Historia e shpikjeve. Bateritë

Sot është shumë e vështirë të imagjinoni jetën tuaj pa pajisje elektrike. Për më tepër, nuk po flasim as për pajisje shtëpiake të mëdha, por për pajisje me përmasa të vogla që e bëjnë jetën shumë më të rehatshme. Orët e murit, telekomandat, elektrik dore dhe shumë pajisje të tjera të vogla me të cilat jemi mësuar aq shumë, mundësohen nga një bateri portative. Për të siguruar funksionimin e tyre të qëndrueshëm, ju vetëm duhet blini bateri të rikarikueshme. Por ky burim energjie u shfaq jo shumë kohë më parë!

Historia e baterisë

Hapi i parë drejt shfaqjes së një baterie u hodh nga një shkencëtar nga Italia, Luigi Galvani, i cili studioi reagimet e organizmave të gjallë ndaj ndikimeve të ndryshme. Thelbi i zbulimit të tij ishte se një rrymë kalon nëpër këmbën e një bretkose kur dy shirita të llojeve të ndryshme të metalit janë ngjitur në të. Shkencëtari nuk ishte në gjendje të shpjegonte atë që pa, por rezultatet e punës së tij ishin shumë të dobishme për një studiues tjetër, Alessandro Volta.

Ky italian arriti të zbulonte thelbin e procesit dhe kuptoi se shfaqja e rrymës lehtësohet nga një reaksion kimik që ndodh midis metaleve të ndryshme në një mjedis të caktuar. Duke vendosur një pjatë zinku dhe bakri në një tretësirë ​​kripe, ai krijoi baterinë e parë në botë të qelizave primare, të cilën, pas zhvillimit të mëtejshëm, e quajti "Kolona e Voltës". Kjo ishte në vitin 1800.

Bateria e parë u shfaq shumë më vonë - në 1859, kur francezi Gaston Plante përsëriti eksperimentin e kolegut të tij duke përdorur një zgjidhje të dobët të acidit sulfurik dhe dy pllaka plumbi. E veçanta e kësaj baterie ishte se ajo kërkonte rimbushje nga një burim i rrymës direkte, dhe më pas vetë dha ngarkesën që rezulton për të krijuar energji elektrike.

Data të tjera të rëndësishme në historinë e zhvillimit të baterive

1865 - Shkencëtari francez J.L. Leclanche zhvilloi një qelizë mangan-zinku me zgjidhje të kripur.

1880 - F. Lalande përmirësoi shpikjen e bashkatdhetarit të tij duke përdorur një elektrolit të trashë.

Vitet 40 të shekullit XX - u zhvilluan elemente argjendi-zinku.

Vitet 50 të shekullit të 20-të - u shfaq një element mangan-zink me një zgjidhje alkaline, si dhe elementë merkur-zink.

Vitet 60 të shekullit të 20-të - filloi prodhimi i baterive të ajrit të zinkut.

Vitet 70 të shekullit XX - burimet aktuale të litiumit u përdorën për herë të parë.

Konferencë shkencore dhe praktike e shkollës

të rinjtë dhe nxënësit e shkollës

"Kërko. shkenca. Hapja."

qyteti i Novocheboksarsk

Nikolaev Aleksandër

nxënës i klasës 5A të institucionit arsimor komunal “Shkolla e mesme nr. 13”

qyteti i Novocheboksarsk

Këshilltar shkencor:

Mësues fizikë, Institucioni arsimor komunal "Shkolla e mesme nr. 13"

Novocheboksarsk, 2011

1 Hyrje……………………………………………………………………………………… 3

2. Historia e krijimit të baterisë……………………………………………………………… 3-5

3. Struktura e baterisë……………………………………………………………………… 5

4. Eksperiment………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5

5. Për përdorimin e frutave dhe perimeve për prodhimin e energjisë elektrike. ................ 7

6. Përfundime…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Literatura e përdorur……………………………………………………….. 8

Prezantimi

Puna jonë i kushtohet burimeve të pazakonta të energjisë.

