Cine a inventat bateriile. Bateriile: istoria creației și dezvoltării. Chestionar despre bateriile din viața noastră

Primele experimente care au arătat capacitatea de acumulare, adică. pentru a acumula energie electrică, au fost produse la scurt timp după descoperirea de către savantul italian Volta a fenomenelor de electricitate galvanică.

În 1801, fizicianul francez Gautereau, trecând un curent prin apă prin electrozi de platină, a descoperit că, după ce curentul prin apă a fost întrerupt, este posibil, prin conectarea electrozilor între ei, să se obțină un curent electric de scurtă durată.

Omul de știință Ritter a făcut apoi același experiment, folosind în loc de electrozi de platină electrozi din aur, argint, cupru etc. și separându-i unul de celălalt cu bucăți de pânză înmuiate în soluții de sare, a obținut primul secundar, adică capabil de a oferi energie electrică stocată în el, un element.

Primele încercări de a crea o teorie a unui astfel de element au fost făcute de Volta, Marianini și Bequerel, care au susținut că acțiunea bateriei depinde de descompunerea soluțiilor de sare în acid și alcali prin curent electric și că acestea din urmă, atunci când sunt combinate , da din nou un curent electric.

Această teorie a fost învinsă în 1926 de experimentele lui Deryariva, care a fost primul care a folosit apă acidificată într-o baterie.

Apa acidificată în timpul trecerii curentului se descompune, evident, în oxigen și hidrogen, iar elementul își datorează acțiunea ulterioară acestei descompunere. Grove a demonstrat cu brio această poziție prin construirea celebrului său acumulator de gaz, format din plăci coborâte în apă acidulată și înconjurate în partea superioară: una cu hidrogen și alta cu oxigen. Cu toate acestea, acumulatorul în această formă era foarte nepractic, deoarece pentru a stoca cantități mari de energie electrică, era necesar să se depoziteze o cantitate foarte mare de gaze, care ocupa un volum mare.

O mare îmbunătățire practică în dezvoltarea acumulatorilor a fost introdusă în 1859 de Gaston Plante, care, în urma unei lungi serii de experimente, a ajuns la un tip de acumulator format din plăci de plumb cu o suprafață mare, care, atunci când este încărcat cu curent. , au fost acoperite cu oxid de plumb, a. eliberând oxigen și lichid, au emis un curent electric.

Plante a luat două fâșii de foi de plumb, a pus fâșii de pânză între ele și a împăturit fâșiile în jurul unui băț rotund. Apoi a strâns pachetul rezultat cu inele de cauciuc și a pus-o într-un vas cu apă acidulată. Cu încărcarea și descărcarea repetată a unei astfel de baterii, s-a format un strat activ activ pe suprafața plăcilor, care a participat la proces și a conferit elementului o capacitate mare. Cu toate acestea, necesitatea unui număr foarte mare de încărcări și descărcări ale bateriei Plante pentru a-i oferi o oarecare capacitate a crescut foarte mult costul bateriei și a îngreunat producția.

Următoarea îmbunătățire care a adus bateria la forma sa modernă a fost utilizarea, în 1880, de către Camille Faure a plăcilor de plumb, ale căror celule erau umplute cu o masă special pregătită, făcută în avans. Acest proces a simplificat și a redus foarte mult costul de fabricație a bateriilor, reducând turnarea bateriilor la un proces foarte scurt.

Îmbunătățiri ulterioare în istoria bateriilor plumb-acid erau deja pe cale de a îmbunătăți metoda folosită de Fore pentru umplerea și formarea plăcilor de zăbrele, fără a aduce modificări drastice designului bateriei. În paralel cu dezvoltarea bateriilor plumb-acid, care prezintă o serie de neajunsuri majore și de nerecuperat, precum greutatea mare pe unitate de capacitate, imposibilitatea de a fi depozitate fără deteriorare în stare descărcată etc., a avut loc o dezvoltare a aplicații pentru fabricarea bateriilor și a metalelor, altele decât plumbul.

