षण
संकलित: सिनित्सेना इरिना निकोलायव्हना
टिमोशिना नीना मिखाइलोव्हना
गॅल्व्हनिक पेशी आणि बॅटरी G. घटक, किंवा गॅल्व्हॅनिक कपल, हे दोन धातूच्या प्लेट्स (ज्यापैकी एक कोकने बदलले जाऊ शकते), एक किंवा दोन वेगवेगळ्या द्रवांमध्ये बुडवलेले आणि गॅल्व्हॅनिक प्रवाहाचा स्रोत म्हणून काम करणारे उपकरण आहे. G. घटकांची विशिष्ट संख्या, ज्ञात मार्गाने एकमेकांशी जोडलेली, गॅल्व्हॅनिक बॅटरी बनवते. घटक, जे डिझाइनमध्ये सर्वात सोपा आहे, त्यात मातीच्या भांड्यात किंवा काचेच्या बीकरमध्ये बुडलेल्या दोन प्लेट्स असतात, ज्यामध्ये प्लेट्सच्या प्रकाराशी संबंधित द्रव ओतला जातो; प्लेट्सचा द्रव मध्ये धातूचा संपर्क नसावा. G. घटक म्हणतात प्राथमिक,जर ते स्वतंत्र वर्तमान स्रोत असतील तर, आणि दुय्यमत्यांना चार्ज करणाऱ्या विजेच्या स्त्रोतांवर कमी-अधिक दीर्घकाळ कारवाई केल्यावरच ते प्रभावी झाले तर. G. घटकांची उत्पत्ती लक्षात घेऊन, तुम्हाला व्होल्टेइक कॉलम, त्यानंतरच्या सर्व गॅल्व्हॅनिक बॅटरीचे पूर्वज किंवा व्होल्टा कप बॅटरीसह प्रारंभ करणे आवश्यक आहे. व्होल्ट पोल.ते संकलित करण्यासाठी, व्होल्टाने वेगवेगळ्या धातूच्या वर्तुळाच्या जोड्या घेतल्या, ज्याच्या पायावर दुमडलेला किंवा अगदी सोल्डर केलेला आणि पुठ्ठा किंवा कापडी वर्तुळे पाण्याने किंवा कॉस्टिक पोटॅशच्या द्रावणाने ओले केली. सुरुवातीला, चांदी आणि तांबे मग वापरले गेले, आणि नंतर सहसा जस्त आणि तांबे. यापैकी, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, एक स्तंभ बनविला गेला. 1, म्हणजे: प्रथम, एक तांबे प्लेट ठेवली जाते आणि त्यावर झिंक प्लेट ठेवली जाते (किंवा उलट), ज्यावर ओले पुठ्ठा वर्तुळ लावला जातो; याने एक जोडी तयार केली, ज्यावर दुसरा सुपरइम्पोज केला गेला, पुन्हा तांबे, जस्त आणि पुठ्ठा वर्तुळांनी बनलेला, पहिल्या जोडीप्रमाणेच एकमेकांवर समान क्रमाने लावला. त्याच क्रमाने त्यानंतरच्या जोड्या लादणे सुरू ठेवून, आपण एक स्तंभ बनवू शकता; अंजीर मध्ये दर्शविलेले पोल. 1, डावीकडे, 11 व्होल्ट जोड्या असतात. जर ध्रुव इन्सुलेटिंगच्या प्लेटवर स्थापित केला असेल, म्हणजे, नॉन-कंडक्टिंग वीज, पदार्थ, उदाहरणार्थ, काचेवर, तर, त्याच्या मध्यभागी, खांबाचा अर्धा भाग (आमच्या रेखांकनात खालचा) सकारात्मक चार्ज होईल. वीज, आणि दुसरा (रेखांकनातील वरचा) - नकारात्मक. विजेची तीव्रता, मध्यभागी अगोचर आहे, जेव्हा ती सर्वात मोठी असते त्या टोकापर्यंत पोहोचते तेव्हा वाढते. सर्वात कमी आणि सर्वोच्च प्लेट्सवर वायर सोल्डर केल्या जातात; तारांचे मुक्त टोक संपर्कात आणल्याने स्तंभाच्या खालच्या टोकापासून वरच्या टोकापर्यंत सकारात्मक विजेची हालचाल होते आणि नकारात्मक विजेची विरुद्ध दिशेने हालचाल होते; विद्युत, किंवा गॅल्व्हॅनिक, करंट तयार होतो (हा शब्द पहा). व्होल्टाने भिन्न धातूंच्या दोन प्लेट्सला एक जोडी मानली, आणि केवळ द्रवपदार्थांमध्ये वीज वाहून नेण्याची क्षमता दिली (गॅल्व्हनिझम पहा); परंतु नंतर प्रस्थापित झालेल्या मतानुसार, जोडीमध्ये दोन विषम प्लेट्स आणि द्रवपदार्थाचा थर असतो. त्यांच्या दरम्यान;म्हणून, सर्वात वरच्या आणि सर्वात खालच्या खांबाच्या प्लेट्स (उजवीकडे आकृती 1) काढल्या जाऊ शकतात. अशा स्तंभात 10 जोड्या असतील आणि नंतर त्याची सर्वात खालची प्लेट तांबे असेल आणि सर्वात वरती - जस्त आणि विजेच्या हालचालीची दिशा किंवा गॅल्व्हनिक करंटची दिशा त्यामध्ये समान राहील: खालच्या टोकापासून स्तंभ (आता जस्त पासून) वरच्या (तांबे पर्यंत). पोस्टच्या तांब्याच्या टोकाला सकारात्मक ध्रुव म्हणतात, जस्तच्या टोकाला नकारात्मक म्हणतात. त्यानंतर, फॅरेडेच्या परिभाषेनुसार, सकारात्मक ध्रुव म्हणतात एनोड,नकारात्मक - कॅथोडव्होल्टेइक स्तंभ हार्पियससह जोडलेल्या मेणाच्या इन्सुलेट थराने झाकलेल्या कुंडात आडवा ठेवता येतो. आता व्होल्टेइक स्तंभ वापरला जात नाही कारण त्याच्या संकलनासाठी आणि वेगळे करण्यासाठी प्रचंड श्रम आणि वेळ लागतो; परंतु जुन्या काळात ते शेकडो आणि हजारो जोड्यांचे खांब वापरत असत; सेंट पीटर्सबर्ग मध्ये, प्राध्यापक व्ही. पेट्रोव्ह यांनी 1801-2 मध्ये वापरले. स्तंभाच्या प्रयोगादरम्यान, कधीकधी 4200 जोड्या असतात (गॅल्व्हनिझम पहा), व्होल्टाने त्याचे उपकरण दुसर्या स्वरूपात तयार केले, जे नंतरच्या बॅटरीचे स्वरूप आहे. व्होल्टाच्या बॅटरीमध्ये (कोरोना डी टाझे) वर्तुळाच्या परिघाभोवती तयार केलेले कप असतात, ज्यामध्ये कोमट पाणी किंवा मीठाचे द्रावण ओतले जाते; प्रत्येक कपमध्ये दोन भिन्न धातूच्या प्लेट्स असतात, एक दुसऱ्याच्या विरुद्ध. प्रत्येक प्लेट शेजारच्या कपाच्या विषम प्लेटशी वायरने जोडलेली असते, जेणेकरून प्लेटच्या संपूर्ण परिघाभोवती एका कपापासून दुसऱ्या कपापर्यंत सतत पर्यायी असतात: जस्त, तांबे, नंतर पुन्हा जस्त आणि तांबे इ. वर्तुळ बंद होते, एका कपमध्ये जस्त प्लेट असते, दुसऱ्यामध्ये - तांबे; या अत्यंत प्लेट्सला जोडणारी वायर कॉपर प्लेट (पॉझिटिव्ह पोल) पासून झिंक प्लेट (नकारात्मक पोल) पर्यंत विद्युत प्रवाह वाहून नेईल. व्होल्टाने या बॅटरीला खांबापेक्षा कमी सोयीस्कर मानले, परंतु प्रत्यक्षात हे बॅटरीचे स्वरूप होते जे व्यापक झाले. किंबहुना, व्होल्टेइक स्तंभाची रचना लवकरच बदलली गेली (क्रुइशांक): एक आयताकृती लाकडी पेटी, ज्यामध्ये तांबे आणि जस्त प्लेट्सने विभागले गेले आणि लहान कंपार्टमेंटमध्ये एकत्र केले गेले ज्यामध्ये द्रव ओतला गेला, तो पारंपारिक व्होल्टेइक स्तंभापेक्षा अधिक सोयीस्कर होता. लाकडी आडवा भिंतींनी कंपार्टमेंटमध्ये विभागलेला बॉक्स आणखी चांगला होता; प्रत्येक विभाजनाच्या दोन्ही बाजूंना तांबे आणि जस्त प्लेट्स ठेवल्या होत्या, वरून एकत्र सोल्डर केल्या जात होत्या, त्याव्यतिरिक्त, एक डोळा सोडला होता. सर्व कानांतून जाणारी लाकडी काठी, सर्व प्लेट्स द्रवपदार्थातून उचलण्यासाठी किंवा त्यांना विसर्जित करण्यासाठी दिली गेली. एक द्रव असलेले घटक.