Burimet e rrymës kimike luajnë një rol shumë të rëndësishëm në botën përreth nesh. Ato përdoren në telefona celularë dhe anije kozmike, në raketa lundrimi dhe laptopë, në makina, elektrik dore dhe lodra të zakonshme. Çdo ditë hasim bateri, akumulatorë, qeliza karburanti.

Së pari lexuam për përdorimin jo tradicional të frutave në librin e Nikolai Nosov. Sipas planit të shkrimtarit, Shorty Vintik dhe Shpuntik, të cilët jetonin në Qytetin e Luleve, krijuan një makinë që punonte me sodë me shurup. Dhe pastaj menduam, po sikur perimet dhe frutat të mbajnë disa sekrete të tjera? Si rezultat, ne donim të mësonim sa më shumë që të ishte e mundur për vetitë e pazakonta të perimeve dhe frutave.


Qëllimi i punës sonëështë studimi i vetive elektrike të frutave dhe perimeve.

Ne i kemi vendosur vetes sa vijon detyrat:

1 Njihuni me modelin e baterisë dhe shpikësit e saj.

2. Zbuloni se çfarë procesesh ndodhin brenda baterisë.

3. Përcaktoni në mënyrë eksperimentale tensionin brenda baterisë "të shijshme" dhe rrymën e krijuar prej saj.

4. Mblidhni një qark të përbërë nga disa bateri të tilla dhe përpiquni të ndezni një llambë.

5. Zbuloni nëse bateritë e perimeve dhe frutave përdoren në praktikë.

Historia e baterisë

Burimi i parë kimik i rrymës elektrike u shpik rastësisht, në fund të shekullit të 17-të, nga shkencëtari italian Luigi Galvani. Në fakt, qëllimi i kërkimit të Galvanit nuk ishte aspak kërkimi i burimeve të reja të energjisë, por studimi i reagimit të kafshëve eksperimentale ndaj ndikimeve të ndryshme të jashtme. Në veçanti, fenomeni i gjenerimit dhe rrjedhës së rrymës u zbulua kur shirita të dy metaleve të ndryshme u ngjitën në muskulin e këmbës së bretkosës. Galvani dha një shpjegim teorik të pasaktë për procesin e vëzhguar.

Eksperimentet e Galvanit u bënë bazë për kërkimin e një tjetër shkencëtari italian, Alessandro Volta. Ai formuloi idenë kryesore të shpikjes. Shkaku i rrymës elektrike është një reaksion kimik në të cilin marrin pjesë pllaka metalike. Për të konfirmuar teorinë e tij, Volta krijoi një pajisje të thjeshtë. Ai përbëhej nga pllaka zinku dhe bakri të zhytur në një enë me tretësirë ​​të kripur. Si rezultat, pllaka e zinkut (katoda) filloi të shpërndahej dhe flluska gazi u shfaqën në çelikun e bakrit (anodë). Volta sugjeroi dhe vërtetoi se një rrymë elektrike rrjedh nëpër një tel. Disi më vonë, shkencëtari mblodhi një bateri të tërë nga elementë të lidhur me seri, falë të cilave ai ishte në gjendje të rriste ndjeshëm tensionin e daljes.

Ishte kjo pajisje që u bë bateria e parë në botë dhe paraardhësi i baterive moderne. Dhe bateritë për nder të Luigi Galvani tani quhen qeliza galvanike.

Vetëm një vit pas kësaj, në 1803, fizikani rus Vasily Petrov montoi baterinë kimike më të fuqishme, të përbërë nga 4200 elektroda bakri dhe zinku, për të demonstruar harkun elektrik. Tensioni i daljes së këtij përbindëshi arriti në 2500 volt. Sidoqoftë, nuk kishte asgjë thelbësisht të re në këtë "kolona voltaike".

