En tørr celle er den enkleste formen for strømproduserende kilde. Et antall celler kombinerte celler danner sammen et batteri. De bly syre eller nikkel-kadmium batteri er den avanserte versjonen av tørrcelle. Denne cellen ble først oppfunnet av den franske ingeniøren Georges Leclanche i år 1866. Hans oppfinnelse ble oppkalt etter navnet hans som Leclanche-batteri. Men på den tiden var den veldig tung og kunne lett brytes. En tørr celle har samme prinsipp, og den er den avanserte versjonen av Leclanche-batteriet og kommer i forskjellige spenninger og størrelser. Den kommersielle formen for sink-karboncellen, som er den modifiserte formen for Leclanche-batteriet, ble oppfunnet i 1881 av Carl Gassner fra Mainz. Den produseres i store mengder og brukes i mange applikasjoner som leker, radioer, kalkulatorer, etc.
Hva er en tørr celle?
En tørr celle er en enhet som genererer elektrisitet basert på kjemiske reaksjoner. Når de to elektrodene i cellen er koblet sammen via en lukket bane, tvinger cellen elektronene til å strømme fra den ene enden til den andre. Strømmen av elektroner får strømmen til å strømme i den lukkede kretsen.
Lag av tørre celler
Ved hjelp av kjemiske reaksjoner flyter elektronene fra den ene enden til den andre. Når to eller flere celler, forbundet med riktig polaritet, strømmer flere elektroner på grunn av høyt potensial. Denne kombinasjonen kalles et batteri. Fra en minimumsspenning på 1,5 V til 100 V kan et batteri brukes til å oppnå en rekke spenninger. Selv DC-utgangsspenningen på batteriet kan reguleres til forskjellige nivåer ved hjelp av kraftelektroniske omformere som helikopter kretser.
Struktur av celle
Strukturen til sink-karbon tørr celle er vist i figuren. Den består av anodeterminalen som sink eller generelt grafittstang. Karbonet danner katodeterminalen. Det kan observeres at i eldre versjoner av tørrcelle ble sink brukt som katode og grafitt ble brukt som anodeterminal. Valget av elementene er fundamentalt basert på den kjemiske konfigurasjonen av den ytterste bane av elementene.
Tørr cellestruktur
Hvis den har flere antall elektroner i den ytterste banen, kan den fungere som en donor, og danner dermed katoden. På samme måte, hvis den ytterste banen har færre elektroner, kan den lett akseptere og dermed danne anoden. Elektrolytten plassert i mellom fungerer som en katalysator for de kjemiske reaksjonene. Generelt bruker vi ammoniumkloridgelé som elektrolytt. I figuren vist er den anvendte elektrolytt en blanding av sink og klorid. Også natriumklorid brukes også som en elektrolytt. En blanding av mangandioksid og karbon er omgitt av anodestangen.
Hele konfigurasjonen er plassert i et metallrør. Geléen forhindres fra å tørke opp ved å bruke en tonehøyde øverst i cellen. En karbonskive er plassert i bunnen. Hensikten med denne vaskemaskinen er å forhindre sinkanodestangen i å komme i kontakt med beholderen.
Dette kalles også en avstandsstykke som vist i diagrammet. Sinkboksen er også omgitt av papirisolasjon for isolasjonsformål. For store batterier brukes også andre isolasjonsmaterialer som glimmer osv. Den positive terminalen til ellen er dannet på toppen. Den negative terminalen til cellen dannes ved basen.
Arbeid av tørr celle
En tørr celle fungerer grunnleggende på kjemiske reaksjoner. På grunn av reaksjonene som finner sted mellom elektrolytten og elektrodene, strømmer elektronene fra den ene elektroden til den andre. Stoffer som syrer oppløses i vann for å danne ioniserte partikler. Den ioniserte partikkelen er av to typer. De positive ionene kalles kationer og de negative ionene kalles anioner. Syrene som er oppløst i vann kalles elektrolytter.
I det ovennevnte diagrammet dannes sinkkloridet som elektrolytt. Tilsvarende dannes også ammoniumkloridgelé som en elektrolytt. Metallstengene nedsenket i elektrolytter danner elektroder. Basert på de kjemiske egenskapene til metallstengene, har vi en positiv elektrode som anode og en negativ elektrode som katoden.
Elektrodene tiltrekker motsatt ladede ioner til sin side. For eksempel tiltrekker katoden anionene og anoden tiltrekker kationene. I denne prosessen flyter elektronene fra den ene retningen til den andre, derfor får vi en strøm av ladninger. Dette kalles nåværende .
Kjemiske reaksjoner
Reaksjonene som foregår i cellen er vist nedenfor. Først er oksidasjonsreaksjonen.
I dette oksyderes sinkkatoden til positivt ladede sinkioner som frigjør to ioner. Disse elektronene samles av anoden. Så kommer reduksjonsreaksjonen.
Reduksjonsreaksjonen ved anoden er vist ovenfor. Denne reaksjonen produserer en elektrisk strøm. Det frigjør oksidioner med magnesiumoksid. Denne reaksjonen dannes når magnesium kombineres med elektrolytten.
De to andre reaksjonene representerer en syre-base reaksjon og utfelling reaksjon som finner sted i den tørre cellen. I syre-base reaksjonen kombineres NH med OH for å produsere NH3 sammen med vann. Resultatene er NH3 og vannbase.
Forskjellen mellom en tørr celle og våt celle
Hovedforskjellen mellom den tørre cellen og den våte cellen er formen av elektrolytt. Som diskutert tidligere, i en tørr celle, er elektrolytten som ammoniumklorid tørr i naturen. Slike tørre celler er vanligere og brukes i leker, radioer osv. Men i en våt celle er elektrolytten i flytende tilstand.
Det brukes flytende elektrolytter som svovelsyre, som er en farlig etsende væske. På grunn av naturen til slike væsker er den våte cellen mer eksplosiv og må håndteres med forsiktighet. Den beste fordelen med slike våte celler er at de lett kan lades og brukes til mange bruksområder. Slike batterier finner vanlig bruk i luftfart, verktøy, energilagring og mobiltelefontårn.
Tørrcellefunksjoner
Den tørre cellefunksjonen er basert på de kjemiske reaksjonene mellom elektroden og elektrolyttene. Når elektrodene plasseres i elektrolyttene, tiltrekker det motsatt ladede ioner mot seg selv. Dette forårsaker strømmen av ladninger, og dermed produseres strøm.
Fordeler
De fordelene med den tørre cellen Inkluder følgende.
- Den tørre cellen har mange fordeler som
- Den er liten i størrelse.
- Det kan komme i en rekke spenningsnivåer.
- Det er praktisk og har mange applikasjoner.
- Det er den eneste kilden til likestrøm.
- Den kan brukes sammen med kraftelektroniske kretser for å regulere utgangsspenningen
- Den er oppladbar.
Ulemper
De ulemper med den tørre cellen Inkluder følgende.
- Det må håndteres med forsiktighet
- Det er eksplosivt
- Store batterier er veldig tunge
applikasjoner
De applikasjoner av den tørre cellen Inkluder følgende.
- Leker
- Luftfart
- Mobil
- Radio
- Kalkulator
- Klokker
- Høreapparat
Derfor har vi sett operasjonen, klassifiseringen og anvendelsene av tørre celler . Et interessant poeng å merke seg er at batteriet bare fungerer når elektrodene er fysisk i kontakt med hverandre. Det må eksistere et ledende medium mellom de to elektrodene. Spørsmålet er om vann kan brukes som et ledende medium mellom tørrcellens elektroder? I så fall, hva vil skje hvis denne cellen dyppes i vann?