लवकरच, वेगळ्या जोड्या किंवा पेशी तयार केल्या गेल्या, ज्या वेगवेगळ्या प्रकारे बॅटरीमध्ये जोडल्या जाऊ शकतात, ज्याची उपयुक्तता विशेषतः ओमने इलेक्ट्रो-एक्सिटेटरी (किंवा इलेक्ट्रोमोटिव्ह) शक्तीवर अवलंबून विद्युत् प्रवाहाच्या सामर्थ्यासाठी सूत्र व्यक्त केल्यानंतर स्पष्ट झाली. घटक आणि बाह्य कंडक्टर प्रमाणेच विद्युत् प्रवाहाला आलेल्या प्रतिकारावर आणि घटकांच्या आत (गॅल्व्हनिक करंट पहा). मूलद्रव्यांचे विद्युत उत्तेजक बल त्यांना बनविणाऱ्या धातू आणि द्रवांवर अवलंबून असते आणि अंतर्गत प्रतिकार द्रवपदार्थांवर आणि घटकांच्या परिमाणांवर अवलंबून असते. प्रतिकार कमी करण्यासाठी आणि वर्तमान ताकद वाढवण्यासाठी, भिन्न प्लेट्समधील द्रव थराची जाडी कमी करणे आणि बुडलेल्या धातूच्या पृष्ठभागाचे परिमाण वाढवणे आवश्यक आहे. हे मध्ये केले आहे वोलस्टन घटक(वोलस्टन - वोल्स्टनच्या अधिक अचूक उच्चारानुसार). जस्त एका वाकलेल्या तांब्याच्या प्लेटमध्ये ठेवली जाते, ज्यामध्ये लाकूड किंवा कॉर्कचे तुकडे घातले जातात, प्लेट्सला स्पर्श करण्यापासून प्रतिबंधित करते; एक वायर, सहसा तांबे, प्रत्येक प्लेटला सोल्डर केले जाते; या तारांची टोके त्या वस्तूच्या संपर्कात आणली जातात ज्याद्वारे त्यांना तांब्यापासून जस्तच्या दिशेने बाहेरील कंडक्टरसह आणि जस्तपासून तांब्याकडे प्रवाहित करंट पार करायचा असतो. अंतर्गत भागघटक. सर्वसाधारणपणे, प्रवाह द्रव आत वाहते एका धातूपासून, ज्यावर द्रव रासायनिकदृष्ट्या अधिक मजबूतपणे कार्य करतो, दुसर्‍यावर, ज्यावर ते कमी जोरदारपणे कार्य करते.या घटकामध्ये, विजेच्या प्रवाहासाठी झिंक प्लेटच्या दोन्ही पृष्ठभागांचा वापर केला जातो; एका प्लेटची पृष्ठभाग दुप्पट करण्याची अशी पद्धत नंतर एका द्रवाने सर्व घटकांच्या बांधकामात वापरली गेली. वोलास्टन घटकामध्ये, पातळ केलेले सल्फ्यूरिक ऍसिड वापरले जाते, जे विद्युत् प्रवाहाच्या क्रियेदरम्यान विघटित होते (गॅल्व्हॅनिक चालकता पहा); विघटनाचा परिणाम म्हणजे जस्तचे ऑक्सिडेशन आणि जस्त सल्फेट तयार होणे, जे पाण्यात विरघळते, आणि तांब्याच्या प्लेटवर हायड्रोजन सोडणे, जे यातून ध्रुवीकृत अवस्थेत येते (गॅल्व्हॅनिक ध्रुवीकरण आणि गॅल्व्हॅनिक चालकता पहा), जे वर्तमान शक्ती कमी करते. या ध्रुवीकृत अवस्थेची परिवर्तनशीलता वर्तमान शक्तीच्या परिवर्तनशीलतेसह आहे. एका द्रवासह अनेक घटकांपैकी, आम्ही कॉल करतो मीडिया घटक(स्मी) आणि हिरवा,पहिल्यामध्ये, दोन झिंक प्लेट्समध्ये प्लॅटिनम किंवा प्लॅटिनाइज्ड चांदी, सर्व पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये बुडविले जातात. रासायनिक क्रिया वोलास्टन घटकाप्रमाणेच आहे आणि प्लॅटिनम हायड्रोजनद्वारे ध्रुवीकृत आहे; परंतु वर्तमान कमी परिवर्तनीय आहे. विद्युत उत्तेजक शक्ती तांबे-जस्तपेक्षा जास्त असते. ग्रेनेट घटककोकपासून कापलेल्या दोन टाइल्समध्ये झिंक प्लेट असते; या घटकासाठी द्रव वेगवेगळ्या पाककृतींनुसार तयार केला जातो, परंतु नेहमी दोन-क्रोमोपोटॅशियम मीठ, सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि पाण्यापासून. 2500 ग्रॅम पाण्यासाठी एका रेसिपीनुसार, आपल्याला 340 ग्रॅम नामांकित मीठ आणि 925 ग्रॅम सल्फ्यूरिक ऍसिड घेणे आवश्यक आहे. वोलास्टन घटकापेक्षा विद्युत उत्तेजक बल जास्त आहे. ग्रेनेट घटकाच्या कृती दरम्यान, जस्त सल्फेट तयार होते, जसे की मागील प्रकरणांमध्ये; परंतु हायड्रोजन, क्रोमिक ऍसिडच्या ऑक्सिजनसह एकत्रित होऊन, पाणी बनते; क्रोमियम तुरटी द्रव मध्ये तयार होते; ध्रुवीकरण कमी झाले आहे पण नाहीसे झाले आहे. ग्रेनेट घटकासाठी, विस्तारित असलेले काचेचे भांडे तळाशी, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. 7 टेबल "गॅल्व्हनिक पेशी आणि बॅटरी". द्रव इतका ओतला जातो की जस्त प्लेट Z,जे कोक पेक्षा लहान आहे पासून,त्याला जोडलेली रॉड ओढून हे शक्य होते ट,जेव्हा घटक निष्क्रिय रहावे तेव्हा द्रवमधून काढून टाका. clamps बी, बी,कनेक्ट केलेले - रॉड रिमसह एक ट,आणि परिणामी, झिंकसह, आणि दुसरा कोळशाच्या रिमसह, कंडक्टर वायरच्या टोकांना नियुक्त केला जातो. प्लेट्स किंवा त्यांच्या फ्रेम्सचा एकमेकांशी धातूचा संपर्क नाही; कनेक्टिंग वायर्समधून कोक ते झिंकच्या दिशेने बाह्य वस्तूंमधून विद्युत प्रवाह वाहतो. कार्बन-जस्त घटक टेबल मीठ (स्वित्झर्लंडमध्ये, तार, कॉलसाठी) च्या द्रावणासह वापरला जाऊ शकतो आणि नंतर तो 9-12 महिन्यांसाठी वैध असतो. काळजी न करता. ललांडे आणि चापेरॉनचे घटक,एडिसनने सुधारित केलेल्या, एक झिंक टाइल आणि दुसरी कॉपर ऑक्साईडपासून दाबलेली असते. द्रव - कॉस्टिक पोटॅशियमचे द्रावण. रासायनिक क्रिया - जस्तचे ऑक्सीकरण, जे नंतर पोटॅशियमसह एक संयुग बनवते; विभक्त हायड्रोजन, झिंक ऑक्साईडच्या ऑक्सिजनद्वारे ऑक्सिडाइझ केला जातो, परिणामी पाण्याचा भाग असतो आणि तांबे कमी होते. अंतर्गत प्रतिकार लहान आहे. उत्तेजक बल अचूकतेने निर्धारित केले गेले नाही, परंतु डॅनियल घटकापेक्षा कमी आहे. दोन द्रवांसह घटक.एकावर हायड्रोजनची उत्क्रांती झाल्यापासून घन पदार्थघटकांमध्ये विद्युत् प्रवाहाची ताकद कमी करणारे (खरेतर विद्युतीयदृष्ट्या उत्साहवर्धक) एक कारण असल्यामुळे ते अस्थिर बनवते, मग ज्या प्लेटवर हायड्रोजन सोडला जातो त्या द्रवामध्ये हायड्रोजनसह ऑक्सिजन सोडण्यास सक्षम असलेल्या प्लेटला ठेवल्याने विद्युत् प्रवाह स्थिर झाला पाहिजे. . ग्रेनेस आणि लालांडे मूलद्रव्ये अद्याप ज्ञात नसताना, नावाच्या उद्देशासाठी दोन द्रवांसह तांबे-जस्त घटकांची व्यवस्था करणारा (1829) बेकरेल हा पहिला होता. नंतर डॅनियल(1836) समान घटकाची व्यवस्था केली, परंतु वापरण्यास अधिक सोयीस्कर. द्रव वेगळे करण्यासाठी, दोन भांडी आवश्यक आहेत: एक काच किंवा चकचकीत मातीची भांडी, ज्यामध्ये एक दंडगोलाकार, मातीची भांडी असते, किंचित उडालेली असते आणि म्हणून सच्छिद्र, भांडे ज्यामध्ये एक द्रव ओतला जातो आणि एक धातू ठेवली जाते; दोन वाहिन्यांमधील कंकणाकृती अंतरामध्ये, दुसरा द्रव ओतला जातो ज्यामध्ये दुसर्या धातूची प्लेट बुडविली जाते. डॅनियल घटकामध्ये, झिंक कमकुवत सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये आणि तांबे तांबे (निळ्या) व्हिट्रिओलच्या जलीय द्रावणात बुडविले जाते. अंजीर. टेबलच्या 1 मध्ये बॅटरीमध्ये 3 डॅनियल सेल्स जोडलेले आहेत; झिंकपासून वाकलेले सिलिंडर बाहेरील काचेच्या कपमध्ये, तांब्याच्या प्लेटमध्ये, सिलिंडरच्या स्वरूपात किंवा एस अक्षराप्रमाणे वाकलेले, आतील मातीच्या सिलेंडरमध्ये ठेवलेले असतात. हे उलटे देखील ठेवता येते, म्हणजे तांबे बाहेरील भांड्यात. बाह्य कंडक्टरद्वारे तांब्यापासून जस्तकडे प्रवाह आणि सेल किंवा बॅटरीमध्येच द्रवाद्वारे जस्त ते तांबेकडे प्रवाहित होतो आणि दोन्ही द्रव एकाच वेळी विघटित होतात: जस्त सल्फेट सल्फ्यूरिक ऍसिड असलेल्या भांड्यात तयार होतो आणि हायड्रोजन तांब्याच्या प्लेटमध्ये जातो. त्याच वेळी तांबे सल्फेट (CuSO 4) तांबे (Cu) मध्ये विघटित होते, जे तांबे प्लेटवर जमा केले जाते आणि वेगळे अस्तित्वात नसलेले संयुग (SO 4), जे रासायनिकरित्या हायड्रोजनसह पाणी तयार करते, ते वेगळे होण्याआधी. तांबे वर फुगे स्वरूपात. सच्छिद्र चिकणमाती, दोन्ही द्रवपदार्थांनी सहज भिजलेली, रासायनिक प्रक्रिया एका कणातून कणात दोन्ही द्रवांमधून एका धातूपासून दुस-या धातूमध्ये प्रसारित करणे शक्य करते. विद्युत् प्रवाहाच्या क्रियेनंतर, ज्याचा कालावधी त्याच्या सामर्थ्यावर अवलंबून असतो (आणि हे नंतरचे अंशतः बाह्य प्रतिकारांवर), तसेच वाहिन्यांमध्ये असलेल्या द्रवपदार्थांच्या प्रमाणात, सर्व तांबे सल्फेट वापरला जातो, जसे की विकृतीकरणाद्वारे सूचित केले जाते. त्याचे समाधान; मग तांब्यावर हायड्रोजन फुगे वेगळे करणे सुरू होते आणि त्याच वेळी या धातूचे ध्रुवीकरण सुरू होते. या घटकाला स्थिर म्हणतात, जे तथापि, तुलनेने समजले पाहिजे: प्रथम, संतृप्त व्हिट्रिओलसह देखील एक कमकुवत ध्रुवीकरण आहे, परंतु मुख्य गोष्ट अशी आहे की घटकाचा अंतर्गत प्रतिकार प्रथम कमी होतो आणि नंतर वाढतो. या दुसर्या आणि मुख्य कारणास्तव, घटकाच्या क्रियेच्या सुरूवातीस, विद्युत् प्रवाहात हळूहळू वाढ दिसून येते, जितकी जास्त लक्षणीय, बाह्य किंवा अंतर्गत प्रतिकारांमुळे वर्तमान शक्ती कमी होते. अर्ध्या तासानंतर, एक तास किंवा त्याहून अधिक (जस्त असलेल्या द्रवाच्या प्रमाणासह कालावधी वाढतो), प्रवाह वाढलेल्यापेक्षा हळू हळू कमकुवत होऊ लागतो आणि काही तासांनंतर तो त्याच्या मूळ शक्तीवर पोहोचतो, हळूहळू आणखी कमकुवत होतो. जर या मिठाचा विरघळलेला पुरवठा तांबे सल्फेटच्या द्रावणासह भांड्यात ठेवला गेला असेल, तर हे प्रवाहाचे अस्तित्व चालू ठेवते, तसेच झिंक सल्फेटच्या परिणामी द्रावणाच्या जागी ताजे पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिड टाकते. तथापि, बंद घटकासह, द्रव पातळी हळूहळू झिंकसह कमी होते आणि तांब्याने ते वाढते - एक परिस्थिती स्वतःच विद्युत् प्रवाह कमकुवत करते (या कारणास्तव प्रतिकार वाढल्यामुळे) आणि त्याशिवाय, एका भांड्यातून द्रव संक्रमण दर्शवते. दुसर्‍याकडे (आयन हस्तांतरण, गॅल्व्हॅनिक चालकता, गॅल्व्हॅनिक ऑस्मोसिस पहा). तांबे सल्फेट झिंकसह भांड्यात शिरते, ज्यामधून जस्त पूर्णपणे रासायनिक पद्धतीने तांबे वेगळे करते, ज्यामुळे ते अंशतः जस्तवर, अंशतः मातीच्या भांड्याच्या भिंतींवर पडते. या कारणांमुळे, झिंक आणि कॉपर सल्फेटचा मोठा कचरा आहे जो विद्युत् प्रवाहासाठी निरुपयोगी आहे. तथापि, डॅनियलचा घटक सर्वात स्थिर आहे. मातीची भांडी, जरी द्रवाने ओली झाली असली तरी विद्युत प्रवाहाला मोठ्या प्रमाणात प्रतिकार करते; चिकणमातीऐवजी चर्मपत्र वापरून, प्रतिरोधकता कमी करून विद्युत् प्रवाह मोठ्या प्रमाणात वाढवता येतो. (कॅरे घटक);चर्मपत्र प्राण्यांच्या मूत्राशयाने बदलले जाऊ शकते. पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडऐवजी, आपण जस्त सह टेबल किंवा समुद्र मीठ एक उपाय वापरू शकता; उत्तेजक शक्ती जवळजवळ समान राहते. रासायनिक क्रियांचा अभ्यास केला गेला नाही. मेडिंगर घटक.