Mond batri - pati 1

Pri Nobèl 2019 nan Chimi te bay pou devlope konsepsyon pil ityòm-ion. Kontrèman ak kèk nan lòt vèdik Komite Nobel la, yon sèl sa a pa t sipriz - okontrè. Batri ityòm-ion pouvwa smartphones, laptops, zouti pouvwa pòtab e menm machin elektrik. Twa syantis, John Goodenough, Stanley Whittingham ak Akira Yoshino, te merite resevwa diplòm, meday lò ak 9 milyon SEK pou distribisyon. 

Ou ka li plis sou rezon pou prim lan nan yon nimewo anvan nan sik chimi nou an - ak atik la li menm te fini ak anons la nan yon prezantasyon pi detaye sou pwoblèm nan nan selil ak pil. Li lè pou kenbe pwomès ou.

Premyèman, yon eksplikasyon tou kout sou inexactitudes nonmen yo.

Link sa a se sikwi a sèlman ki jenere vòltaj.

Batri konsiste de selil ki konekte kòrèkteman. Objektif la se ogmante vòltaj, kapasite (enèji ki ka trase nan sistèm nan), oswa toude.

akimile li se yon selil oswa batri ki ka rechaje lè li apovri. Se pa tout chip ki gen pwopriyete sa yo - anpil yo jetab. Nan diskou chak jou, de premye tèm yo souvan itilize entèrchanjabl (sa a pral tou nan atik la), men youn dwe okouran de diferans ki genyen ant yo (1).

1. Batri ki gen selil.

Batri yo pa te envante pou dènye deseni yo, yo gen yon istwa ki pi long. Ou gendwa te deja tande pale de eksperyans la Galvaniego i Volts nan vire XNUMXyèm ak XNUMXyèm syèk yo, ki te make kòmansman itilizasyon aktyèl elektrik nan fizik ak chimi. Sepandan, istwa batri a te kòmanse menm pi bonè. Sa te fè lontan...

... lontan nan Bagdad

An 1936 yon akeyològ Alman Wilhelm Koenig yo te jwenn yon veso fayans toupre Bagdad ki te date nan XNUMXyèm syèk anvan Jezikri, jwenn sa a pa t sanble dwòl, paske sivilizasyon sou Efrat ak Tigris te fleri pandan plizyè milye ane.

Sepandan, sa ki nan veso a te misterye: yon woulo rouye nan fèy kwiv, yon baton fè, ak rès nan résine natirèl. Koenig sezi sou objektif zafè a jiskaske li sonje vizite Alley Jewelers nan Bagdad. Desen ki sanble yo te itilize pa atizan lokal yo kouvri pwodwi kwiv ak metal presye. Lide ke se te yon batri ansyen pa t konvenk lòt akeyològ ke pa gen okenn prèv elektrisite siviv nan epòk sa a.

Kidonk (se sa yo te rele jwenn nan) se yon bagay reyèl oswa yon istwa fe soti nan 1001 nwit? Kite eksperyans lan deside.

Ou pral bezwen: plak kòb kwiv mete, klou fè ak vinèg (remake ke tout materyèl sa yo te li te ye ak lajman disponib nan antikite). Ranplase résine a pou sele veso a epi ranplase li ak plastilin kòm izolasyon.

Fè eksperyans la nan yon vaz oswa yon flakon, byenke lè l sèvi avèk yon vaz fayans pral bay tès la yon gou natif natal. Sèvi ak papye sab, netwaye sifas metal yo nan plak epi tache fil yo.

Woule plak kwiv la nan yon woulo epi mete l nan veso a, epi mete klou a nan woulo liv la. Sèvi ak plastilin, ranje plak la ak klou a pou yo pa manyen youn ak lòt (2). Vide vinèg (apeprè 5% solisyon) nan veso a epi, lè l sèvi avèk yon miltimèt, mezire vòltaj ki genyen ant pwent fil yo ki konekte nan plak la kwiv ak klou fè a. Mete enstriman an pou mezire aktyèl DC. Kilès nan poto yo ki se "plus" epi ki se "moins" sous vòltaj la?