Elementele Edison și Jungner sunt utilizate pe scară largă în cazurile în care pentru încărcare este necesară greutatea redusă și lipsa de pretenții a bateriilor, deoarece pot rezista atât timp cât doresc în stare descărcată. Cu toate acestea, nu au reușit să înlocuiască bateriile plumb-acid, atât din cauza prețului lor ridicat, cât și din cauza randamentului scăzut și a tensiunii scăzute pe care le oferă. Astfel, bateriilor fier-nichel li se atribuie un loc mare in toate instalatiile portabile si mobile, in timp ce bateriile plumb-acid au un domeniu larg de aplicare in instalatiile stationare.

Yemtsov G. Baterii electrice

Priveste in jur. Aproape toate dispozitivele electrice de dimensiuni mici care ne înconjoară în viața de zi cu zi au o baterie portabilă în circuitul lor - pur și simplu, o baterie. Fie că este vorba despre un telefon mobil, telecomandă TV, ceas de perete sau de masă, calculator etc.

Când a atașat două benzi de metale diferite de piciorul broaștei, a descoperit un curent care curge între ele. Deși Galvani nu a dat o explicație corectă pentru acest proces, experiența sa a servit drept bază pentru cercetările unui alt om de știință italian, Alessandro Volta. El a dezvăluit că cauza curentului este o reacție chimică între două metale diferite într-un anumit mediu.

Volta a pus două plăci într-un recipient cu soluție salină: zinc și cupru. Acest dispozitiv a devenit primul element chimic autonom din lume. Ulterior, Volta și-a îmbunătățit designul, creând faimosul „ stâlp voltaic”(Anexă. Foto).

În 859, omul de știință francez Gaston Plante a creat o baterie care folosea plăci de plumb scufundate într-o soluție slabă de acid sulfuric. Această baterie a fost încărcată de o sursă de curent continuu și apoi a început să genereze electricitate în sine, dând aproape toată energia electrică cheltuită pentru încărcare. Și acest lucru s-ar putea face de multe ori. Așa s-a născut prima baterie.

2. Chestionar despre bateriile din viața noastră

a rugat părinții, elevii de liceu să răspundă la întrebările chestionarului meu. 32 de persoane au fost intervievate

Întrebarea 1: După ce vă ghidați atunci când cumpărați baterii?

(Anexă. Tabelul 1)

Majoritatea respondenților acordă atenție producătorului atunci când cumpără baterii.

Întrebarea 2: Ce dispozitive folosiți, baterii?

(Anexă. Tabelul 2)

Majoritatea folosesc baterii în telecomenzi și ceasuri.

Bateriile electrice sunt un lucru foarte util. Dacă nu ar fi acolo, atunci jucăriile ar trebui să fie conectate la priză și încurcate în fire, în plus, curentul electric din rețea nu este potrivit pentru jucării, ar fi nevoie și de o cutie specială pentru a o repara.

Bateriile nu au la fel de multă putere ca electricitatea care vine în casele noastre, dar pot fi mutate din loc în loc, precum și folosite ca sursă de energie de urgență atunci când rețeaua este întreruptă.

Întrebarea 3: Ce faci cu bateriile uzate?

(Anexă. Tabelul 3)

Majoritatea bateriilor sunt aruncate, unele folosesc încărcătoare.

Întrebarea 4: Cum pot prelungi durata de viață a bateriei?

(Anexă. Tabelul 4)

Aproape jumătate dintre respondenți nu știu cum să prelungească durata de viață a bateriei.

Concluzii din rezultatele sondajului:

1. Bateriile electrice sunt un lucru foarte util. Ei oferă jucării și alte lucruri utile independență și independență.

2. Fiecare casă are dispozitive care necesită baterii.

3. Majoritatea respondenților atunci când cumpără baterii se ghidează după preț și companie.

4. Majoritatea oamenilor nu știu cum să prelungească durata de viață a bateriei, așa că le aruncă imediat.

Ce au în comun smartphone-urile, laptopurile, lanternele, jucăriile interactive de mișcare pentru copii și ceasurile? Răspunsul este simplu - o baterie. Datorită cercurilor, cilindrilor și dreptunghiurilor discrete, putem folosi toate acestea.