वारंवार आणि दीर्घकाळापर्यंत आणि त्याशिवाय, बर्‍यापैकी स्थिर, परंतु कमकुवत प्रवाहासाठी, मेडिंगर घटक (टेबलचा आकृती 2), जो डॅनियल घटकाचा एक बदल आहे, सेवा देऊ शकतो. बाहेरील कपमध्ये शीर्षस्थानी एक विस्तार आहे, जेथे आतील रिमवर झिंक सिलेंडर ठेवलेला आहे; काचेच्या तळाशी आणखी एक छोटासा ठेवला जातो, ज्यामध्ये एक सिलेंडर ठेवला जातो, शीट तांब्यापासून गुंडाळला जातो किंवा आतील भांड्याच्या तळाशी तांब्याचे वर्तुळ ठेवले जाते, नंतर तांबे सल्फेटच्या द्रावणाने भरले जाते. यानंतर, मॅग्नेशियम सल्फेटचे द्रावण वरून काळजीपूर्वक ओतले जाते, जे बाहेरील पात्रातील सर्व मोकळी जागा भरते आणि व्हिट्रिओल द्रावण विस्थापित करत नाही, कारण ते मोठे असते. विशिष्ट गुरुत्व. तरीसुद्धा, द्रवांच्या प्रसाराने, व्हिट्रिओल हळूहळू जस्तपर्यंत पोहोचते, जिथे ते तांबे सोडते. या द्रावणाची संपृक्तता राखण्यासाठी, घटकाच्या आत तांबे सल्फेट आणि पाण्याचे तुकडे असलेले काचेच्या फ्लास्कमध्ये ठेवले जाते. कंडक्टर धातूंमधून बाहेर जातात; त्यांच्या भागांमध्ये द्रवरूपात गुट्टा-पर्चा कवच असते. घटकामध्ये चिकणमातीच्या जारची अनुपस्थिती त्याचे भाग न बदलता बर्याच काळासाठी वापरण्याची परवानगी देते; परंतु त्याची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती उत्तम आहे; अगदी लहान घटकाच्या फ्लास्कमध्ये, सुमारे 1/2 किलोग्रॅम व्हिट्रिओल ठेवला जातो. टेलीग्राफ, इलेक्ट्रिक बेल्स आणि यासारख्यांसाठी हे अतिशय योग्य आहे आणि महिने टिकते. Callot आणि Trouvé-Callot घटकमेडिंगर घटकांसारखेच, परंतु नंतरच्या घटकांपेक्षा सोपे. क्रेस्टेनपीटर्सबर्गने मेडिंगर घटकाचे उपयुक्त बदल देखील केले. थॉमसन घटकडिश किंवा ट्रेच्या स्वरूपात एक सुधारित डॅनिएलेव्स्की आहे; चर्मपत्र कागदाचा सच्छिद्र सपाट पडदा एका द्रवाला दुस-यापासून वेगळे करतो, परंतु पडदा वितरीत केला जाऊ शकतो. सीमेन्स घटकआणि हलस्केडॅनिएल्व्हस्कीच्या श्रेणीशी संबंधित आहे. मिनोटो घटक.तळाशी तांबे वर्तुळ काचेचे भांडे, ज्यावर तांबे सल्फेटचे क्रिस्टल्स ओतले जातात आणि वर सिलिसियस वाळूचा जाड थर असतो, ज्यावर झिंक वर्तुळ लावलेले असते. सर्व काही पाण्याने भरलेले आहे. टेलीग्राफ लाइनवर 1 1/2 ते 2 वर्षांपर्यंत सेवा देते. वाळूऐवजी, आपण प्राणी कोळशाची पावडर (दारसनवल) घेऊ शकता. सत्य घटक.तांब्याचे वर्तुळ, ज्यावर ट्रान्समिसिव्ह पेपरपासून बनवलेले वर्तुळाचे स्तंभ, खालून कॉपर सल्फेट आणि वरून झिंक सल्फेटने गर्भित केलेले असतात. कागदाला थोडेसे पाणी ओले केल्याने घटक सक्रिय होतो. प्रतिकार बराच मोठा आहे, क्रिया लांब आणि स्थिर आहे. ग्रोव्ह घटक,प्लॅटिनम-जस्त; प्लॅटिनम मजबूत नायट्रिक ऍसिडमध्ये बुडविले जाते, कमकुवत सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये जस्त. विद्युतप्रवाहाच्या क्रियेने सोडलेले हायड्रोजन नायट्रिक ऍसिड (NHO 2) च्या ऑक्सिजनमुळे ऑक्सिडाइझ केले जाते, जे नायट्रिक ऍनहायड्राइड (N 2 O 4) मध्ये बदलते, उत्सर्जित लाल-केशरी वाफ श्वासोच्छवासासाठी हानिकारक असतात आणि सर्व काही खराब करतात. उपकरणाचे तांबे भाग, जे त्यामुळे शिसेपासून उत्तम प्रकारे बनवले जातात. हे घटक केवळ प्रयोगशाळांमध्येच वापरले जाऊ शकतात फ्युम हूड्स, आणि सामान्य खोलीत स्टोव्ह किंवा फायरप्लेसमध्ये ठेवले पाहिजे; त्यांच्याकडे एक मोठी उत्तेजक शक्ती आणि कमी अंतर्गत प्रतिकार आहे - उच्च वर्तमान शक्तीसाठी सर्व परिस्थिती, जे अधिक स्थिर आहे, घटकामध्ये असलेल्या द्रवांचे प्रमाण जास्त आहे. अंजीर. सारणीचा 6 असा सपाट-आकाराचा घटक दर्शवितो; त्याच्या बाहेर उजवीकडे एक वाकलेली झिंक प्लेट आहे जी घटकाच्या प्लॅटिनम शीटला जोडलेली आहे झेडदुसरा घटक, ज्याच्या पटीत एक सपाट मातीचे भांडे आहे व्हीप्लॅटिनम साठी. डावीकडे एक प्लॅटिनम शीट आहे जी घटकाच्या झिंकला क्लॅम्पद्वारे जोडलेली आहे आणि ती तिसऱ्या घटकाशी संबंधित आहे. घटकांच्या या स्वरूपासह, त्याचा अंतर्गत प्रतिकार फारच लहान असतो, परंतु प्रवाहाची तीव्र क्रिया कमी प्रमाणात द्रवपदार्थांमुळे लांब नसते. वर नमूद केलेल्या सामान्य नियमानुसार, प्रवाह प्लॅटिनममधून बाह्य कंडक्टरमधून जस्तकडे वाहतो. बनसेन घटक(1843), कोळसा-जस्त, मागील एक पूर्णपणे बदलते आणि त्यापेक्षा स्वस्त आहे, कारण महाग प्लॅटिनम कोक टाइल्सने बदलले आहे. द्रवपदार्थ ग्रोव्ह घटकाप्रमाणेच आहेत, विद्युत उत्तेजक शक्ती आणि प्रतिकार अंदाजे समान आहेत; प्रवाहाची दिशा समान आहे. असा घटक अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 3 टेबल; कोळशाची टाइल एका अक्षराने चिन्हांकित केली आहे पासून,+ चिन्हासह मेटल क्लिपसह; हा घटकाचा सकारात्मक ध्रुव किंवा एनोड आहे. जस्त सिलेंडर पासून झेडक्लिपसह (नकारात्मक ध्रुव, किंवा कॅथोड) दुसरी क्लिप असलेली प्लेट येते, बॅटरीच्या संरचनेच्या बाबतीत दुसऱ्या सेलच्या कार्बन टाइलवर सुपरइम्पोज केली जाते. ग्रोव्हने त्याच्या घटकातील प्लॅटिनमची जागा कोळशाने प्रथम घेतली, परंतु त्याचे प्रयोग विसरले गेले. डार्सोनवल घटक,कार्बन-जस्त; कोळशावर, नायट्रिक आणि हायड्रोक्लोरिक ऍसिडचे मिश्रण 1 व्हॉल्यूममध्ये आणि 2 व्हॉल्यूम पाण्यात 1/20 सल्फ्यूरिक ऍसिड असते. अपंग घटक.- कोक टाइल्सऐवजी, ग्रेफाइट आणि चिकणमातीची बाटली वापरली जाते; त्यात नायट्रिक ऍसिड ओतले जाते. हे वरवर दिसत आहे बाह्य बदलबुन्सेनच्या घटकामुळे नायट्रिक ऍसिडचा वापर अधिक पूर्ण होतो. सोस्नोव्स्कीचा घटक.