2. Fè desen yon kopi modèn batri ki soti nan Bagdad.

Mèt la montre 0,5-0,7 V, kidonk batri Bagdad la ap travay! Tanpri sonje ke poto pozitif nan sistèm nan se kwiv, ak poto negatif la se fè (mèt la montre yon valè vòltaj pozitif nan yon sèl opsyon pou konekte fil ak tèminal). Èske li posib jwenn elektrisite nan kopi bati a pou travay itil? Wi, men fè kèk modèl plis epi konekte yo an seri pou ogmante vòltaj la. Dirije a bezwen apeprè 3 vòlt - si ou jwenn anpil nan batri ou a, dirije a ap limen.

Yo te teste batri Bagdad la plizyè fwa pou kapasite li nan pouvwa ekipman ti gwosè. Yon eksperyans menm jan an te pote soti plizyè ane de sa pa otè yo nan pwogram kil MythBusters. Mythbusters (èske w toujou sonje Adan ak Jamie?) tou te rive nan konklizyon ke estrikti a te kapab sèvi kòm yon batri ansyen.

Se konsa, avanti limanite ak elektrisite te kòmanse plis pase 2 zan de sa? Wi e non. Wi, paske menm lè sa a li te posib yo konsepsyon ekipman pou pouvwa. Non, paske envansyon an pa t 'vin gaye toupatou - pa gen moun ki te bezwen li lè sa a ak pou anpil syèk kap vini yo.

Koneksyon? Li senp!

Byen netwaye sifas plak metal oswa fil, aliminyòm, fè, elatriye. Mete echantiyon de metal diferan nan yon fwi juicy (ki pral fasilite koule nan elektrisite) pou yo pa manyen youn ak lòt. Konekte kranpon miltimèt yo nan pwent fil yo soude soti nan fwi a, epi li vòltaj ki genyen ant yo. Chanje kalite metal yo itilize (kòm byen ke fwi) epi kontinye eseye (3).

3. Selil fwi (aliminyòm ak kòb kwiv mete elektwòd).

Nan tout ka lyen yo te kreye. Valè vòltaj yo mezire diferan selon metal yo ak fwi yo pran pou eksperyans la. Konbine selil fwi nan yon batri pral pèmèt ou sèvi ak li nan pouvwa ti ekipman elektwonik (nan ka sa a, li mande pou yon ti kantite kouran, ke ou ka jwenn nan konsepsyon ou).

Konekte pwent yo nan fil yo rete soude soti nan fwi yo ekstrèm nan fil yo, ak sa yo, nan vire, nan pwent yo nan dirije a. Le pli vit ke ou te konekte poto batri yo nan "tèminal" korespondan yo nan dyod la ak vòltaj la te depase yon sèten papòt, dyod la ap limen (dyòd nan diferan koulè gen yon vòltaj inisyal diferan, men apeprè 3 vòlt yo ta dwe ase. ).

Yon sous pouvwa egalman atire se yon mont elektwonik - li ka opere sou yon "batri fwi" pou yon tan long (byenke anpil depann sou modèl la nan mont lan).

Legim yo pa gen okenn fason enferyè a fwi epi tou li pèmèt ou bati yon batri soti nan yo. Paske? Pran kèk pikliz ak yon kantite apwopriye nan fèy kwiv ak aliminyòm oswa fil (ou ka ranplase sa yo ak klou asye, men w ap jwenn pi ba vòltaj nan yon lyen sèl). Rasanble yon batri epi lè ou sèvi ak li pou alimante kous entegre nan bwat mizik la, koral konkonm la pral chante!

Poukisa konkonm? Konstantin Ildefons Galchinsky te diskite ke: "Si konkonb la pa chante ak nenpòt ki lè, li pwobableman pa ka wè pa volonte nan syèl la." Li sanble ke yon famasi ka fè bagay ke menm powèt pa te reve nan.

