Виготовлення найпростішого гальванічного елемента

Вольтів стовп був винайдений таким відомим вченим з Італії, як Алессандр Вольт. Він провів перші випробування хімічного джерела струму ще в 1800 році. Його назвали елементом Вольта. Він представляв собою посудину з підсоленою водою і опущеними в неї цинковими та мідними пластинами, які з’єднувалися дротом. Потім вчений зібрав цілу батарею з таких елементів, яка пізніше була названа Вольтовим стовпом. Вольтів стовп своїми руками могли зробити будь-випробувачі і з успіхом застосовували його.

Принцип дії

Найпростіший мідно-цинковий стовп збирається з 2 електродних пластин, розташованих в розчині електроліту. У цьому випадку, занурюючи електроліт в простір між металами, Ви створюєте різницю потенціалів.

Увага! Якщо Ви занурте мідні і цинкові пластини в розчин солі, то виникне різниця потенціалів, складова приблизно 1 вольт, тоді як кожен окремо взятий в незалежності від габаритів, відчуває напругу в 1 вольт. Пам’ятайте, що потужність пластин в електроліті залежить від площі дії.

Для створення більш високої напруги або потужності цих елементів заводські батарейки роблять у вигляді послідовно з’єднаних, кількість збільшують до того, як отримають потрібну напругу.

Заводська схема конструкції

Історія розвитку конструкції елемента Вольта

Відкриття отримало розвиток у використанні вчених з інших країн, які його успішно застосовували у своїх дослідженнях. Приміром, у 1802 році академік з Росії Петров зібрав батарею — Вольтів стовп з 2,1 тис. елементів, яка забезпечувала електричну дугу.

Надалі, в 1836 році, хімік Дж. Деніел англійського походження модернізував елемент Вольта за рахунок того, що помістив електроди з цинку і міді в розчин сірчаної кислоти. Таку конструкцію прозвали як пристрій вольтова стовпа.

Друга половина дев’ятнадцятого століття

Потім у 1859 році у Франції дослідник фізичних явищ Гастон Планте винайшов інший тип акумулятора — свинцево-кислотний. Він до цих пір використовується в автомобільних акумуляторах. Але вже в 1865 році Ж. Лекланше винайшов свій гальванічний елемент, який назвали елемент Лекланше. Він складався з цинкового склянки, який був заповнений розчином водного хлористого амонію або іншої солі хлору. У нього поміщали агломерат з оксиду (IV)марганцю з формулою — Mno 2 з вугільним токоотводом.

Модифікація цієї конструкції може використовуватися і в сучасних сольових батарейках в різних побутових пристроях. В цей час в 1890 році в місті Нью-Йорк дослідник Конрад Губерт, який іммігрував з Росії, створив 1-й електричний ліхтарик. Далі компанія National Carbon в 1896 році починає масове виробництво перших сухих імені елементів Лекланше «Columbia» у світі. Самий найбільший прослужившее гальванічне пристрій на сірчано-цинкової батареї — накопичувач, виготовлений в Лондоні у другій половині 19-го року. Він був підключений до дзвінка і до цих пір працює.

Стандартна схема найпростішої батарейки

Сучасність

Портативної техніки, якою користується людина сьогодні, необхідно напруга як мінімум в 3,6 вольта (але краще — 4,5). Для отримання такого показника рекомендується використовувати 4-5 вище описаних елементів, з’єднаних послідовно. Коли з’єднують 5 літрових (обсяг електроліту) елементів, то домагаються показника в 3,5-4,6 вольт, при чому ємність зростає до 45-50 ампер на годину. Якщо розряд струму досягне 400-600 міліампер на годину, то Ви зможете живити такий батарейкою невеликий радіоприймач або ліхтарик світлодіодного типу. Також можна забезпечити зарядкою мініатюрний акумулятор до 10-20 годин, але харчування сучасних телефонів і гаджетів потребують більш серйозних джерел.

Виготовлення довгострокового елемента живлення для портативних пристроїв

Необхідні матеріали

Щоб самостійно зробити вольтов стовп (хімічний джерело електроенергії), Вам знадобиться:

  • ємність побільше, наприклад, обсягом 40-50 літрів (це мінімум для стабільного живлення портативних світлодіодних лампочок та іншої техніки).
  • п’ять мідних пластин 20/40;
  • п’ять цинкових пластин 20/40;
  • будь-яка сіль.

На підготовчому етапі кожну пластинку припаюють або запресовують, загинаючи куточки пластин. Потім вставляють проводок і заплющивают молотком.

Складання конструкції хімічного джерела електроенергії

Закріпіть між собою пластини через электронопроводящие прокладки. Для цього підійдуть дерев’яні брусочки або пластмасові трубки. Опустіть стовп пластин в ємність з електролітом (розчин кухонної солі, нашатирю або сірчаної кислоти — автоэлектролит). Кислоту додають порціями і періодично перевіряють щільність розчину аэрометром. Необхідно домогтися, щоб вона становила 1,21-1,31 грам на см3 — це приблизно 280-300 г кислоти.

Модель одного елемента

Далі з’єднайте отримані батарейки: мідні пластини одного дротом з’єднайте з цинковою смужкою другого елемента. Таким чином, у Вас вийде з одного боку блоку — мідна смужка закріплена з проводом (+ позитивна), а з протилежного — цинкова (негативна). Ефективність такого джерела можна підвищити за рахунок збільшення площі пластин, або використання більш сильного електроліту (сірчаної кислоти).

Технологія виготовлення альтернативного джерела живлення

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>