Në 1836, kimisti anglez John Daniel përmirësoi elementin voltaik duke vendosur elektroda zinku dhe bakri në një tretësirë ​​të acidit sulfurik. Ky dizajn u bë i njohur si "elementi Daniel".

Në 1859, fizikani francez Gaston Plante shpiku baterinë e acidit të plumbit. Kjo lloj qelize përdoret edhe sot në bateritë e makinave.

Fillimi i prodhimit industrial të burimeve primare të rrymës kimike u hodh në 1865 nga një francez i cili propozoi një qelizë mangan-zink me një elektrolit kripe.

Në vitin 1890, në Nju Jork, Conrad Hubert, një emigrant nga Rusia, krijon elektrik dore të parë xhepi. Dhe tashmë në 1896, kompania Kombëtare e Karbonit filloi prodhimin masiv të qelizave të para të thata në botë, Leclanche "Columbia". Qeliza voltaike më jetëgjatë është bateria e zinkut-squfurit, e prodhuar në Londër në 1840.

Deri në vitin 1940, qeliza e kripës së manganit-zinkut ishte praktikisht i vetmi burim aktual kimik i përdorur.


Pavarësisht shfaqjes së mëvonshme të burimeve të tjera të rrymës parësore me karakteristika më të larta, qeliza e kripës së manganit-zinkut përdoret në një shkallë shumë të gjerë, kryesisht për shkak të çmimit të saj relativisht të ulët.

Burimet moderne të rrymës kimike përdorin:

si agjent reduktues (në anodë) - plumbi Pb, kadmiumi Cd, zink Zn dhe metale të tjera;

si një agjent oksidues (në katodë) - oksidi i plumbit (IV) PbO2, hidroksidi i nikelit NiOOH, oksidi i manganit (IV) MnO2 dhe të tjerët;

si elektrolit - tretësirat e alkaleve, acideve ose kripërave.

Pajisja e baterisë

Qelizat moderne galvanike kanë pak të përbashkëta nga jashtë me pajisjen e krijuar nga Alessandro Volta, por parimi bazë ka mbetur i pandryshuar. Bateritë prodhojnë dhe ruajnë energjinë elektrike. Ka tre pjesë kryesore brenda qelizës së thatë që fuqizon pajisjen. Kjo është një elektrodë negative (-), një elektrodë pozitive (+) dhe një elektrolit i vendosur midis tyre, i cili është një përzierje kimikatesh. Reaksionet kimike bëjnë që elektronet të rrjedhin nga elektroda negative përmes pajisjes dhe më pas të kthehen në elektrodën pozitive. Falë kësaj, pajisja funksionon. Me përdorimin e kimikateve, bateria mbaron.

Kutia e baterisë, e cila është prej zinku, mund të mbulohet nga jashtë me karton ose plastikë. Brenda kutisë ka kimikate në formën e një paste, dhe disa bateri kanë një bërthamë karboni në mes. Nëse fuqia e baterisë bie, do të thotë që kimikatet janë konsumuar dhe bateria nuk është më në gjendje të prodhojë energji elektrike.

Rimbushja e baterive të tilla është e pamundur ose shumë e kotë (për shembull, për të ngarkuar disa lloje baterish do t'ju duhet të shpenzoni dhjetëra herë më shumë energji sesa mund të ruajnë, ndërsa llojet e tjera mund të grumbullojnë vetëm një pjesë të vogël të ngarkesës së tyre origjinale). Pas kësaj, gjithçka që duhet të bëni është ta hidhni baterinë në koshin e plehrave.

Shumica e baterive moderne u zhvilluan tashmë në shekullin e 20-të në laboratorët e kompanive ose universiteteve të mëdha.

pjesë eksperimentale

Shkencëtarët thonë se nëse në shtëpinë tuaj ju fiket rryma, mund ta ndriçoni shtëpinë tuaj për një kohë duke përdorur limon. Në fund të fundit, çdo frut dhe perime ka energji elektrike, pasi ato na ngarkojnë ne njerëzve me energji kur konsumohen.

Por ne nuk jemi mësuar të marrim fjalën e të gjithëve, kështu që vendosëm ta testojmë atë në mënyrë eksperimentale. Pra, për të krijuar një bateri "të shijshme", morëm:

    limon, mollë, qepë, patate të papërpunuara dhe të ziera; disa pllaka bakri nga kompleti elektrostatik - ky do të jetë poli ynë pozitiv; pllaka të galvanizuara nga i njëjti grup - për të krijuar një shtyllë negative; tela, kapëse; milivoltmetra, voltmetra, ampermetra. një llambë në një stendë, e projektuar për një tension prej 2.5 V dhe një rrymë prej 0.16A.

Shumica e frutave përmbajnë solucione të dobëta të acidit. Kjo është arsyeja pse ato mund të shndërrohen lehtësisht në një qelizë të thjeshtë galvanike. Para së gjithash, ne pastruam elektrodat e bakrit dhe zinkut duke përdorur letër zmerile. Tani mjafton t'i futni në një perime ose fruta dhe merrni një "bateri". Elektrodat u vendosën në të njëjtën distancë nga njëra-tjetra.

Ne futëm rezultatet e eksperimentit në një tabelë.

Baza e baterisë

Tensioni në elektroda, V

Forca e rrymës elektrike, mA

Patate

Patate të ziera

konkluzioni: tensioni ndërmjet elektrodave është afërsisht i njëjtë. Dhe madhësia e rrymës ndoshta lidhet me aciditetin e produktit. Sa më i madh të jetë aciditeti, aq më i madh është rryma.

Nëse përdorni patate të ziera dhe jo të papërpunuara, fuqia e pajisjes do të rritet 4 herë.

Ne vendosëm të hetojmë se si voltazhi dhe rryma varen nga distanca midis elektrodave. Për ta bërë këtë, ata morën një patate të zier, ndryshuan distancën midis anodës dhe katodës dhe matën tensionin dhe rrymën në bateri. Rezultatet e eksperimentit u futën në një tabelë.

Distanca ndërmjet elektrodave, cm

Tensioni ndërmjet elektrodave, V

Rryma e qarkut të shkurtër, mA

konkluzioni: Tensioni ndërmjet elektrodave dhe rrymës rritet me rritjen e distancës ndërmjet tyre. Rryma e qarkut të shkurtër është e vogël sepse rezistenca e brendshme e patates është e lartë.

Më pas, vendosëm të bënim një bateri prej dy, tre, katër patate. Duke rritur më parë distancën midis elektrodave në maksimum, ata lidhën patatet në seri në qark. Rezultatet e eksperimentit u futën në një tabelë.

Numri i patateve

Tensioni i baterisë, V

Rryma e qarkut të shkurtër, mA

konkluzioni: Tensioni në terminalet e baterisë rritet dhe rryma zvogëlohet. Rryma është shumë e ulët për të ndezur llambën.

Prandaj, ne planifikojmë të zbulojmë më tej se në çfarë mënyrash mund të rrisim rrymën në qark dhe ta bëjmë llambën të shkëlqejë.

Ne kemi qenë duke parë bateritë tona "të shijshme" për disa kohë. Rezultatet e tensionit të matur në bateri u futën në tabelë:

Në 5 ditë

Pas 10 ditësh

Në 25 ditë

Patate

Patate të ziera

konkluzioni: gradualisht voltazhi në të gjitha bateritë "të shijshme" zvogëlohet. Ende ka tension tek molla, qepa dhe patatja e zier.

Ndërsa hiqnim pllakat e bakrit dhe zinkut nga perimet dhe frutat, vumë re se ato ishin oksiduar shumë. Kjo do të thotë se acidi ka reaguar me zink dhe bakër. Për shkak të këtij reaksioni kimik, rrjedh një rrymë elektrike shumë e dobët.

Rreth përdorimit të frutave dhe perimeve për të prodhuar energji elektrike.

Kohët e fundit, shkencëtarët izraelitë kanë shpikur një burim të ri të energjisë elektrike miqësore me mjedisin. Studiuesit propozuan përdorimin e patateve të ziera si burim energjie për baterinë e pazakontë, pasi fuqia e pajisjes në këtë rast do të rritej 10 herë në krahasim me patatet e papërpunuara. Bateritë e tilla të pazakonta mund të funksionojnë për disa ditë dhe madje edhe javë, dhe energjia elektrike që prodhojnë është 5-50 herë më e lirë se ajo e marrë nga bateritë tradicionale dhe të paktën gjashtë herë më ekonomike se një llambë vajguri kur përdoret për ndriçim.

Shkencëtarët indianë vendosën të përdorin fruta, perime dhe mbeturina prej tyre për të fuqizuar pajisjet e thjeshta shtëpiake. Bateritë përmbajnë një pastë të bërë nga banane të përpunuara, lëvozhgë portokalli dhe perime ose fruta të tjera, në të cilat vendosen elektroda zinku dhe bakri. Produkti i ri është projektuar kryesisht për banorët e zonave rurale, të cilët mund të përgatisin vetë përbërësit e tyre të frutave dhe perimeve për të rimbushur bateritë e pazakonta.

Konkluzione:

1 Ne u njohëm me pajisjen e baterisë dhe shpikësit e saj.

2. Zbuluam se çfarë procesesh ndodhin brenda baterisë.

3. Bateritë e prodhuara me perime dhe fruta

4. Mësuam të përcaktoni tensionin brenda baterisë "të shijshme" dhe rrymën e krijuar prej saj.

5. Vëmë re se tensioni ndërmjet elektrodave dhe rryma rriten me rritjen e distancës ndërmjet tyre. Rryma e qarkut të shkurtër është e vogël sepse rezistenca e brendshme e baterisë është e lartë.

6. Zbuluam se tensioni në terminalet e një baterie të përbërë nga disa perime rritet dhe rryma zvogëlohet. Rryma është shumë e ulët për të ndezur llambën.

7. Ata nuk mund të ndezin një llambë në qarkun e montuar sepse rryma ishte e ulët.

Referencat:

1 Fjalor Enciklopedik i një Fizikani të Ri. - M.: Pedagogji, 1991

2. Materiale referuese për fizikën.-M.: Arsimi 1985.

3 Fjalor Enciklopedik i Teknikëve të Rinj. - M.: Pedagogji, 1980.

4 Revista “Shkenca dhe Jeta”, Nr. 10 2004.

5 , . Elektrodinamika.-M.: Nauka 1976.

6 Kirilova për leximin në fizikë - Moskë: Iluminizmi 1986.

7 Revista “Shkenca dhe Jeta”, Nr. 11 2005.

8 . Fizika e mahnitshme.-Moskë: Shtëpia Botuese NC ENAS, 2005

Burimi i internetit.

Çfarë kanë të përbashkët një smartphone, një laptop, një elektrik dore, lodrat lëvizëse interaktive për fëmijë dhe një orë? Përgjigja është e thjeshtë - një bateri. Është falë rrathëve, cilindrave dhe drejtkëndëshave të padukshëm që ne mund t'i përdorim të gjitha këto.

Sa vite kanë kaluar nga shpikja e baterisë? Shumica do të thonë se variantet e para u shfaqën në fund të shekullit të 18-të. Mjaft e arsyeshme, sepse në vitin 1798, konti italian Alessandro Volta ndërtoi baterinë e parë primitive, të quajtur "Shtylla e Voltës". Ai grumbulloi disqe zinku dhe bakri dhe i ndau me një leckë të njomur me alkali ose acid. Kjo "kullë" ishte gjysmë metri e lartë. Por! Ka dëshmi se origjina e baterisë është më e vjetër. