Гальванических элементов

В источниках электрической энергии осуществляется преобразование в электрическую энергию каких-либо других форм энергии, например энергии химических процессов в гальванических элементах и аккумуляторах, тепловой энергии в термопреобразователях на основе термопар.

В источниках в электрическую энергию преобразуются иные виды энергии: механическая в машинных генераторах, химическая в гальванических элементах и аккумуляторах, тепловая в термоэлементах, лучистая в фотоэлементах и т.д.

В источниках электрической энергии осуществляется преобразование в, электрическую энергию каких-либо других форм энергии, например энергии химических процессов в гальванических элементах и аккумуляторах, тепловой энергии в термопреобразователях на основе термопар.

В источниках электрической энергии осуществляется преобразование в электрическую энергию каких-либо других форм энергии, например энергии химических процессов в гальванических элементах и аккумуляторах, тепловой энергии в термопреобразователях на основе термопар.

В 60—70-х годах достигнуты большие успехи в области химических источников тока. Солевой электролит в гальванических элементах заменяют щелочным. Шире применяют галетную конструкцию. Начинается производство герметичных ртутно-цинковых элементов и

2-115. Какова физическая природа сторонних сил в гальванических элементах?

2-115. В гальванических элементах возникновение э. д. с. связано со способностью металлов посылать свои ионы а раствор; это обусловлено молекулярным взаимодействием между ионами металла и молекулами (и ионами) раствора.

Как известно, направленное движение носителей электрических зарядов называется электрическим током. Для получения направленного непрерывного движения носителей электрических зарядов необходимо создат замкнутый электрический контур, состоящий из источника и приемников электрической энергии, соединенных с помощью проводников. Такой замкнутый электрический контур называют электрической цепью, если процессы, протекающие в приемниках электрической энергии, могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе (э. д. с.), силе тока и напряжении. Таким образом, электрическая цепь представляет собой совокупность устройств, обеспечивающих генерирование, передачу и использование электрической энергии. Отдельные устройства, составляющие электрическую цепь, называют элементами электрической цепи. Элементы электрической цепи, генерирующие электрическую энергию, называют источниками электрической энергии (или источниками энергии, источниками питания, просто источниками), а элементы, потребляющие электроэнергию,— приемниками электрической энергии (или приемниками, потребителями). С помощью источников различные виды энергии преобразуются в электрическую энергию. Например, в машинных генераторах в электрическую энергию преобразуют механическую энергию, в гальванических элементах и аккумуляторах — химическую энергию, в термогенераторах — тепловую энергию, в фотоэлементах — энергию излучения и т. д. Приемники, наоборот, преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии, а именно: электродвигатели — в механическую, электронагревательные устройства — в тепловую, лампы накаливания - в световую, аккумуляторы - в химическую и т. д.

В рассматриваемой цепи на внешнем участке ab положительные заряды движутся в сторону убывания потенциала <р, а на участке 1-2, т. е. в источниках, перенос положительных зарядов происходит в направлении возрастания потенциала, т. е. против электростатического поля. Перемещение носителей в источнике возможно только за счет сил неэлектростатического происхождения, называемых сторонними. Сторонние силы могут быть обусловлены химическими процессами в гальванических элементах и аккумуляторах, электрическими полями (неэлектростатическими), получаемыми в электромашинных генераторах, и т. д. Интенсивность сторонних сил характеризуется значением электродвижущей силы (э. д. с.) Е.

В источнике существует некоторое силовое поле, под действием которого внутри источника происходит .перемещедие^зарядов. В результате у одного зажима, обозначаемого знаком «+», обра"з~уётся избыток положительных зарядов, а у другого зажима, обозначаемого знаком «—», — избыток отрицательных зарядов. ^Силовое поле источника имеет неэлектростатическое происхождение и поэтому называется сторонним полем. В генераторах постоянного тока оно вызвано электромагнитной индукцией, в гальванических элементах и аккумуляторах —химическими реакциями, в термогенераторах — нагреванием.