Bivouac batri

Nan yon ijans, ou ka desine yon batri tèt ou epi sèvi ak li pou pouvwa yon dirije. Se vre, limyè a pral fèb, men li pi bon pase okenn.

Kisa w ap bezwen? Yon dyod, nan kou, men tou, yon plato kib glas, fil kwiv, ak klou asye oswa vis (metal yo bezwen netwaye sifas yo pou fasilite koule elektrisite). Koupe fil la an moso epi vlope tèt la nan vis la oswa klou ak yon bout nan fragman an. Fè plizyè layout asye-kwiv nan fason sa a (8-10 ta dwe ase).

Vide tè imid nan rekreyasyon yo nan mwazi an (ou ka anplis vide dlo sale, ki pral diminye rezistans elektrik). Koulye a, mete estrikti ou nan kavite a: vis la oswa klou ta dwe antre nan yon twou, ak fil kwiv la nan lòt la. Mete sa kap vini yo pou ke gen asye nan menm kavite ak kwiv (metal pa t 'kapab antre an kontak youn ak lòt). Tout la fòme yon seri: asye-kwiv-asye-kwiv, elatriye. Fè aranjman pou eleman yo yon fason pou premye ak dènye kavite yo (sèl yo ki gen metal endividyèl) kouche youn akote lòt.

Isit la vini pi gwo pwen an.

Mete yon janm nan dyòd la nan premye rekreyasyon nan ranje a ak lòt janm nan dènye a. Èske li klere?

Si se konsa, felisitasyon (4)! Si ou pa, gade pou erè. Yon dyòd ki ap dirije, kontrèman ak yon anpoul limyè konvansyonèl, dwe gen yon polarite nan koneksyon (èske w konnen ki metal se "plis" la ak ki se "mwens" nan batri a?). Li se ase yo mete pye yo nan direksyon opoze a tè a. Lòt kòz echèk yo se vòltaj twò ba (minimòm 3 vòlt), kous louvri oswa kous kout ladan l.

4. "Latè batri" nan operasyon.

Nan premye ka a, ogmante kantite eleman yo. Nan dezyèm lan, tcheke koneksyon ki genyen ant metal yo (tou sele tè a bò kote yo). Nan twazyèm ka a, asire w ke pwent kwiv ak asye pa manyen youn ak lòt anba tè e ke tè a oswa mòtye ak ki ou mouye li pa konekte twou adjasan.

Eksperyans lan ak "batri latè a" enteresan epi li pwouve ke elektrisite ka jwenn nan prèske pa gen anyen. Menm si ou pa bezwen sèvi ak yon estrikti bati, ou ka toujou enpresyone campers ak ladrès MacGyver ou (pwobableman sèlman sonje pa teknisyen ansyen) oswa sivivan mèt.

Ki jan selil yo travay?

Yon metal (elektwòd) benyen nan yon solisyon konduktif (elektwolit) chaje soti nan li. Kantite minimòm kasyon an ale nan solisyon, pandan y ap elektwon rete nan metal la. Konbyen iyon ki nan solisyon ak konbyen elektwon depase ki nan metal la depann de kalite metal, solisyon, tanperati ak anpil lòt faktè. Si de metal diferan yo benyen nan yon elektwolit, yon vòltaj ap leve ant yo akòz diferan kantite elektwon. Lè w konekte elektwòd yo ak yon fil, elektwon ki soti nan yon metal ki gen yon gwo kantite yo (elektwòd negatif, sa vle di anod selil) ap kòmanse koule nan yon metal ki gen yon pi piti kantite yo (elektwòd pozitif - katod). Natirèlman, pandan operasyon an nan selil la, yo dwe kenbe yon balans: kasyon metal soti nan anod la antre nan solisyon, ak elektwon yo delivre nan katod la reyaji ak iyon ki antoure yo. Tout kous la fèmen pa yon elektwolit ki bay transpò ion. Enèji elektwon k ap koule nan yon kondiktè ka itilize pou travay itil.