Ụwa batrị - akụkụ 1

Enyere 2019 Nobel Prize in Chemistry maka imepe nhazi nke batrị lithium-ion. N'adịghị ka ụfọdụ n'ime mkpebi ndị ọzọ nke kọmitii Nobel, nke a atụghị anya ya - n'ụzọ megidere ya. Batrị Lithium-ion na-enye ike smartphones, laptọọpụ, ngwa ọrụ ike na ọbụna ụgbọ ala eletrik. Ndị ọkà mmụta sayensị atọ, John Goodenough, Stanley Whittingham na Akira Yoshino, nwetara asambodo, ihe nrite ọla edo na nde SEK 9 maka nkesa. 

Ị nwere ike ịgụkwu banyere ihe kpatara ya maka onyinye ahụ na mbipụta gara aga nke usoro onwu anyị - na isiokwu ahụ n'onwe ya kwụsịrị na nkwupụta nke nkọwa zuru ezu nke okwu nke mkpụrụ ndụ na batrị. Oge erugo imezu nkwa gi.

Nke mbụ, nkọwa dị nkenke nke ezighi ezi aha aha.

njikọ nke a bụ naanị sekit na-emepụta voltaji.

Batrị mejupụtara sel ejikọrọ nke ọma. Ihe mgbaru ọsọ bụ ịbawanye voltaji, capacitance (ike nwere ike ịdọrọ na usoro), ma ọ bụ abụọ.

batrị ọ bụ cell ma ọ bụ batrị enwere ike ịchaji mgbe ọ gwụchara. Ọ bụghị mgbawa ọ bụla nwere ihe ndị a - ọtụtụ nwere ike ịwụfu. N'okwu a na-ekwu kwa ụbọchị, a na-ejikarị okwu abụọ mbụ eme ihe n'otu n'otu (nke a ga-abụkwa ihe dị na isiokwu ahụ), ma mmadụ aghaghị ịmara ọdịiche dị n'etiti ha (1).

1. Batrị ndị mejupụtara sel.

Emebebeghị batrị n'ime iri afọ gara aga, ha nwere akụkọ ihe mere eme dị ogologo karịa. O nwere ike ịbụ na ị nụrịrị banyere ahụmahụ ahụ Galvaniego i Volt na ntụgharị nke narị afọ nke XNUMX na nke XNUMX, bụ nke gosipụtara mmalite nke iji ọkụ eletrik na physics na kemịkalụ. Otú ọ dị, akụkọ ihe mere eme nke batrị malitere ọbụna na mbụ. Nke ahụ bụ ogologo oge gara aga…

... ogologo oge na Baghdad

Na 1936, German ọkà mmụta ihe ochie Wilhelm Koenig hụrụ otu arịa ụrọ dị nso na Baghdad malitere na narị afọ nke atọ BC Nchọta ahụ eyighị ihe ọhụrụ, n'ihi na mmepeanya na Yufretis na Taịgris toro ogologo kemgbe ọtụtụ puku afọ.

Otú ọ dị, ihe dị n’ime ụgbọ ahụ bụ ihe omimi: akwụkwọ mpịakọta ọla kọpa nke nchara nchara, mkpanaka ígwè, na ihe fọdụrụ nke resin eke. Koenig gbagwojuru anya maka ebumnuche nke ihe arịa ahụ ruo mgbe o chetara ịga leta Alley of Jewelers na Baghdad. Ndị omenkà nọ n'ógbè ahụ ji ọla kọpa dị oké ọnụ ahịa kpuchie ihe ndị yiri ya. Echiche bụ́ na ọ bụ batrị oge ochie emeghị ka ndị ọkà mmụta ihe ochie kweta na ọ dịghị ihe àmà nke ọkụ eletrik dị ndụ n’oge ahụ.

Ya mere (nke ahụ bụ ihe a na-akpọ nchọta) nke a ọ bụ ihe dị adị ma ọ bụ akụkọ ifo sitere na 1001 abalị? Ka nnwale ahụ kpebie.

Will ga - achọ: efere ọla kọpa, ntu ígwè na mmanya mmanya (rịba ama na ihe ndị a niile bụ ndị a ma ama na ọtụtụ ebe n'oge ochie). Dochie resin iji mechie ụgbọ ahụ wee jiri plasticine dochie ya dị ka ihe mkpuchi.

Mee nnwale ahụ na beaker ma ọ bụ flask, ọ bụ ezie na iji ite ụrọ ga-enye nnwale ahụ ezigbo ụtọ. Iji akwụkwọ aja, hichaa elu igwe site na plaque ma tinye waya na ha.

Tụgharịa efere ọla kọpa n'ime mpịakọta ma tinye ya na arịa ahụ, ma tinye ntu n'ime mpịakọta ahụ. Iji plasticine, dozie efere na ntu ka ha ghara imetụ ibe ha aka (2). Wunye mmanya (ihe dị ka 5% ngwọta) n'ime arịa ahụ ma, na-eji multimeter, tụọ voltaji n'etiti nsọtụ nke wires ejikọrọ na efere ọla kọpa na ntu ígwè. Tọọ ngwa iji tụọ DC ugbu a. Kedu n'ime mkpanaka ndị ahụ bụ "gbakwunyere" na nke bụ "mwepu" nke isi iyi voltaji?

2. Eserese nke ụdị batrị ọgbara ọhụrụ sitere na Baghdad.

Mita na-egosi 0,5-0,7 V, nke pụtara na batrị Baghdad na-arụ ọrụ! Biko mara na osisi dị mma nke usoro ahụ bụ ọla kọpa, na ogwe na-adịghị mma bụ ígwè (mita na-egosi uru voltaji dị mma naanị n'otu ụzọ nke ijikọ wires na njedebe). Ọ ga-ekwe omume ịnweta ọkụ eletrik site na otu e wuru maka ọrụ bara uru? Ee, mana mee ọtụtụ ụdị ọzọ wee jikọọ ha n'usoro iji bulie voltaji. Igwe ọkụ na-achọ ihe dịka 3 volts - ọ bụrụ na ị nweta ihe dị ukwuu na batrị gị, LED ga-enwu.

A nwalere batrị Baghdad ugboro ugboro maka ike ọ nwere ike ime obere akụrụngwa. Emere nnwale yiri nke ahụ ọtụtụ afọ gara aga site n'aka ndị dere mmemme nzuzo MythBusters. Mythbusters (ị ka na-echeta Adam na Jamie?) bịakwara na nkwubi okwu na nhazi ahụ nwere ike ịbụ batrị oge ochie.

Ya mere, njem nke ụmụ mmadụ na ọkụ eletrik malitere ihe karịrị afọ 2 gara aga? Ee na mba. Ee, n'ihi na ọbụna mgbe ahụ, ọ ga-ekwe omume ịmepụta ike ọkụ. Ee e, n'ihi na ihe mepụtara abụghị ebe nile - ọ dịghị onye chọrọ ya mgbe ahụ na ruo ọtụtụ narị afọ na-abịa.

Njikọ? Ọ dị mfe!

Hichaa nke ọma n'elu efere ígwè ma ọ bụ wires, aluminum, iron, wdg. Tinye ihe atụ nke ọla abụọ dị iche iche n'ime mkpụrụ osisi na-amị mkpụrụ (nke ga-eme ka ọkụ eletrik dị mfe) ka ha ghara imetụ ibe ha aka. Jikọọ multimeter clamps na nsọtụ nke wires na-arapara na mkpụrụ osisi, na-agụ voltaji n'etiti ha. Gbanwee ụdị ọla eji (yana mkpụrụ osisi) wee na-agbalị (3).

3. Mkpụrụ ndụ mkpụrụ (aluminom na ọla kọpa electrodes).

N'okwu niile emepụtara njikọ. Ụkpụrụ nke voltaji a tụrụ atụ dị iche na-adabere na ọla na mkpụrụ osisi e weere maka nnwale ahụ. Ijikọta mkpụrụ ndụ mkpụrụ osisi n'ime batrị ga-enye gị ohere iji ya mee ka obere ngwá electronic rụọ ọrụ (na nke a, ọ na-achọ obere ego nke ugbu a, nke ị nwere ike nweta site na nhazi gị).

Jikọọ nsọtụ nke wires na-esi na mkpụrụ osisi dị oke egwu na wires, na ndị a, n'aka nke ya, na nsọtụ nke LED. Ozugbo i jikọtara ogwe batrị ahụ na "ọnụ" nke diode kwekọrọ na voltaji ahụ agafeela otu ụzọ, diode ga-enwu (diodes nke agba dị iche iche nwere voltaji mbụ dị iche iche, ma banyere 3 volts kwesịrị ezuru. ).

Isi iyi ike na-adọrọ adọrọ bụ elekere eletrọnịkị - ọ nwere ike rụọ ọrụ na "batrị mkpụrụ" ogologo oge (n'agbanyeghị na ọtụtụ dabere na ụdị elekere).

Akwụkwọ nri anaghị adị ala karịa mkpụrụ osisi ma nyekwa gị ohere ịmepụta batrị n'ime ha. N'ihi na? Were pickles ole na ole na ego kwesịrị ekwesị nke ọla kọpa na aluminom ma ọ bụ wires (ị nwere ike dochie ndị a na mbọ nchara, mana ị ga-enweta voltaji dị ala site na otu njikọ). Chịkọta batrị ma mgbe ị na-eji ya mee ka sekit agbakwunyere na igbe egwu, ndị ukwe kukumba ga-abụ abụ!

Gịnị mere cucumbers? Konstantin Ildefons Galchinsky rụrụ ụka na: "Ọ bụrụ na kukumba adịghị abụ na n'oge ọ bụla, o nwere ike na-apụghị ịhụ site uche nke eluigwe." Ọ na-apụta na onye na-ahụ maka ọgwụ nwere ike ime ihe ndị ọbụna ndị na-ede uri na-atụghị anya ya.

Batrị Bivouac

N'oge ihe mberede, ị nwere ike chepụta batrị n'onwe gị wee jiri ya mee ọkụ LED. N'ezie, ìhè ahụ ga-adị ncha, ma ọ dị mma karịa nke ọ bụla.

Kedu ihe ị ga-achọ? A diode, n'ezie, kamakwa ihe ice cube tray, ọla kọpa waya, na nchara ntu ma ọ bụ kposara (ọla mkpa ka ihicha ha n'elu iji kwado ọkụ eletrik). Bee waya n'ime iberibe ma kechie isi nke ịghasa ma ọ bụ ntu na otu njedebe nke iberibe ahụ. Mee ọtụtụ nhazi ọla kọpa n'ụzọ dị otú a (8-10 kwesịrị ezuru).

Wunye ala mmiri mmiri n'ime ebe ndị dị na ebu (ị nwekwara ike ịwụsa mmiri nnu, nke ga-ebelata nguzogide eletrik). Ugbu a tinye usoro gị n'ime oghere: ịghasa ma ọ bụ ntu kwesịrị ịbanye n'otu oghere, na waya ọla kọpa n'ime nke ọzọ. Debe ndị na-esote ka e wee nwee ígwè n'otu oghere na ọla kọpa (ọla enweghị ike ịbanye na ibe ya). The dum ụdị a usoro: ígwè-ọla kọpa-steel-ọla kọpa, wdg Nhazi ihe ndị dị otú ahụ n'ụzọ nke mbụ na nke ikpeazụ cavities (naanị ndị nwere onye ọ bụla ọla) dina n'akụkụ onye ọ bụla ọzọ.

Nke a na-abịa njedebe.

Fanye otu ụkwụ nke diode n'ime ezumike nke mbụ n'ahịrị na nke ọzọ na nke ikpeazụ. Ọ na-enwu?

Ọ bụrụ otu a, daalụ (4)! Ọ bụrụ na ọ bụghị, chọọ ihie ụzọ. Diode LED, n'adịghị ka bọlbụ ọkụ a na-ahụkarị, ga-enwerịrị njikọ njikọ (ị maara nke metal bụ "gbakwunyere" na nke bụ "mwepu" nke batrị?). O zuru ezu itinye ụkwụ na ntụziaka na-abụghị ala. Ihe ndị ọzọ kpatara ọdịda bụ obere voltaji (opekempe 3 volts), sekit mepere emepe ma ọ bụ sekit dị mkpụmkpụ na ya.

4. "Batiri ụwa" na-arụ ọrụ.

Na nke mbụ, mụbaa ọnụ ọgụgụ nke components. Na nke abụọ, lelee njikọ dị n'etiti ọla (nakwa mechie ala gburugburu ha). N'okwu nke atọ, jide n'aka na njedebe nke ọla kọpa na ígwè adịghị emetụ ibe ha n'okpuru ala nakwa na ala ma ọ bụ ngwa agha nke ị na-eji mmiri mee ya adịghị ejikọta olulu ndị dị n'akụkụ.

Nnwale na "batrị ụwa" na-adọrọ mmasị ma gosipụta na enwere ike ịnweta ọkụ eletrik site na ihe ọ bụla. Ọbụlagodi na ịgaghị eji arụrụ arụ arụrụ arụ, ị nwere ike ịmasị ndị na-ama ụlọikwuu mgbe niile na nka MacGyver gị (ma eleghị anya naanị ndị ọkachamara na-ahụ maka ọrụ na-echeta) ma ọ bụ onye ọkachamara pụrụ iche.

Kedu ka mkpụrụ ndụ si arụ ọrụ?

A na-ebufe ya ígwè (electrode) nke na-emikpu n'ime ihe ngwọta na-eduzi (electrolyte). Obere cations na-abanye na ngwọta, na electrons na-anọgide na metal. Kedu ion ole dị na ngwọta yana ole electrons ngafe dị na ígwè na-adabere n'ụdị ígwè, ngwọta, okpomọkụ, na ọtụtụ ihe ndị ọzọ. Ọ bụrụ na a na-emikpu ọla abụọ dị iche iche n'ime electrolyte, voltaji ga-ebilite n'etiti ha n'ihi ọnụọgụ electron dị iche iche. Mgbe ị na-ejikọta electrodes na waya, electrons sitere na ígwè nwere ọnụ ọgụgụ dị ukwuu n'ime ha (electrode na-adịghị mma, ya bụ, anode nke cell) ga-amalite ịbanye n'ime ígwè nwere ọnụ ọgụgụ dị nta n'ime ha (electrode ziri ezi, cathode). N'ezie, mgbe cell na-arụ ọrụ, a ghaghị ịnọgide na-enwe nguzozi: cations metal sitere na anode na-abanye na ngwọta, na electrons a na-ebuga na cathode na-emeghachi omume na ions gbara ya gburugburu. A na-emechi sekit dum site na electrolyte, nke na-eme ka a na-enyefe ions. Enwere ike iji ike nke electrons na-agafe na onye nduzi maka ọrụ bara uru.