- कॉस्टिक सोडा किंवा कॉस्टिक पोटॅशच्या द्रावणात झिंक; 1 व्हॉल्यूम नायट्रिक ऍसिड, 1 व्हॉल्यूम सल्फ्यूरिक ऍसिड, 1 व्हॉल्यूम हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, 1 व्हॉल्यूम पाण्याचा समावेश असलेल्या द्रवामध्ये कोळसा. त्याच्या अतिशय उच्च विद्युत उत्तेजक शक्तीसाठी उल्लेखनीय. कॉलन घटक.- बनसेन घटकांचा कोळसा लोहाने बदलला आहे; उत्तेजक शक्ती कोळशाच्या वापराप्रमाणेच राहते. निष्क्रिय अवस्थेत असल्याने लोह नायट्रिक ऍसिडच्या संपर्कात येत नाही. लोखंडाऐवजी, काही सिलिकॉन सामग्री असलेले कास्ट लोह उपयुक्तपणे वापरले जाऊ शकते. Poggendorf घटकबनसेन घटकापेक्षा वेगळे आहे की नायट्रिक ऍसिड ग्रेनेटच्या घटकामध्ये वापरल्या जाणार्या द्रवाने बदलले जाते. 100 भाग पाण्यात विरघळलेल्या पोटॅशियम डायक्रोमेटच्या वजनाच्या 12 भागांसाठी, मजबूत सल्फ्यूरिक ऍसिडचे 25 भाग जोडले जातात. उत्तेजक बल बनसेन घटकाप्रमाणेच आहे; पण अंतर्गत प्रतिकार जास्त आहे. हायड्रोजनच्या ऑक्सिडेशनसाठी सोडल्या जाणार्या या द्रवामध्ये समान मात्रा असलेल्या नायट्रिक ऍसिडपेक्षा कमी ऑक्सिजन आहे. या घटकांचा वापर करताना वासाची अनुपस्थिती, इतर फायद्यांसह, ते वापरणे सर्वात सोयीस्कर बनले. तथापि, ध्रुवीकरण पूर्णपणे काढून टाकलेले नाही. इम्शेनेत्स्की घटक,कार्बन-जस्त. ग्रेफाइट (कार्बन) प्लेट क्रोमिक ऍसिडच्या द्रावणात, जस्त - सल्फाइट-सोडियम मीठाच्या द्रावणात. उत्तेजक शक्ती, कमी अंतर्गत प्रतिकार, जस्तचा जवळजवळ पूर्ण वापर आणि क्रोमिक ऍसिडचा खूप चांगला वापर. Leclanche घटक,कार्बन-जस्त; ऑक्सिडायझिंग द्रवाऐवजी, त्यात कोळशाच्या स्टोव्हसह, द्रव-पारगम्य मातीच्या भांड्यात कोक पावडर (टेबलचा आकृती 5) मिसळून पावडर (खडबडीत) मॅंगनीज पेरोक्साइड असते; बाहेर, एका विशेष आकाराच्या फ्लास्कच्या एका कोपऱ्यात, झिंक रॉड ठेवला जातो. द्रव - अमोनियाचे जलीय द्रावण - बाहेरून ओतले जाते आणि मातीच्या भांड्यात कोळसा (कोक) मध्ये प्रवेश करते, मॅंगनीज पेरोक्साइड ओले करते; जारचा वरचा भाग सहसा राळने भरलेला असतो; वायू सोडण्यासाठी उघडणे. डॅनियल आणि बनसेन घटकांमधील उत्तेजक शक्ती सरासरी आहे, प्रतिकार मोठा आहे. हा घटक, बंद ठेवल्याने, झपाट्याने कमी होणारा शक्तीचा प्रवाह देतो, परंतु तार आणि घरगुती वापरासाठी जेव्हा द्रव जोडला जातो तेव्हा तो एक किंवा दोन वर्षे टिकतो. अमोनिया (NH 4 Cl) च्या विघटनादरम्यान, क्लोरीन जस्तमध्ये सोडले जाते, कोळशावर जस्त क्लोराईड आणि अमोनिया तयार होते. ऑक्सिजनने समृद्ध असलेले मॅंगनीज पेरोक्साइड, कमीत कमी ऑक्सिडेशनच्या संयुगात थोडे-थोडे पुढे जाते, परंतु मातीचे भांडे भरणाऱ्या वस्तुमानाच्या सर्व भागांमध्ये नाही. मॅंगनीज पेरोक्साइडचा अधिक संपूर्ण वापर आणि अंतर्गत प्रतिकार कमी करण्यासाठी, हे घटक मातीच्या डब्याशिवाय व्यवस्थित केले जातात आणि मँगनीज पेरोक्साईड आणि कोळशापासून टाइल्स दाबल्या जातात, ज्यामध्ये कोक ओव्हन ठेवले जाते, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. 4 टेबल. या प्रकारचे घटक बंद केले जाऊ शकतात आणि वाहून नेणे सोपे आहे; काचेची जागा हॉर्न रबरने घेतली आहे. जस्त क्लोराईडच्या द्रावणाने अमोनियाच्या द्रावणाच्या जागी गेफने हा घटक देखील बदलला. मेरी देवी तत्व,कोळसा-जस्त, कोळशात मर्क्युरिक सल्फेट (Hg 2 SO 4) चे पेस्टी वस्तुमान असते, जे पाण्याने ओले केले जाते, ते सच्छिद्र मातीच्या भांड्यात ठेवले जाते. कमकुवत सल्फ्यूरिक ऍसिड किंवा अगदी पाणी देखील जस्तवर ओतले जाते, कारण विद्युत् प्रवाहाच्या क्रियेद्वारे पारा मिठापासून पहिले सोडले जाते, ज्या दरम्यान हायड्रोजनचे ऑक्सिडाइझ केले जाते आणि धातूचा पारा कोळशासह सोडला जातो, ज्यामुळे काही काळानंतर घटक बनतो. जस्त-पारा. कोळशाऐवजी शुद्ध पाराच्या वापराने विद्युत उत्तेजक शक्ती बदलत नाही; ते लेक्लान्चेट घटकापेक्षा काहीसे मोठे आहे, अंतर्गत प्रतिकार मोठा आहे. टेलीग्राफसाठी आणि सर्वसाधारणपणे अधूनमधून चालू असलेल्या प्रवाहासाठी योग्य. हे घटक वैद्यकीय हेतूंसाठी देखील वापरले जातात आणि ते त्यांना पारा सल्फेट (HgSO 4) ने चार्ज करण्यास प्राधान्य देतात. वैद्यकीय आणि इतर कारणांसाठी सोयीस्कर, या घटकाचे स्वरूप हॉर्न रबरचे एक उंच सिलेंडर आहे, ज्याच्या वरच्या अर्ध्या भागामध्ये जस्त आणि कोळसा असतो आणि खालच्या अर्ध्या भागामध्ये पाणी आणि पारा सल्फेट असते. जर घटक उलटा केला असेल तर ते कार्य करते आणि पहिल्या स्थितीत ते विद्युत् प्रवाह तयार करत नाही. Varren Delarue घटक- जस्त-चांदी. चर्मपत्र पेपर ट्यूबमध्ये ठेवलेल्या सिल्व्हर क्लोराईड (AgCl) च्या सिलेंडरमधून एक अरुंद चांदीची पट्टी बाहेर येते; जस्त पातळ रॉडच्या स्वरूपात असते. दोन्ही धातू पॅराफिन स्टॉपरने बंद केलेल्या काचेच्या नळीमध्ये ठेवल्या जातात. द्रव - अमोनियाचे द्रावण (1 लिटर पाण्यात प्रति मीठ 23 भाग). विद्युत उत्तेजक बल डॅनियल घटकाप्रमाणेच (किंचित जास्त) आहे. सिल्व्हर क्लोराईडपासून धातूच्या चांदीची चांदीच्या पट्टीवर जमा केली जाते आणि ध्रुवीकरण होत नाही. त्यांच्यापासून बनलेल्या बॅटरी दुर्मिळ वायूंमध्ये (V, वॉरेन डेलारू) प्रकाशाच्या मार्गावरील प्रयोगांसाठी वापरल्या जातात. गेफया घटकांना एक उपकरण दिले जे त्यांना वाहून नेणे सोपे करते; वैद्यकीय इंडक्शन कॉइल्स आणि थेट प्रवाहांसाठी वापरले जातात. Duchomin, Partz, Figier चे घटक.पहिला जस्त-कोळसा आहे; सामान्य मीठाच्या कमकुवत द्रावणात जस्त, कोळसा - फेरिक क्लोराईडच्या द्रावणात. विसंगत आणि थोडे संशोधन. पर्झने झिंकची जागा लोहाने घेतली; टेबल सॉल्टच्या द्रावणाची घनता 1.15 असते, फेरिक क्लोराईडच्या द्रावणाची घनता 1.26 असते. मागील एकापेक्षा चांगले, जरी विद्युत उत्तेजक शक्ती कमी आहे. आयर्न सल्फेटच्या संतृप्त द्रावणातून क्लोरीनचा एक जेट पार करून मिळवलेल्या लोह-कोळशाच्या घटकामध्ये फिगियर एक द्रव वापरतो. नायोड घटक,कार्बन-जस्त. झिंक हे सच्छिद्र चिकणमातीच्या सिलेंडरच्या सभोवतालच्या सिलेंडरच्या स्वरूपात असते ज्यामध्ये कोक स्टोव्ह ब्लीचने झाकलेला असतो. घटक मेणाने भरलेल्या कॉर्कसह कॉर्क केलेले आहे; सामान्य मिठाचे द्रावण त्यातील छिद्रातून ओतले जाते (24 भाग प्रति 100 पाण्याचे भाग). विद्युत उत्तेजक शक्ती मोठी आहे; बाह्य लहान प्रतिकारांवर स्थिर, काहीसे दीर्घकाळापर्यंत कृती केल्याने, ते लवकरच कमकुवत होते, परंतु घटकाच्या निष्क्रियतेच्या एक किंवा दोन तासांनंतर, ते मागील मूल्यापर्यंत पोहोचते. कोरड्या वस्तू.हे नाव घटकांना दिले जाऊ शकते ज्यामध्ये द्रवपदार्थाची उपस्थिती निहित असते जेव्हा ते घटकांच्या छिद्रपूर्ण शरीरात शोषले जाते; त्यांना बोलावले पाहिजे ओलेयामध्ये वर वर्णन केलेले तांबे-जस्त ट्रोव्हे घटक आणि जर्मेनद्वारे सुधारित लेक्लान्चेट घटक समाविष्ट आहेत. हे नंतरचे नारळ पासून काढलेले फायबर वापरते; त्यातून एक वस्तुमान तयार केले जाते, जे द्रव आणि वायू जोरदारपणे शोषून घेते, दिसायला कोरडे असते आणि केवळ दबावाखाली स्वीकारते. ओले स्वरूप. मोबाईल टेलीग्राफ आणि टेलिफोन एक्सचेंजसाठी सहज पोर्टेबल आणि योग्य. गॅसनर घटक (कोळसा-जस्त), ज्यामध्ये जिप्समचा समावेश आहे, बहुधा झिंक क्लोराईड किंवा अमोनिया (गुप्त ठेवलेले) सह गर्भित केलेले. उत्तेजक शक्ती लेक्लान्चेच्या घटकाप्रमाणेच असते, नंतरच्या क्रियेच्या सुरुवातीच्या काही काळानंतर; अंतर्गत प्रतिकार Leclanchet पेक्षा कमी आहे. लेक्लान्चेट-बार्बियर ड्राय सेलमध्ये, बाहेरील झिंक सिलेंडर आणि मॅंगनीज पेरोक्साईड असलेल्या एग्ग्लोमेरेटच्या आतील पोकळ सिलेंडरमधील अंतर अज्ञात रचनेच्या द्रावणाने संतृप्त जिप्समने भरलेले असते. या घटकांच्या पहिल्या, ऐवजी लांबलचक चाचण्या त्यांच्यासाठी अनुकूल होत्या. जिलेटिन ग्लिसरीन घटक कुझनेत्सोवातांबे-जस्त आहे; पॅराफिनमध्ये भिजवलेला पुठ्ठा बॉक्स असतो ज्याचा तळाशी आत आणि बाहेर टिन लावलेला असतो. चिरडलेल्या कॉपर सल्फेटचा एक थर टिनवर ओतला जातो, ज्यावर सल्फ्यूरिक ऍसिड असलेले जिलेटिन-ग्लिसरीन द्रव्यमान ओतले जाते. जेव्हा हे वस्तुमान घट्ट होते, तेव्हा ठेचलेल्या एकत्रित झिंकचा एक थर ओतला जातो, पुन्हा त्याच वस्तुमानाने भरला जातो. हे घटक व्होल्टेइक स्तंभाप्रमाणे बॅटरी बनवतात. कॉल, टेलिग्राफ आणि टेलिफोनसाठी डिझाइन केलेले. सर्वसाधारणपणे, वेगवेगळ्या कोरड्या घटकांची संख्या खूप लक्षणीय आहे; परंतु बहुतेक भागांमध्ये, द्रव आणि समूहाच्या गुप्त रचनेमुळे, त्यांच्याबद्दलचे निर्णय केवळ व्यावहारिक आहेत, वैज्ञानिक नाहीत. मोठ्या पृष्ठभागाचे घटक आणि कमी प्रतिकार.अशा प्रकरणांमध्ये जेथे लहान, त्याऐवजी जाड तारा किंवा प्लेट्स गरम करणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ, काही शस्त्रक्रिया ऑपरेशन्समध्ये (गॅल्व्हानोकॉस्टिक्स पहा), द्रवांमध्ये बुडविलेले मोठे धातूचे पृष्ठभाग असलेले घटक वापरले जातात, ज्यामुळे अंतर्गत प्रतिकार कमी होतो आणि त्यामुळे वाढ होते. वर्तमान पृष्ठभाग दुप्पट करण्याची वोलास्टन पद्धत अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, मोठ्या संख्येने प्लेट्सच्या पृष्ठभागाच्या रचनेवर लागू केली जाते. 2, कुठे y, y, y- प्लेट्समधील अंतरांमध्ये एका धातूच्या प्लेट्स ठेवल्या जातात क, क, क, कइतर धातू. सर्व प्लेट्स एकमेकांना समांतर असतात आणि स्पर्श करत नाहीत, परंतु सर्व समान नावाच्या बाह्य तारांनी एका संपूर्ण मध्ये जोडलेले असतात. ही संपूर्ण प्रणाली दोन प्लेट्सच्या घटकाप्रमाणे एकसमान आहे, रेखांकनात दर्शविलेल्या प्रत्येक दोन प्लेट्समधील अंतराच्या समान प्लेट्समधील द्रव थराची जाडी दाखवलेल्या तुलनेत पृष्ठभागाच्या प्रत्येक सहा पट आहे. आधीच या शतकाच्या सुरूवातीस (1822), मोठ्या धातूच्या पृष्ठभागासह उपकरणे स्थापित केली जात होती. त्यापैकी मोठा गॅरे घटक आहे, ज्याला डिफ्लेग्रेटर म्हणतात. झिंक आणि तांब्याच्या मोठ्या लांबीच्या शीट्स, फ्लॅनेल किंवा लाकडी काड्यांद्वारे विभक्त केल्या जातात, रोलरमध्ये गुंडाळल्या जातात ज्यामध्ये पत्रके एकमेकांना धातूच्या रीतीने स्पर्श करत नाहीत. हे स्केटिंग रिंक द्रवाच्या टबमध्ये बुडविले जाते आणि अगदी लहान बाह्य प्रतिकारांवर कार्य करताना खूप उच्च शक्तीचा प्रवाह देते. प्रत्येक शीटची पृष्ठभाग सुमारे 50 चौरस मीटर आहे. फूट (4 चौरस मीटर). आजकाल, सर्वसाधारणपणे, ते घटकांचा अंतर्गत प्रतिकार कमी करण्याचा प्रयत्न करतात, परंतु काही विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी ते त्यांना विशेषत: मोठी पृष्ठभाग देतात, उदाहरणार्थ, लाल-गरम वायर किंवा प्लेटसह वेदनादायक वाढ कापण्यासाठी शस्त्रक्रियेमध्ये, कॉटरायझेशनसाठी ( गॅल्व्हानोकॉस्टिक्स पहा). कमी प्रतिरोधक कंडक्टर गरम केले जात असल्याने, अंतर्गत प्रतिकार कमी करून तंतोतंत विद्युतप्रवाह मिळवणे शक्य आहे. म्हणून, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, गॅल्व्हानोकॉस्टिक घटकांमध्ये मोठ्या संख्येने प्लेट्स ठेवल्या जातात. 2 ग्रंथ. डिव्हाइस वैशिष्ट्ये सादर करत नाही, परंतु सोयीस्कर वापरासाठी अनुकूल आहे; उदाहरणार्थ, कार्बन-जस्त पेशी किंवा क्रोमियम द्रव असलेल्या चार्डिन बॅटरी, पॅरिस, ल्योन, माँटपेलियर आणि ब्रसेल्समध्ये वापरल्या जातात. ऑपरेशनपूर्वी बॅटरी चांगल्या स्थितीत आहे याची खात्री करण्यासाठी ऑपरेटरचे लक्ष खूप कमी प्रतिरोधक करंट मीटर (अँमीटर, किंवा अॅमीटर) वापरण्याची आवश्यकता आहे. सामान्य घटकविद्युत-उत्तेजक शक्ती राखून ठेवली पाहिजे किंवा विद्युत-उत्तेजक शक्तींची एकमेकांशी तुलना करताना मापनाचे सामान्य एकक म्हणून काम करण्यासाठी जेव्हा ते उघडे ठेवले जातात तेव्हा शक्य तितक्या काळासाठी स्थिर संभाव्य फरक असणे आवश्यक आहे. रेनियरने यासाठी तांबे-जस्त जोडी प्रस्तावित केली, ज्यामध्ये तांब्याची पृष्ठभाग जस्तच्या तुलनेत खूप मोठी आहे. द्रव 1000 भाग पाण्यात कोरड्या टेबल मीठ 200 भाग एक उपाय आहे. या स्थितीत, तांब्याचे ध्रुवीकरण खूप कमकुवत आहे जर हा घटक सर्किटमध्ये उच्च प्रतिरोधकतेसह आणि थोड्या काळासाठी आणला गेला. सामान्य घटक लॅटिमर क्लार्कझिंक सल्फेट, पारा आणि पारा सल्फाइड मीठ (Hg 2 SO 4) च्या द्रावणात झिंक असते. सामान्य घटक फ्लेमिंग,तांबे-जस्त, तांबे सल्फेट आणि झिंक सल्फेटच्या द्रावणासह, विशिष्ट, नेहमी स्थिर घनता. सामान्य घटक लंडन पोस्ट आणि टेलिग्राफ ऑफिस,तांबे-जस्त, झिंक सल्फेट आणि कॉपर सल्फेट क्रिस्टल्सच्या द्रावणासह तांबे अतिशय योग्य आहे. फ्लेमिंग घटकाच्या विद्युत उत्तेजक शक्तीसाठी, लेखाच्या शेवटी दिलेली प्लेट पहा. दुय्यम घटक,किंवा संचयक,रिटरच्या दुय्यम स्तंभांपासून उद्भवते (गॅल्व्हनिझम पहा), जे 50 वर्षे विशेष लक्ष न देता राहिले. रिटर स्तंभ, ज्यामध्ये काही द्रवात बुडलेल्या तांब्याच्या प्लेट्सचा समावेश होतो, त्यावर व्होल्टेइक स्तंभाच्या क्रियेनंतर, ध्रुवीकरण झाला आणि त्यानंतर तो स्वतः एक विद्युत प्रवाह तयार करू शकतो, ज्याची दिशा प्राथमिक प्रवाहाच्या विरुद्ध होती. 1859 मध्ये, प्लांटेने परस्पर धातूच्या संपर्काशिवाय आणि कमकुवत सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये बुडविल्याशिवाय, गेरे डिफ्लेग्रेटर सारख्या सर्पिलमध्ये गुंडाळलेल्या दोन शिशाच्या शीट्सचा समावेश असलेल्या घटकाची व्यवस्था केली. एका लीडशीटला एनोड (पॉझिटिव्ह पोल) आणि दुसरी बॅटरीच्या कॅथोडशी जोडून कमीतकमी 2 बुन्सेन किंवा पोगेनडॉर्फ पेशींच्या सीरीजमध्ये जोडल्या गेल्याने आणि अशा रीतीने द्रवामध्ये वाहणारा विद्युत् प्रवाह लीडपासून शिसेकडे गेल्याने ते वेगळे होतात. एनोडशी जोडलेल्या लीड प्लेटवरील ऑक्सिजन आणि कॅथोडशी जोडलेल्या शीटवर हायड्रोजन. एनोड प्लेटवर लीड पेरोक्साईडचा एक थर तयार होतो, तर कॅथोड प्लेट पूर्णपणे ऑक्साईड्सपासून साफ होते. प्लेट्सच्या विषमतेमुळे, ते मोठ्या इलेक्ट्रोएक्सिटेटरी फोर्ससह जोड्या तयार करतात, ज्यामुळे मागील एकाच्या विरुद्ध दिशेने विद्युत प्रवाह येतो. दुय्यम सेलमध्ये विकसित होणारे मोठे उत्तेजक बल, आणि जे प्राथमिक बॅटरीच्या विरुद्ध आहे, हे नंतरचे पूर्वीच्या बॅटरीपेक्षा श्रेष्ठ असावे या मागणीचे कारण आहे. मालिकेत जोडलेल्या दोन पोगेनडॉर्फ घटकांची उत्तेजक शक्ती सुमारे 4 व्होल्ट असते, तर प्लांटे घटक फक्त 2 1/2. समांतर जोडलेले 3 किंवा 4 प्लांट घटक लोड करण्यासाठी (अंजीर पहा. गॅल्व्हॅनिक बॅटरी), खरेतर, मागील 2 पोगेनडॉर्फ घटक पुरेसे असतील, परंतु शिशाच्या इतक्या मोठ्या पृष्ठभागाचे ऑक्सिडाइझ करण्यासाठी त्यांची क्रिया खूपच मंद असेल; म्हणून, एकाच वेळी चार्ज करण्यासाठी, उदाहरणार्थ, 12 प्लांट घटक समांतर जोडलेले आहेत, 6-8 व्होल्ट्सच्या उत्तेजक शक्तीसह 3-4 बनसेन घटकांची क्रिया अनेक तासांसाठी आवश्यक आहे. चार्ज केलेले प्लांट सेल, मालिकेत जोडलेले, 24 व्होल्टचे विद्युत उत्तेजक बल विकसित करतात आणि अधिक उत्पादन करतात, उदाहरणार्थ, चार्जिंग बॅटरीपेक्षा इन्कॅन्डेन्सन्स, परंतु दुय्यम बॅटरीची क्रिया लहान असेल. दुय्यम बॅटरीद्वारे गतीमध्ये सेट केलेल्या विजेचे प्रमाण प्राथमिक बॅटरीमधून त्यामधून गेलेल्या विजेच्या प्रमाणापेक्षा जास्त नसते, परंतु, बाह्य कंडक्टरमधून जास्त ताण किंवा संभाव्य फरकाने पार केल्यामुळे, कमी वेळेत खर्च होते. प्लांटच्या घटकांना, विविध व्यावहारिक सुधारणांनंतर, संचयक म्हणतात. 1880 मध्ये, फॉअरने लीड प्लेट्सला मिनियमच्या थराने झाकण्याची कल्पना सुचली, म्हणजे रेडीमेड लीड ऑक्साईड, जे प्राथमिक करंटच्या कृतीनुसार, एका प्लेटवर आणखी ऑक्सिडाइझ होते आणि दुसर्या प्लेटवर डीऑक्सिडाइझ होते. . परंतु लाल शिसे जोडण्याच्या पद्धतीमध्ये तांत्रिक सुधारणा आवश्यक होत्या, ज्यामध्ये मुख्यतः लीड ग्रिडचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये रिकाम्या पेशी लाल शिसेने भरल्या जातात आणि कमकुवत सल्फ्यूरिक ऍसिडवर लिथर्ज पीठ होते. फिट्झ-जेराल्ड बॅटरी कोणत्याही मेलिक बेसशिवाय लीड ऑक्साईड टाइल वापरते; सर्वसाधारणपणे, बर्याच बॅटरी सिस्टम्स आहेत आणि फक्त एक सर्वोत्तम येथे दर्शविला आहे (टेबलचा आकृती 8). हेगनची शिशाची शेगडी एकमेकांसमोर असलेल्या दोन प्रोट्र्यूशन्सने बनलेली असते, ज्यामुळे लीड ऑक्साईडचे तुकडे फ्रेमच्या बाहेर पडण्यापासून रोखतात; ओळींसह विशेषतः चित्रित कट abआणि cdमुख्य रेखाचित्र या फ्रेमची