वर्तमान स्रोतबाट, रासायनिक। रासायनिक वर्तमान स्रोतहरू र उपकरणको प्रकार

वर्तमान स्रोतबाट , रासायनिक (संक्षिप्त HIT) - मिलाइएको, एक रिडक्स अभिक्रिया को ऊर्जा बिजुली ऊर्जा मा परिवर्तित छ जसमा। आफ्नो अन्य नाम - एक विद्युत सेल, galvanic सेल , एक विद्युत सेल। आफ्नो अपरेटिङ सिद्धान्त निम्न छ: दुई अभिकर्मकों को अन्तरक्रिया स्थिर बिजुली वर्तमान शक्ति बाँडफाँड समिति संग एक रासायनिक प्रतिक्रिया हुन्छ। अन्य स्रोत प्रक्रिया जनन बिजुली वर्तमान मा multistage योजना हुन्छ। पहिलो जारी , तापीय ऊर्जा त्यसपछि बिजुली ऊर्जा त्यसपछि मात्र यांत्रिक परिवर्तन र। फाइदा HIT - एक चरण प्रक्रिया, अर्थात् को बिजुली थर्मल र प्रदान गर्ने कदम बाइपास, सीधा प्राप्त छ यांत्रिक शक्ती।

कथा

कसरी पहिलो वर्तमान स्रोत गरे? रासायनिक स्रोतहरू भनिन्छ थिए galvanic कक्षहरू Luigi Galvani - को अठारौँ शताब्दीको इटालियन वैज्ञानिक पछि। उहाँले एक चिकित्सक, anatomist, physiologist र भौतिक थियो। आफ्नो अनुसन्धान को क्षेत्रमा एक विभिन्न बाह्य प्रभावको पशुहरूको को प्रतिक्रिया अध्ययन थियो। बिजुली उत्पादन को रासायनिक विधि भ्यागुतो आफ्नो प्रयोग को एक समयमा गल्ति Galvani खुलेको छ। यो भ्यागुतो खुट्टा दुई धातु प्लेट मा एक कच्चा ताकत जोडिएको छ। जब यो पेशी संकोचन भयो। Galvani यस घटना को आफ्नै व्याख्या गलत थियो। तर आफ्नो प्रयोग र अवलोकन को परिणाम पछि अध्ययन मा आफ्नो compatriot Alessandro वोल्टा मदत गरे।

वोल्टा को भ्यागुतो को पेशी ऊतक संग सम्पर्क मा दुई धातु बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया मार्फत आफ्नो काम मा व्याख्या गरिंदा विद्युत वर्तमान को घटना को सिद्धान्त। पहिलो रासायनिक वर्तमान स्रोत therein जस्ता र तामा को जोडतोडले प्लेट संग, नुनीन एक कन्टेनर जस्तो।

औद्योगिक-मात्रा मा सीसीएस को उन्नाइसौँ शताब्दीको दोस्रो आधा उत्पादन गर्न थाले, जो नुन इलेक्ट्रोलाइट, उहाँलाई पछि नाम संग प्राथमिक मैंगनीज-जस्ता कक्षहरू आविष्कार फ्रांसीसी Leklanshe धन्यवाद। केही वर्ष पछि, यो 1940 अघि बिजुली मात्र प्राथमिक रासायनिक स्रोतहरू अन्य वैज्ञानिकहरू गर्न विद्युत सेल सुधार र छ गरिएको छ।

डिजाइन र संचालन HIT

रासायनिक वर्तमान स्रोत उपकरण दुई इलेक्ट्रोड (पहिलो प्रकारको कंडक्टर) र हस्तक्षेप इलेक्ट्रोलाइट (दोस्रो प्रकारको सञ्चालकको वा आयन सञ्चालकको) समावेश छन्। विद्युतीय क्षमता को सीमा मा तिनीहरूलाई बीच उत्पन्न हुन्छ। को इलेक्ट्रोड भएको कम एजेन्ट Anode भनिन्छ ऑक्सीकरण छ, र एक जो oxidant रिकभरी मा - कैथोड। सँगै इलेक्ट्रोलाइट संग, उनि एक विद्युत प्रणाली गठन।

को इलेक्ट्रोड बीच रिडक्स अभिक्रिया को एक byproduct एक बिजुली वर्तमान को घटना हो। यो प्रतिक्रिया दौरान, कम एजेन्ट oxidised छ र oxidant तिनीहरूलाई स्वीकार र कारण यस पुनर्स्थापना कि इलेक्ट्रॉनों दिन्छ। को कैथोड र Anode बीच इलेक्ट्रोलाइट उपस्थिति एक जरूरी प्रतिक्रिया हो। केवल सँगै दुई फरक धातु को पाउडर मिश्रण भने, कुनै बिजुली छुट्टी उत्पन्न गर्दैन, सबै ऊर्जा गर्मी रूपमा जारी गरिनेछ। को इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रन स्थानान्तरण प्रक्रिया स्ट्रिमलाइन गर्न आवश्यक छ। अक्सर यसको गुणस्तर को नुन समाधान वा पिघल कार्य।