Câți ani au trecut de la inventarea bateriei? Majoritatea vor spune că primele versiuni au apărut la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Este destul de rezonabil, pentru că în 1798 contele italian Alessandro Volta a construit prima baterie primitivă, care a primit numele de „Pilon Voltaic”. A stivuit discuri de zinc și cupru și le-a separat cu o cârpă înmuiată în alcali sau acid. Un astfel de „turn” avea o jumătate de metru înălțime. Dar! Există dovezi că originea bateriei este mai veche. Primul exemplar primitiv a fost cunoscut oamenilor cu 2000 de ani înainte.

La mijlocul secolului al XX-lea (1938), în timp ce făcea săpături în Irak, Wilhelm Koenig a găsit un vas de lut înalt de 13 cm, cu un cilindru de cupru, în care a fost introdusă o tijă dintr-un alt metal. Arheologii au sugerat că aceasta este cea mai veche baterie.

Cu toate acestea, nu vom ști exact cum a fost folosit acest ulcior de către locuitorii Irakului antic. Dar se știu multe despre italianul Luigi Galvani și despre electricitatea animală. El a observat că corpul broaștei se zvâcnea dacă a intrat în contact cu două elemente metalice sau era amplasat lângă o mașină electrică și zburau scântei din ea. Luigi a sugerat că electricitatea se află în corpul animalului.

Experimentele sale cu pulpe de broaște l-au inspirat pe Volt să caute o sursă de curent electric. El a efectuat o serie de teste și a observat că, dacă corpul unui animal a intrat în contact cu obiecte din același metal, atunci nu s-a întâmplat nimic, dar dacă metalele erau diferite, atunci a apărut efectul dorit. Construindu-și turnul din plăci metalice, el a demonstrat că curentul electric nu apare în țesuturile animalelor. Experimentele au arătat că cauza tuturor sunt reacțiile chimice dintre diferite metale legate printr-un conductor (Galvani avea corpul unei broaște în calitatea sa).

Ambii italieni au devenit faimoși, iar unitatea de măsură a tensiunii Volt și „celula galvanică” în sine au fost numite după ei.

Istoria bateriei

A trecut foarte puțin timp de la descoperirea bateriei, sau mai degrabă, stră-stră-stră-străbunica acesteia, iar în 1836 englezul George Frederick Daniel a rezolvat principala problemă a „coloanei voltaice” - coroziunea.

În 1859, francezul Gaston Plante a creat acumulatorul, adică stră-străbunicul său. A folosit acid sulfuric și plăci de plumb. Avantajul dispozitivului creat a fost că, după încărcarea de la o sursă de curent continuu, acesta deja îl dădea și a devenit sursă de energie electrică.

1868 poate fi considerat un an fatidic. Chimistul francez Georges Leclanchet a creat precursorul „lichid” al celulei bateriei „uscate”. După 20 de ani, germanul Karl Gassner a încercat și a obținut același „uscat”. A fost similar în aproape toate privințele cu versiunea modernă.

După aceea, istoria producției de baterii a câștigat avânt. Celulele galvanice au înlocuit bateriile cu nichel-cadmiu și nichel-hidrură metalică. Sarcina principală a oamenilor de știință a fost de a crește capacitatea și durata de viață, precum și de a reduce dimensiunea. Soluția problemei a fost apariția bateriilor litiu-ion și litiu-polimer. Țin o încărcare mult timp fără probleme, se disting printr-o capacitate mare și dimensiuni reduse.

Istoria dezvoltării bateriilor continuă. Oamenii de știință caută o baterie „eternă” și, foarte posibil, o vor găsi în curând.