रचना स्पष्ट करते. एक फ्रेम लाल शिसेने भरलेली असते, तर दुसरी लिथर्जने (लीड ऑक्सिडेशनची सर्वात कमी डिग्री) असते. एक विषम संख्या, सहसा पाच किंवा सात, प्लेट्स नरकात स्पष्ट केल्याप्रमाणे जोडल्या जातात. 2; पहिल्या प्रकरणात 3, दुसऱ्यामध्ये 4 काटेरी झाकलेले. रशियन तंत्रज्ञांपैकी याब्लोचकोव्ह आणि खोतिन्स्की यांना बॅटरी उपकरणाचा फायदा झाला. हे दुय्यम घटक, एका तांत्रिक गैरसोयीचे प्रतिनिधित्व करतात - खूप मोठे वजन, विविध प्रकारचे प्राप्त झाले तांत्रिक अनुप्रयोग, तसे, घराकडे विद्युत प्रकाशयोजनाया उद्देशासाठी डायनॅमोचा थेट प्रवाह वापरणे अशक्य आहे अशा प्रकरणांमध्ये. एका ठिकाणी चार्ज केलेल्या बॅटरी दुसऱ्या ठिकाणी नेल्या जाऊ शकतात. त्यांच्यावर आता प्राथमिक घटकांसह शुल्क आकारले जात नाही, परंतु डायनॅमोसह, विशिष्ट विशेष नियमांच्या अधीन (डायनॅमोस, इलेक्ट्रिक लाइटिंग पहा). गॅल्व्हॅनिक बॅटरीचे संकलन.बॅटरी तीन प्रकारे घटकांची बनलेली असते: 1) अनुक्रमांक, 2) समांतर जोडणी, 3) मागील दोन्ही घटकांपासून एकत्र. अंजीर मध्ये. तक्ता 1 3 डॅनियल घटकांची मालिका जोडणी दर्शविते: पहिल्या जोडीचे जस्त, उजवीकडून मोजले जाते, तांब्याच्या टेपने दुसऱ्या जोडीच्या तांब्याशी जोडलेले असते, दुसऱ्या जोडीचे जस्त तांब्याशी जोडलेले असते. तिसऱ्या. पहिल्या जोडीच्या तांब्याचा मुक्त अंत म्हणजे एनोड, किंवा बॅटरीचा सकारात्मक ध्रुव; तिसऱ्या जोडीचा मुक्त अंत म्हणजे कॅथोड किंवा बॅटरीचा ऋण ध्रुव. समान घटकांच्या समांतर जोडणीसाठी, सर्व झिंक धातूच्या टेपसह एकत्र जोडणे आवश्यक आहे आणि सर्व तांबे पत्रे टेप किंवा तारांनी जोडणे आवश्यक आहे; जटिल जस्त पृष्ठभाग कॅथोड असेल, जटिल तांबे पृष्ठभाग एनोड असेल. अशा बॅटरीची क्रिया एका घटकाच्या क्रियेसारखीच असते, ज्याचा पृष्ठभाग एका बॅटरी सेलपेक्षा तीनपट मोठा असतो. शेवटी, तिसरी कनेक्शन पद्धत कमीतकमी 4 घटकांवर लागू केली जाऊ शकते. त्यांना दोन बाय दोन समांतर जोडल्यास, आपल्याला दोन जटिल एनोड आणि समान दोन कॅथोड मिळतात; पहिल्या कॉम्प्लेक्स एनोडला दुसऱ्या कॉम्प्लेक्स कॅथोडशी जोडल्यास, आपल्याला दुप्पट पृष्ठभागाच्या दोन घटकांची बॅटरी मिळते. धिक्कार असो. 3 मजकूर 8 घटकांचे दोन भिन्न जटिल संयुगे दर्शवितात, प्रत्येक काळ्या स्पेसने विभक्त केलेल्या दोन केंद्रित रिंगांद्वारे दर्शविले जाते. तपशीलात न जाता, आम्ही ते लक्षात घेतो देखावाया बॅटरी ज्या पद्धतीने बनवल्या जातात त्या नुकत्याच वर्णन केलेल्यांपेक्षा वेगळ्या असतात. (I) मध्ये 4 घटक मालिकेत जोडलेले आहेत, परंतु एका टोकाला दोन अत्यंत जस्त धातूच्या पट्टीने जोडलेले आहेत. QC,आणि विरुद्ध बाजूने, दोन अत्यंत तांबे प्लेट प्लेटद्वारे जोडलेले आहेत एए,जे एनोड आहे, तर QC -
एका जटिल बॅटरीचा कॅथोड, मालिकेत जोडलेल्या 4 दुहेरी-पृष्ठभागाच्या घटकांच्या समतुल्य. आकृती 3 (II) मालिकेत जोडलेल्या दोन चौपट पृष्ठभाग घटकांच्या समतुल्य बॅटरी दाखवते. ज्या केसेसमध्ये बॅटरीची आवश्यकता असते, ज्या विशिष्ट प्रकारे बनविल्या जातात, त्या ओहम सूत्राद्वारे (गॅल्व्हनिक करंट) पूर्णपणे स्पष्ट केल्या जातात, त्यापासून उद्भवलेल्या नियमाचे निरीक्षण करताना, ते मिळविण्यासाठी सर्वोत्तम कृतीगॅल्व्हॅनिक पेशींच्या दिलेल्या संख्येसह काही कंडक्टरवर, त्यांच्याकडून बॅटरी अशा प्रकारे तयार करणे आवश्यक आहे की त्याचा अंतर्गत प्रतिकार बाह्य कंडक्टरच्या प्रतिकाराइतका असेल किंवा कमीतकमी, शक्य असल्यास, त्याच्याकडे जाईल. यामध्ये आपण हे देखील जोडले पाहिजे की मालिका जोडणीसह, अंतर्गत प्रतिकार जोडलेल्या जोड्यांच्या संख्येच्या प्रमाणात वाढते आणि समांतर जोडणीसह, त्याउलट, ते या संख्येच्या प्रमाणात कमी होते. म्हणून, तारांच्या ओळींवर, जी गॅल्व्हॅनिक विद्युत् प्रवाहास मोठा प्रतिकार दर्शविते, बॅटरीमध्ये मालिका जोडलेल्या पेशी असतात; सर्जिकल ऑपरेशन्समध्ये (गॅल्व्हानोकॉस्टिक्स), समांतर-कनेक्ट केलेल्या घटकांची बॅटरी आवश्यक आहे. नरकात चित्रित. 3 (I) एका सेलच्या अंतर्गत प्रतिकारापेक्षा दुप्पट असलेल्या बाह्य प्रतिकारावर कार्य करण्यासाठी बॅटरी 8 पेशींचे सर्वोत्तम संयोजन दर्शवते. जर बाह्य प्रतिकार पहिल्या केसपेक्षा चार पट कमी असेल तर बॅटरीला ओळींचे स्वरूप दिले पाहिजे. 3(II). हे ओम फॉर्म्युला वापरून केलेल्या गणनेतून पुढे येते. [घटक आणि बॅटरीवर, निओडेटचे कार्य पहा (डी. गोलोव्हच्या रशियन भाषांतरात - "इलेक्ट्रिक घटक" 1891); कमी तपशीलवार: "डाय गॅल्व्हानिस्चेन बॅटरीन", हॉक, 1883. विद्युत, 1891 आणि 1892 मधील लेख] गॅल्व्हनिक पेशींची तुलनाआपापसात. येथे संबंधित टिप्पण्या अंशतः घटकांच्या वर्णनात दिल्या आहेत. गॅल्व्हॅनिक सेलचे मोठेपण ते विकसित होणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या सामर्थ्याने आणि त्याच्या क्रियेचा कालावधी, म्हणजे, दुसर्‍याद्वारे प्रथम मूल्याचे उत्पादन मोजले जाते. जर आपण विद्युतप्रवाहाचे एकक म्हणून अँपिअर घेतले (गॅल्व्हॅनिक प्रवाह पहा), आणि वेळेचे एकक म्हणून एक तास, तर आपण गॅल्व्हॅनिक सेलची कार्यक्षमता अँपिअर-तासांमध्ये मोजू शकतो. उदाहरणार्थ, आकारानुसार बॅटरी 40 ते 90 अँपिअर-तास देऊ शकतात. एका तासासाठी तथाकथित स्टीम घोड्याच्या कामाच्या समतुल्य, विद्युत प्रवाहाद्वारे वितरित केलेल्या कामाचे मोजमाप करण्याच्या पद्धतींसाठी, कार्य, विद्युत चालू ऊर्जा पहा.
