Jak si představit elektrické napětí v baterce?
Napětí se obvykle obrazně znázorňuje pomocí vody, kdy je voda nahoře a je připravena téct dolů. Ale jak si představit napětí pomocí elektronů nebo nějak méně obrazně? Je na záporném pólu baterie spousta elektronů, které jsou připraveny se pohybovat ke kladnému pólu? Tak si to spíš představuju u kondenzátoru, baterie ale je schopná dodávat elektřinu dlouho, ne naráz, jak si to teda představit nebo jak to funguje?
Odpovědi
Diskuze
Baterie je založená na chemické reakci (přesněji fyzikálně-chemické) a ta dokáže probíhat v delším čase (než např. u kondenzátoru). Kapacita baterie přímo úměrná hmotě látky která se v ní nachází (elektrolytu). Hodně používané a kapacitně výhodné jsou olověné akumulátory (olovo versus kyselina sírová), zinkové baterie (zinek + kyselina chlorovodíková), dnešní "suché články" se realizují na bázi 1) zinek + elektrolyt salmiak (případně jiný) lepší jsou: 2) NiMH (nikl-metalhydrid) 3) nejlepší jsou na bázi Li (lithium).
Molární množství pracovní chemikálie na které je baterie založena je přímo úměrné množství elektronů, které baterie vytvoří a tím její kapacitě.
Každou baterii je možné si představit jako nějaký stroj, který není v rovnováze, jako například kyvadlo v nejvyšší výchylce, maximálně stlačená nebo natažená pružina, napuštěná přehradní hráz, těleso vyzdvižené v gravitačním poli vzhůru (všechna mají potenciální energii). Tyto stroje se snaží dostat do rovnováhy (zbavit se nahromaděné potenc. energie), pružina se vrátit do rovnovážného stavu, přehradní hráz se vypustit, těleso spadnout k zemi. Tyto procesy jsou pak parelelou elektrického prudu, který tento stroj/těleso dodává. Napříkad u hodinových strojů se také vnitřní energie pružiny "vypouští" po dlouhou dobu tak jako je tomu u baterií.
Podobně na kladné elektrodě dochází k redukci iontů kovu na kov - elektrody přibývá. Potřebné elektrony jsou odnímány elektrodě, a ta se nabíjí kladně. Reakce se opět zastaví. Pokud na kladnou elektrodu (anodu) přivádíme elektrony z katody (záporné elektrody) mohou reakce na obou elektrodách probíhat až do spotřebování materiálu elektrody nebo změny složení elektrolytu. Jednoduchým příkladem může být článek, složený ze zinkové a měděné elektrody, ponořené do roztoku modré skalice. Katodou bude Zn-elektroda, na které se bude zinek oxidovat, anodou bude měděná elektrody, na které se budou ionty Cu(++)redukovat na Cu.
Lepší představu neumím nabídnout.