Viața modernă trece sub semnul electricității, care este peste tot. Este înfricoșător să ne gândim la ce se va întâmpla dacă toate aparatele electrice dispar sau se defectează brusc. Centralele electrice de diferite tipuri, împrăștiate în întreaga lume, furnizează în mod regulat curent rețelelor electrice care alimentează aparatele în producție și acasă. Cu toate acestea, o persoană este aranjată în așa fel încât să nu fie niciodată mulțumită de ceea ce are. A fi legat cu un fir de o priză electrică este prea incomod. Salvarea în această situație sunt dispozitivele care alimentează lanterne electrice, telefoane mobile, camere foto și alte dispozitive care sunt folosite departe de sursa de energie electrică. Chiar și copiii mici știu că numele lor este baterii.

Strict vorbind, denumirea comună „baterie” nu este în întregime corectă. Combină mai multe tipuri de surse de energie electrică simultan, concepute pentru alimentarea autonomă a dispozitivului. Aceasta poate fi o singură celulă galvanică, o baterie sau o combinație de mai multe astfel de celule într-o baterie pentru a crește tensiunea eliminată. Această legătură a fost cea care a dat naștere numelui familiar urechii noastre.

Bateriile și celulele galvanice și acumulatorii sunt o sursă chimică de curent electric. Prima astfel de sursă a fost inventată, așa cum se întâmplă adesea în știință, accidental de către medicul și fiziologul italian Luigi Galvani la sfârșitul secolului al XVIII-lea.

Deși electricitatea ca fenomen a fost cunoscută omenirii din cele mai vechi timpuri, timp de multe secole aceste observații nu au avut nicio aplicație practică. Abia în 1600, fizicianul englez William Gilbert a publicat lucrarea științifică „On the Magnet, Magnetic Bodies and the Great Magnet of the Earth”, unde au fost rezumate datele despre electricitate și magnetism cunoscute la acea vreme, iar în 1650 Otto von Guericke a creat o mașină electrostatică, care era o minge de sulf montată pe o tijă de metal. Un secol mai târziu, olandezul Pieter van Muschenbroek a reușit pentru prima dată să acumuleze o cantitate mică de electricitate folosind „borcanul Leyden” al primului condensator. Cu toate acestea, era prea mic pentru experimente serioase. Oameni de știință precum Benjamin Franklin, Georg Richman, John Walsh s-au angajat în cercetări asupra electricității „naturale”. Lucrarea acestuia din urmă asupra razelor electrice l-a interesat pe Galvani.

Adevăratul scop al celebrului experiment al lui Galvani, care a revoluționat fiziologia și și-a înscris pentru totdeauna numele în știință, acum nimeni nu-și va aminti. Galvani a disecat broasca și a pus-o pe masa unde stătea mașina electrostatică. Asistentul său a atins accidental nervul femural deschis al broaștei cu vârful unui bisturiu, iar mușchiul mort s-a contractat brusc. Un alt asistent a observat că acest lucru se întâmplă doar atunci când o scânteie este îndepărtată din mașină.

Inspirat de descoperire, Galvani a început să investigheze metodic fenomenul descoperit - capacitatea unui medicament mort de a demonstra contracții vitale sub influența electricității. După o serie întreagă de experimente, Galvani a obținut un rezultat deosebit de interesant prin folosirea cârligelor de cupru și a unei plăci de argint. Dacă cârligul care ținea piciorul atingea placa, piciorul, atingând placa, se contracta imediat și se ridica. După ce a pierdut contactul cu placa, mușchii piciorului s-au relaxat imediat, acesta a căzut din nou pe placă, s-a contractat din nou și s-a ridicat.

Luigi Galvani. Ilustrație de revistă. Franţa. 1880

Deci, în urma unei serii de experimente minuțioase, a fost descoperită o nouă sursă de energie electrică. Galvani însuși, însă, nu credea că motivul fenomenului pe care l-a descoperit a fost contactul cu metale diferite. În opinia sa, mușchiul însuși a servit ca sursă de curent, care a fost excitat de acțiunea creierului transmisă prin nervi. Descoperirea lui Galvani a făcut furori și a dus la numeroase experimente în diferite ramuri ale științei. Printre adepții fiziologului italian a fost fizicianul său compatriot Alessandro Volta.