को इलेक्ट्रोड धातु प्लेट वा ग्रिड जस्तो। खुला सर्किट भोल्टेज - इलेक्ट्रोलाइट आफ्नो विसर्जन तिनीहरूलाई बीच एक बिजुली क्षमता फरक उठ्छ। आफ्नो ग्रहण गर्न - को Anode इलेक्ट्रॉनों को प्रभाव र कैथोड झुकाव छ। आफ्नो सतह मा रासायनिक प्रतिक्रिया सुरु हुन्छ। तिनीहरूले माला को खोलेर रोकियो को reactants एक खपत हुँदा साथै। तोडने को इलेक्ट्रोड वा इलेक्ट्रोलाइट एक हटाउन द्वारा ठाउँ लिन्छ।

संरचना विद्युत प्रणाली

वर्तमान स्रोतबाट रासायनिक Oxidants अक्सिजन एसिड लवण, अक्सिजन, halides, उच्च धातु आक्साइड nitroorganic मिश्रित र टी। डी एजेन्ट therein धातु र आफ्नो कम आक्साइड, हाइड्रोजन र हाइड्रोकार्बन यौगिकों छन् कम रूपमा प्रयोग गरिन्छ। electrolytes प्रयोग गरिएको:

1. एसिड, क्षार, नुन र यति मा को जलीय समाधान। डी
2. आयन चालकता संग Nonaqueous समाधान जैविक वा अकार्बनिक सल्वैंट्स मा नुन dissolving प्राप्त।
3. नुन पिघलने।
4. ईओण जाली, को चल्ने आयनों को wherein एक साथ ठोस यौगिकों।
5. म्याट्रिक्स electrolytes। यो तरल समाधान वा पिघलने एक ठोस गैर-प्रवाहकीय शरीर को pores मा स्थित हो - elektronositelya।
6. आयन-विनिमय electrolytes। एउटै साइन को स्थिर ईओण समूह यो ठोस जडान छैन। जबकि मोबाइल योना अर्को साइन। यो सम्पत्ति इलेक्ट्रोलाइट unipolar को चालकता बनाउँछ।

galvanic ब्याट्री

रासायनिक वर्तमान स्रोतबाट विद्युत कक्षहरू समावेश - कक्षहरू। यी कक्षहरू मध्ये तनाव सानो छ - 0.5 देखि 4V गर्न। आवश्यकता आधारमा, धेरै serially जडान तत्व मिलेर, हिट galvanic ब्याट्री प्रयोग गर्नुहोस्। यो कहिलेकाहीं समानान्तर वा धेरै तत्व को श्रृंखला-समानान्तर जडान मा प्रयोग गरिन्छ। एक श्रृंखला सर्किट मा सधैं मात्र नै प्राथमिक कक्षहरू वा ब्याट्री समावेश गर्नुहोस्। विद्युत प्रणाली, डिजाइन, प्रक्रिया विभिन्नता र आकार: तिनीहरूले नै मापदण्डहरू छन् हुनुपर्छ। समानान्तर जडान लागि विभिन्न आकार को तत्व प्रयोग गर्न सम्भव छ।

वर्गीकरण HIT

रासायनिक स्रोतहरू भिन्न:

• आकार;
• निर्माण;
• अभिकर्मकों;
• प्रकृति energoobrazuyuschey प्रतिक्रिया।

यी मापदण्डहरू एक विशेष अनुप्रयोगको लागि उपयुक्त भएको सीसीएस को प्रदर्शन परिभाषित।

सञ्चालनको सिद्धान्त मा मतभेद आधारित विद्युत कक्षहरूको वर्गीकरण। यी विशेषताहरु आधारमा, भेद:

1. प्राथमिक रासायनिक स्रोतहरू - डिस्पोजेबल आइटम। तिनीहरूले एक निश्चित स्टक अभिकर्मकों, प्रतिक्रिया मा खपत छ जो छ। यस्तो पूर्ण छुट्टी सेल पछि दक्षता हराउछ। अर्को प्राथमिक HIT मा galvanic कक्षहरू भनिन्छ। तत्व - विश्वासी बस तिनीहरूलाई कल हुनेछ। "ब्याट्री" एए - एक प्राथमिक शक्ति स्रोत को सरल उदाहरण।
2. Rechargeable रासायनिक वर्तमान स्रोतबाट - ब्याट्री (पनि दोस्रो, उल्टाउन HIT भनिन्छ) reusable तत्व हो। हालको बाह्य सर्किट देखि उल्टो दिशा मा पूर्ण छुट्टी खर्च reactants फेरि रासायनिक ऊर्जा जम्मा regenerated छन् पछि ब्याट्री मार्फत पारित गरेर (चार्ज भइरहेको)। कारण बाह्य स्थिर वर्तमान स्रोत उपकरणबाट चार्ज को संभावना गर्न intermittently Recharge गर्न, एक लामो समय को लागि प्रयोग गरिन्छ। विद्युत ऊर्जा उत्पन्न गर्ने प्रक्रिया accumulator छुट्टी भनिन्छ। यी धेरै विद्युतीय उपकरणहरू (ल्याप्टप, मोबाइल फोन र यति मा। एन) को हिट ब्याट्री समावेश गर्नुहोस्।
3. थर्मल रासायनिक स्रोतहरू - लगातार कार्य को उपकरणहरू। आफ्नो सञ्चालन समयमा त्यहाँ अभिकर्मकों र प्रतिक्रिया उत्पादनहरु हटाउन नयाँ समूहहरु को एक लगातार प्रवाह छ।
4. संयुक्त (polutoplivnyh) विद्युत कक्षहरुमा reactants को एक एक शेयर छ। दोस्रो यन्त्र बाहिर आपूर्ति गरिएको छ। उपकरणको जीवन पहिलो reactant को आपूर्ति मा निर्भर गर्दछ। विद्युत वर्तमान को संयुक्त रासायनिक स्रोतहरू भने बाह्य स्रोतबाट वर्तमान पारित गरेर आफ्नो शुल्क बहाल गर्ने सम्भावना छ, ब्याट्री रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
5. हिट अक्षय mechanically या रासायनिक recharged। तिनीहरूलाई लागि, यो पूर्ण शुल्क नयाँ अंश मा अभिकर्मकों खर्च पछि प्रतिस्थापन गर्न सम्भव छ। त्यो तिनीहरूले समय समयमा recharged ब्याट्रिहरू जस्तै, साथै लगातार उपकरणहरू छन्, छ।

विशेषताहरु हिट

रासायनिक शक्ति स्रोतहरू को प्रमुख विशेषताहरु समावेश:

1. सर्किट भोल्टेज खुला (OCV वा डिस्चार्ज भोल्टेज)। यो दर मुख्यतया विद्युत प्रणाली (एक कम एजेन्ट, को oxidizing एजेन्ट र इलेक्ट्रोलाइट को संयोजन) मा निर्भर गर्दछ। पनि OCV इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता, छुट्टी, तापमान र अरूलाई डिग्री असर गर्छ। OCV हिट मार्फत बगिरहेको वर्तमान को मूल्य मा निर्भर गर्दछ।
2. शक्ति।
3. को छुट्टी वर्तमान - बाह्य सर्किट प्रतिरोध आधारमा।
4. क्षमता - बिजुली अधिकतम रकम यो पूर्ण discharged गर्दा HIT दिन्छ कि।
5. ऊर्जा सामग्री - अधिकतम ऊर्जा पूर्ण छुट्टी उपकरणमा पाए।
6. ऊर्जा विशेषताहरु। ब्याट्री को लागि, यो मुख्यतया भोल्टेज वा शुल्क क्षमता (स्रोत) lowering बिना शुल्क-छुट्टी चक्र संख्या प्रत्याभूति गरिएको छ।
7. तापमान सीमा प्रदर्शन।
8. भण्डारण समय - निर्माण र पहिलो छुट्टी उपकरण समय अधिकतम राशि।
9. सेवा जीवन - अधिकतम कुल भण्डारण र काम जीवन। इन्धन लागि कक्षहरू लगातार र अनिरंतर सञ्चालन संग सेवा को महत्त्वपूर्ण अवधि हो।
10. कुल ऊर्जा सम्पूर्ण सेवा जीवनको लागि बुझाइएको।
11. कम्पन, आघात आदर यांत्रिक, शक्ति र यति मा। एन
12. कुनै पनि स्थिति मा काम गर्न सक्ने क्षमता।
13. विश्वसनीयता।
14. सजिलो मर्मतका।

HIT लागि आवश्यकताहरू

विद्युत कक्षहरूको डिजाइन सबैभन्दा कुशल प्रतिक्रिया को लागि अनुकूल वातावरण प्रदान गर्नुपर्छ। यी अवस्था समावेश:

• वर्तमान रिसाव रोकन;
• वर्दी काम;
• (छाप सहित) यांत्रिक बल;
• को reactants को जुदाई;
• को इलेक्ट्रोड र इलेक्ट्रोलाइट बीच राम्रो सम्पर्क;
• न्यूनतम घाटा संग बाह्य उत्पादन गर्न प्रतिक्रिया क्षेत्र देखि वर्तमान निर्वहन।

वर्तमान स्रोतबाट, रासायनिक निम्न सामान्य आवश्यकताहरू पूरा गर्नुपर्छ:

• विशिष्ट मापदण्डहरु को उच्च मान;
• operability अधिकतम तापक्रम दायरा;
• सबैभन्दा ठूलो तनाव;
• ऊर्जा एक एकाइ को न्यूनतम लागत;
• स्थिरता भोल्टेज;
• संरक्षण चार्ज;
• सुरक्षा;
• मर्मतका को सुख र आदर्श यसको लागि कुनै आवश्यकता;
• लामो सेवा जीवन।

सञ्चालन HIT

प्राथमिक कक्षहरूको मुख्य फाइदा - कुनै पनि मर्मतका लागि कुनै आवश्यक छैन। तपाईं उपस्थिति, तखता-जीवन जाँच गर्न तिनीहरूलाई पर्याप्त प्रयोग गर्न सुरू अघि। जडान हुँदा यो ध्रुवीयता पालन र उपकरण सम्पर्क को निष्ठा जाँच गर्न महत्त्वपूर्ण छ। थप जटिल रासायनिक स्रोतहरू - ब्याट्री, अझ गम्भीर हेरविचार माग छन्। आफ्नो सेवाको उद्देश्य - जीवन को अधिकतम विस्तार। ब्याट्रि हेरचाह छ:

• सफाई को मर्मतका;
• खुला सर्किट भोल्टेज अनुगमन;
• को इलेक्ट्रोलाइट स्तर कायम राख्न (केवल distilled पानी Refilling लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ);
• को इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता (- तरल पदार्थ घनत्व नाप्ने लागि सरल उपकरण Hydrometer मार्फत) को नियन्त्रण।

विद्युत कक्षहरूको सञ्चालन समयमा विद्युत उपकरण को सुरक्षित प्रयोग सम्बन्धी सबै आवश्यकताहरु अनुरूप गर्न आवश्यक छ।

विद्युत प्रणाली को HIT वर्गीकरण

रासायनिक वर्तमान स्रोतबाट को प्रकार, प्रणाली आधारमा:

• नेतृत्व (एसिड);
• निकल-मध्यम, निकल-फलाम, निकल-जस्ता;
• मैंगनीज-जस्ता, तामा-जस्ता, पारा, जस्ता, जस्ता-क्लोराइड;
• चाँदी-जस्ता, चाँदी र मध्यम;
• हावा-धातु;
• निकल-हाइड्रोजन र चाँदी-हाइड्रोजन;
• मैंगनीज-म्याग्नेसियम;
• लिथियम र टी। डी।

HIT को आधुनिक प्रयोग

वर्तमान स्रोतबाट, रासायनिक यो हाल मा प्रयोग गरिन्छ:

• वाहन;
• पोर्टेबल उपकरणहरू;
• सैन्य र अन्तरिक्ष प्रविधि;
• वैज्ञानिक उपकरण;
• चिकित्सा (pacemakers)।

घरमा HIT को परिचित उदाहरण:

• ब्याट्री (सुक्खा कक्षहरू);
• ब्याट्री पोर्टेबल घर उपकरण र इलेक्ट्रनिक्स;
• Uninterruptible बिजुली आपूर्ति;
• कार ब्याट्री।

विशेष गरी व्यापक बिजुली को लिथियम रासायनिक स्रोतहरू अपनाए। यो लिथियम (ली) उच्चतम ऊर्जा घनत्व छ भन्ने तथ्यलाई कारण छ। यो नकारात्मक दावा भन्ने तथ्यलाई इलेक्ट्रोड सम्भावित अन्य सबै धातु को। लिथियम-आयन ब्याट्री (LIA) सीसीएस र काम भोल्टेज को विशिष्ट ऊर्जा अन्य सबै मानहरू अगाडी। सडक परिवहन - अब तिनीहरूले बिस्तारै नयाँ क्षेत्र मास्टर। लिथियम ब्याट्री को सुधार गर्न सम्बन्धित भविष्यमा वैज्ञानिक विकासक्रम मा, ultrathin डिजाइन र ठूलो भारी-कर्तव्य ब्याट्री को दिशा मा उत्प्रेरित गर्नेछ।