Там, где имеются сторонние э. д. с., например в гальванических элементах электрических цепей, вектор Пойнтинга, а следовательно, и поток энергии направлены из этих элементов в окружающее пространство. Там же, где энергия потребляется, вектор Пойнтинга и поток энергии направлены внутрь этих элементов. На 25.1 линии электрического поля показаны пунктиром, а следы

Систематическое исследование электрических явлений и их практических приложений исторически началось с изучения свойств не изменяющегося во времени тока - постоянного тока на рубеже XVIII— XIX вв. Этому способствовали наличие и доступность источников электрической энергии постоянного тока — сначала гальванических элементов (А. Вольта, 1745—1827), позднее аккумуляторов, а также первые успехи применения электричества для освещения (П. Н. Яблочков, 1847-1894), электролиза и гальванопластики (Б. С. Якоби, 1801-1874).

Рассмотрим источник энергии на примере гальванического элемента. Один из типов гальванических элементов ( 1.7, а) представляет собой две пластины - из меди Си и из цинка Zn, помещенные в раствор серной кислоты H2SO4 -+2Н + +. SO". V

а — гальванических элементов и аккумуляторов; б — генераторов постоянного тока; в — термопар; г — генераторов однофазного переменного тока; д — трехфазных генераторов

а — гальванических элементов и аккумуляторов при- зарядке; б — электродвигателей постоянного тока; в — электрических ламп; г — электрических печей нагрева; д — трехфазных электродвигателей

Среди электрических машин «старшими» являются двигатели постоянного тока. Первый двигатель постоянного тока был использован в 1838 г. акад. Б. С. Якоби. Двигатель работал от батареи гальванических элементов. Генераторы постоянного тока появились значительно позже — в 1870 г. Использование трехфазных машин переменного тока — асинхронных — началось только с 1891 г. Простота конструкции, надежность и дешевизна обеспечила им широкое распространение в качестве электрических двигателей.

Систематическое исследование электрических явлений и их практических приложений исторически началось с изучения свойств не изменяющегося во времени тока - постоянного тока на рубеже XVIII-XIX вв. Этому способствовали наличие и доступность источников электрической энергии постоянного тока — сначала гальванических элементов (А. Вольта, 1745-1827), позднее аккумуляторов, а также первые успехи применения электричества для освещения (П. Н. Яблочков, 1847-1894), электролиза и гальванопластики (Б. С. Якоби, 1801-1874).

Рассмотрим источник энергии на. примере гальванического элемента. Один из типов гальванических элементов ( 1.7, а) представляет собой две пластины — из меди Си и из цинка Zn, помещенные в раствор серной кислоты Нг8О4 -+2Н* + SO".

Систематическое исследование электрических явлений и их практических приложений исторически началось с изучения свойств не изменяющегося во времени тока — постоянного тока на рубеже XVIII-XIX вв. Этому способствовали наличие и доступность источников электрической энергии постоянного тока - сначала гальванических элементов (А. Вольта, 1745-1827), позднее аккумуляторов, а также первые успехи применения электричества для освещения (П. Н. Яблочков, 1847-1894), электролиза и гальванопластики (Б. С. Якоби, 1801-1874).

Рассмотрим источник энергии на примере гальванического элемента. Один из типов гальванических элементов ( 1.7, а) представляет собой две пластины — из меди Си и из цинка Zn, помещенные в раствор серной кислоты H2S04-*2H+ + SO".

60. Найти связь между кулоном и применяемой на практике (для аккумуляторов и гальванических элементов) единицей заряда «ампер-час».

Цинк применяют для защитных покрытий, в качестве составной части латуней и как материал для электродов гальванических элементов. Кроме того, его используют в фотоэлементах и для металлизации бумаги в металлобумажных конденсаторах. Нанесение металлического слоя на бумагу производят путем испарения цинка в вакууме при температуре порядка 600°С.