Что такое гальванический элемент
- Гальванический элемент: история и принцип работы
- Принцип работы гальванического элемента
- Полярность гальванического элемента
- Электролит и его роль
- Конструкция современных гальванических элементов
- Срок службы и преимущества гальванических элементов
Гальванический элемент: история и принцип работы
Гальванический элемент, названный в честь итальянского ученого Луиджи Гальвани, был впервые описан им в 18 веке. Он обнаружил, что конструкция, состоящая из трех разных химических веществ, способна вырабатывать электрический ток. Сегодня мы все пользуемся гальваническими элементами, даже не задумываясь об этом. Наиболее распространенными из современных гальванических элементов являются электрические батарейки.
Принцип работы гальванического элемента
Обычно гальванический элемент состоит из двух разнородных металлических электродов, помещенных в жидкую или вязкую среду, называемую электролитом. При соединении электродов через внешнюю электрическую цепь начинается химическая реакция, в результате которой электроны перетекают от одного электрода к другому, создавая электрический ток.
Полярность гальванического элемента
Электрод, который теряет электроны, является отрицательным полюсом гальванического элемента и обычно состоит из цинка или лития. Он является восстановителем в электрохимической реакции. Второй электрод является окислителем и чаще всего изготавливается из оксидов магния, ртути или солей металлов.
Электролит и его роль
Электролит, в который погружены электроды, изначально не проводит электрический ток в обычных условиях. Однако, при замыкании электрической цепи, электролит начинает распадаться на ионы и становится электропроводным. В качестве электролита обычно используют растворы или расплавы кислот и солей натрия или калия.
Конструкция современных гальванических элементов
Современные гальванические элементы представляют собой металлическую емкость, в которую помещены металлические сеточки с покрытиями из окислителя и восстановителя. Сетки заливаются расплавленным электролитом, который после затвердевания образует непроницаемую оболочку.
Срок службы и преимущества гальванических элементов
Способность гальванического элемента к электрохимической реакции и производству тока с течением времени уменьшается из-за истощения запасов окислителя и восстановителя. Это происходит не только при замкнутой электрической цепи, но и вследствие побочных реакций в неработающем элементе. Батарейки имеют ограниченный срок хранения и уступают аккумуляторам в долговечности. Однако, они не требуют постоянной зарядки и гораздо более дешевы в производстве. Ежегодно в мире производится порядка десяти миллиардов гальванических элементов.