Bateria

Cum functioneaza bateriile

Bateriile se gasesc peste tot: in masinile noastre, PC-uri, laptop-uri, MP3 player-e portabile si telefoane mobile. O baterie este in esenta o doza in care se gasesc substante chimice care produc electroni. Reactiile chimice care produc electroni sunt denumite reactii electrochimice.

Cateva aspecte de baza privind bateriile
Daca examinati orice baterie, veti observa ca are doi poli - un anod si un catod. Anodul este marcat cu semnul +, sau pozitiv, in timp ce catodul este marcat cu -, adica negativ. Intr-o celula AA, C sau D (baterii normale, pentru lanterne), polii bateriei sunt anodul si catodul. Intr-o baterie mare de masina, exista doi piloni grei de plumb care au rolul de anod si catod.

Electronii se aduna la polul negativ al bateriei. Atunci cand conectati un fir intre anod si catod, electronii vor migra extrem de rapid din partea negativa in cea pozitiva (si vor consuma bateria foarte repede - acest fapt tinde de asemenea sa fie foarte periculos, mai ales in cazul bateriilor mari, deci nu este ceva recomandabil). In mod normal, bateriei i se conecteaza prin intermediul firului un anumit tip de consumator. Acel consumator poate fi un bec, un motor sau un circuit electronic, ca de exemplu un radio.

In interiorul bateriei propriu-zise, o reactie chimica produce electronii. Viteza producerii de electroni din aceasta reactie chimica (rezistenta interna a bateriei) controleaza cati electroni se pot deplasa intre anod si catod. Electronii migreaza din baterie intr-un fir, si trebuie sa se deplaseze de la catod la anod pentru ca reactia chimica sa poata avea loc. De aceea, o baterie poate sta pe un raft timp de un an si totusi sa dispuna de suficienta energie - daca electronii nu migreaza dinspre catod inspre anod, reactia chimica nu are loc. Odata ce conectati un fir, reactia incepe.

Chimia bateriei : Pila Voltaica
Prima baterie a fost creata de Alessandro Volta in 1800. Pentru a crea bateria sa, a creat o pila, alternand straturi de zinc, sugativa imbibata in apa sarata si argint, astfel:
Acest dispozitiv este cunoscut sub denumirea de pila voltaica. Straturile superioare si inferioare ale pilei, trebuie sa fie din metale diferite. Daca atasati un fir partii superioare si inferioare a pilei, puteti masura tensiunea si intensitatea din pila. Pila poate avea orice dimensiune doriti, iar fiecare strat va mari tensiunea cu o anumita valoare.

Chimia bateriei: Celula Daniell
In secolul al XIX-lea, inaintea inventarii generatorului electric (generatorul nu a fost inventat si construit pana in deceniul 8 al secolului XIX), celula Daniell (cunoscuta de asemenea sub alte trei denumiri - celula "Picior de cioara", datorita formei caracteristice a electrodului de zinc; "celula gravitationala", datorita faptului ca gravitatia tine separati cei doi sulfati, si "celula umeda", prin antiteza cu "celula uscata" moderna, deoarece foloseste lichide drept electroliti), era extrem de utilizata pentru operarea telegrafului si a soneriilor de la usa.
Celula Daniell este o celula umeda ce consta din placute de cupru si zinc si sulfati de cupru si zinc.
Pentru a crea o celula Daniell, placuta de cupru este plasata la fundul unui recipient din sticla. Se toarna solutie de sulfat de cupru deasupra placutei, pana la umplerea pe jumatate a recipientului. Dupa aceea se atarna in recipient o placuta de zinc, si se toarna cu mare atentie solutie de sulfat de zinc. Sulfatul de cupru este mai dens decat sulfatul de zinc, astfel ca acesta din urma va "pluti" deasupra sulfatului de cupru. Desigur, un asemenea dispozitiv nu va functiona intr-o lanterna, insa functioneaza bine in aplicatii stationare. Daca puteti obtine sulfat de zinc si sulfat de cupru, puteti incerca sa construiti propria celula Daniell.