În 1800, Volta nu numai că a dat o explicație corectă a fenomenului descoperit de Galvani, ci și a proiectat un dispozitiv care a devenit prima sursă chimică artificială de curent electric din lume, precursorul tuturor bateriilor moderne. Acesta a constat din doi electrozi, un anod care conține un agent oxidant și un catod care conține un agent reducător, în contact cu un electrolit (soluție de sare, acid sau alcali). Diferența de potențial dintre electrozi a corespuns în acest caz energiei libere a reacției redox (electroliza), în timpul căreia cationii electroliți (ioni încărcați pozitiv) sunt reduse și anionii (ioni încărcați negativ) sunt oxidați la electrozii respectivi. Reacția poate începe numai dacă electrozii sunt conectați printr-un circuit extern (Volta i-a conectat cu un fir obișnuit), de-a lungul căruia electronii liberi trec de la catod la anod, creând astfel un curent de descărcare. Și deși bateriile moderne au puține în comun cu dispozitivul lui Volta, principiul funcționării lor rămâne neschimbat: aceștia sunt doi electrozi scufundați într-o soluție de electrolit și conectați printr-un circuit extern.

Invenția lui Volta a dat un impuls semnificativ cercetărilor legate de electricitate. În același an, oamenii de știință William Nicholson și Anthony Carlisle au descompus apa în hidrogen și oxigen folosind electroliză, puțin mai târziu Humphry Davy a descoperit potasiul metal în același mod.

Experimentele lui Galvani cu o broasca. Gravura din 1793

Dar, în primul rând, celulele galvanice sunt, fără îndoială, cea mai importantă sursă de curent electric. De la mijlocul secolului al XIX-lea, când au apărut primele aparate electrice, a început producția de masă a bateriilor chimice.

Toate aceste elemente pot fi împărțite în două tipuri principale: primare, în care reacția chimică este ireversibilă, și secundare, care pot fi reîncărcate.

Ceea ce numim o baterie este o sursă primară de curent chimic, cu alte cuvinte, un element nereîncărcabil. Primele baterii lansate în producție de masă au fost bateriile mangan-zinc inventate în 1865 de francezul Georges Leclanchet cu sare, iar apoi cu electrolit îngroșat. Până la începutul anilor 1940, acesta a fost practic singurul tip de celule galvanice utilizate, care, datorită costului redus, este încă utilizat pe scară largă. Aceste baterii se numesc celule uscate sau carbon-zinc.

O baterie electrică gigantică proiectată de W. Wollaston pentru experimentele lui X. Davy.

Schema de funcționare a unei surse de curent chimic artificial A. Volta.

În 1803, Vasily Petrov a creat cea mai puternică coloană voltaică din lume folosind 4200 de cercuri metalice. A reușit să dezvolte o tensiune de 2500 de volți, precum și să descopere un fenomen atât de important precum arcul electric, care ulterior a început să fie folosit în sudarea electrică, precum și pentru aprinderea electrică a explozivilor.

Dar adevărata descoperire tehnologică a fost apariția bateriilor alcaline. Deși nu diferă mult ca compoziție chimică de elementele Leclanchet, iar tensiunea lor nominală este ușor crescută față de celulele uscate, datorită unei modificări fundamentale în design, celulele alcaline pot rezista de patru până la cinci ori mai mult decât cele uscate, totuși, sub rezerva la anumite conditii.

Cea mai importantă sarcină în dezvoltarea bateriilor este creșterea capacității specifice a celulei, reducând în același timp dimensiunea și greutatea acesteia. În acest scop, căutarea de noi sisteme chimice este în continuă desfășurare. Cele mai avansate celule primare de astăzi sunt litiul. Capacitatea lor este de două ori mai mare decât a celulelor uscate, iar durata de viață este mult mai lungă. În plus, în timp ce bateriile uscate și alcaline se descarcă treptat, bateriile cu litiu mențin tensiunea aproape toată viața și abia apoi o pierd brusc. Dar nici cea mai bună baterie nu poate egala eficiența unei baterii reîncărcabile, care funcționează pe baza reversibilității unei reacții chimice.

Posibilitatea creării unui astfel de dispozitiv a început să fie gândită în secolul al XIX-lea. În 1859, francezul Gaston Plante a inventat bateria plumb-acid. Curentul electric din acesta apare ca urmare a reacțiilor plumbului și dioxidului de plumb într-un mediu cu acid sulfuric. În timpul generației curente, bateria care se descarcă consumă acid sulfuric, formând sulfat de plumb și apă. Pentru a-l încărca, este necesar să treci curentul primit de la o altă sursă prin circuit în sens invers, în timp ce apa va fi folosită pentru a forma acid sulfuric cu eliberare de plumb și dioxid de plumb.

În ciuda faptului că principiul de funcționare a unei astfel de baterii a fost descris cu destul de mult timp în urmă, producția sa în masă a început abia în secolul al XX-lea, deoarece este necesar un curent de înaltă tensiune pentru a reîncărca dispozitivul, precum și conformitatea cu o serie de alte conditii. Odată cu dezvoltarea rețelelor electrice, bateriile plumb-acid au devenit indispensabile și sunt încă folosite în mașini, troleibuze, tramvaie și alte mijloace de transport electric, precum și pentru alimentarea cu energie de urgență.

Multe aparate electrocasnice mici funcționează și cu „baterii reîncărcabile”, baterii reîncărcabile care au aceeași formă ca și celulele galvanice neregenerabile. Dezvoltarea electronicii depinde direct de progresele din acest domeniu.

Bateria J. Leclanchet.

Baterie uscată.

Telefon mobil, cameră digitală, navigator, computer mobil și alte dispozitive similare în secolul XXI. nu veți surprinde pe nimeni, dar apariția lor a devenit posibilă numai odată cu inventarea bateriilor compacte de înaltă calitate, a căror capacitate și durata de viață cresc în fiecare an.

Bateriile nichel-cadmiu și nichel-hidrură metalică au fost primele care au înlocuit celulele galvanice. Dezavantajul lor semnificativ a fost „efectul de memorie” - o scădere a capacității, dacă încărcarea a fost efectuată cu o baterie incomplet descărcată. În plus, și-au pierdut treptat încărcătura chiar și în absența unei încărcături. Aceste probleme au fost abordate în mare măsură în dezvoltarea bateriilor litiu-ion și litiu-polimer, care sunt acum omniprezente în dispozitivele mobile. Capacitatea lor este mult mai mare, se încarcă fără pierderi în orice moment și țin încărcarea bine în starea de așteptare.

În urmă cu câțiva ani, în mass-media s-au scurs zvonuri că oamenii de știință americani au fost aproape de a inventa o „baterie perpetuă” a unei celule betavoltaice, a cărei sursă de energie sunt izotopii radioactivi care emit particule beta. Se presupune că o astfel de sursă de energie va permite unui telefon mobil sau laptop să funcționeze fără reîncărcare timp de până la 30 de ani. Mai mult, la sfârșitul duratei de viață, o baterie non-toxică și neradioactivă va rămâne absolut sigură. Apariția acestui dispozitiv minune, care ar revoluționa fără îndoială industria, ar lovi foarte tare buzunarele producătorilor tradiționali de baterii, poate de aceea încă nu se află pe rafturi.

Dispozitiv modern pentru încărcarea celulelor AA reîncărcabile.

Preistoria bateriei începe în îndepărtatul secol al XVII-lea, iar bunicul ei a fost un medic, anatomist, fiziolog și fizician italian - Luigi Galvani. Acest om demn este unul dintre fondatorii doctrinei electricității și un pionier fără îndoială în studiul electrofiziologiei.

Așa-numita „electricitate animală” descoperită de Galvani în timpul unuia dintre experimentele sale. El a atașat două benzi metalice de mușchii piciorului unei broaște și a constatat că atunci când mușchiul s-a contractat, a fost generată o descărcare electrică. Cu toate acestea, încercarea lui Galvani de a explica acest fenomen nu a avut succes: baza teoretică pe care a rezumat-o s-a dovedit a fi incorectă, dar aceasta s-a dovedit mult mai târziu. Rezultatele experimentelor obținute de Galvani, un secol și jumătate mai târziu, l-au interesat pe compatriotul și colegul său. Era Alessandro Volta.

Chiar și în tinerețe, după ce a devenit interesat de studiul fenomenelor electrice și a făcut cunoștință cu lucrările lui B. Franklin, Volta a instalat primul paratrăsnet în orașul Como. În plus, l-a trimis pe academicianul parizian J.A. Nolle eseul său, în care a discutat despre diferite fenomene electrice. Ca urmare, Volta a devenit interesat de opera lui Galvani.

După ce a studiat cu atenție rezultatele experimentelor cu o broască, Alessandro Volta a remarcat un detaliu căruia Galvani însuși nu a acordat atenție: dacă firele din metale diferite erau atașate de broască, contracțiile musculare deveneau mai puternice.

Nemulțumit de explicațiile oferite de predecesorul său, Volta a făcut o presupunere extrem de îndrăzneață și neașteptată: a decis că două metale separate printr-un corp în care se află multă apă care conduce bine curentul (o broască, fără îndoială, poate fi atribuită unor astfel de corpuri), dau naștere propriei forțe electrice. Pentru a nu fi nefondat, fizicianul a efectuat o serie de experimente suplimentare care i-au confirmat presupunerea.

În 1800, pe 20 martie, Alessandro Volta i-a scris președintelui Societății Regale din Londra, Sir Joseph Banks, despre invenția sa - o nouă sursă de electricitate, numită coloana Voltaic. Inventatorul însuși nu a înțeles pe deplin întregul mecanism al muncii urmașilor săi și chiar a crezut serios că a creat un model complet funcțional al unei mașini cu mișcare perpetuă.

Apropo, Alessandro Volta a arătat întregii comunități științifice un exemplu minunat de modestie în cercetare: a propus să-și numească invenția „celulă galvanică”, în onoarea lui Luigi Galvani, ale cărui experimente i-au sugerat-o.

Anatomia unei baterii

Cum arătau primele „baterii”? De fapt, dispozitivul inventiei sale A. Volta l-a descris în detaliu în scrisoarea sa către Sir Joseph Banks. Primul său experiment arăta astfel: Volta a coborât plăci de cupru și zinc într-un borcan cu acid și apoi le-a conectat cu sârmă. După aceea, placa de zinc a început să se dizolve, iar pe oțelul de cupru au apărut bule de gaz. „Pilonul Voltaic”- acesta, s-ar putea spune, este un teanc de plăci interconectate de zinc, cupru și pânză, impregnate cu acid și stivuite una peste alta într-o anumită ordine.

În bateriile moderne „de tip deget” și alte baterii, „umplutura” este ceva mai complicată. În cazul bateriei, sunt ambalați reactivi chimici, a căror interacțiune eliberează energie, precum și doi electrozi - un anod și un catod. Acești reactivi sunt separați printr-o garnitură specială, care nu permite amestecării părților solide ale reactivilor, dar în același timp trece electrolit lichid către ei.

Electrolitul lichid reacționează cu un reactant solid, rezultând o sarcină. Pe reactivul anod este negativ, iar pe catod este pozitiv. Pentru a preveni neutralizarea sarcinilor, părțile solide ale reactivului sunt separate printr-o membrană.

Pentru a putea „înlătura” încărcătura primită și a o transfera la contacte, în reactivul anod este introdus un colector de curent, care arată foarte simplu - un pin subțire, nu foarte lung. Există, de asemenea, un colector de curent catodic în baterie, care este situat sub carcasa bateriei. Carcasa în sine este numită manșon exterior.

Ambii colectori de curent sunt în contact în interiorul bateriei cu anodul și catodul. Ca urmare, schema de funcționare a bateriei este următoarea: o reacție chimică, separarea sarcinilor pe reactivi, transferul sarcinilor către colectoarele de curent, apoi către electrozi și către un dispozitiv alimentat.

Ce sunt bateriile

Există trei categorii de baterii. Primul - în funcție de dimensiunea celulei galvanice. În viața de zi cu zi, folosim cel mai adesea baterii „deget” sau „deget mic”, dar în plus există și baterii cilindrice medii și mari, precum și două tipuri de baterii, a căror formă este paralelipiped: „coroană” și doar pătrat. Aceasta este o listă a celor mai comune forme.

Sursele de energie autonome diferă și prin tipul de electrolit. Cele mai ieftine baterii, de regulă, sunt „sare” - cărbune-zinc, acest electrolit este uscat. O altă opțiune de electrolit uscat este clorura de zinc. Astfel de baterii sunt, de asemenea, destul de ieftine și răspândite.

Următoarea versiune a electrolitului este alcalină. Aceste baterii sunt etichetate Alcalin, iar în interior - electrolit alcalin-mangan, mangan-zinc. Principalul lor dezavantaj este conținutul lor ridicat de mercur.

Bateriile cu electrolit de mercur practic nu sunt produse astăzi. Electrolitul de argint prezintă proprietăți bune de performanță, dar producerea unor astfel de baterii costă mulți bani.

Electrolitul aer-zinc este cel mai sigur pentru oameni și mediu. Sunt ieftine și durează mult timp. Doar că grosimea bateriei este de 1,5 ori mai mare decât cea obișnuită alcalină/argintie. În plus, pentru a preveni autodescărcarea în timpul depozitării, este necesară sigilarea bateriei. Bateriile cu litiu sunt destul de scumpe, dar performanța lor este semnificativ mai mare decât alte baterii.

O altă modalitate de a împărți bateriile în grupuri este de a determina tipul de reacție chimică care are loc în ele. Reacția primară are loc în celule galvanice - în cele mai obișnuite baterii. Ele nu sunt susceptibile de încărcare secundară, spre deosebire de bateriile reîncărcabile, în care are loc o reacție chimică secundară.

Reguli de utilizare și eliminare

Nu este de dorit să folosiți bateriile la temperaturi extreme - pentru a se răci sau a încălzi puternic. Acest lucru poate duce la consecințe foarte neplăcute. Dacă ai fost nevoit să folosești bateriile pe vreme rece, de exemplu, iarna afară, se recomandă să le ții la temperatura camerei cel puțin o jumătate de oră.

Se întâmplă ca bateriile, în special cele alcaline, să se scurgă. Acest lucru se întâmplă atunci când sigiliul carcasei bateriei este rupt. În niciun caz nu trebuie utilizate aceste baterii - acest lucru poate deteriora aparatele electrice.

În ceea ce privește eliminarea bateriilor sau acumulatorilor uzați, aceasta ar trebui făcută de organizații sau întreprinderi speciale. În orașele mari, puteți găsi puncte de colectare special organizate unde puteți preda bateriile uzate pentru eliminarea lor ulterioară. Adevărat, nu în fiecare oraș se organizează un astfel de punct de recepție. Întrebarea ce trebuie făcut în acest caz rămâne deschisă.

• A. Volta. „Despre electricitatea excitată de simplul contact al diferitelor substanțe conducătoare”.
• Radovsky M.I. „Galvani și Volta”.
• Spassky B.I. „Istoria fizicii”.
• Enciclopedie electronică gratuită Wikipedia, secțiunea „Sursă de curent chimic”.
• Enciclopedie electronică gratuită Wikipedia, secțiunea „Dimensiunile elementelor galvanice”.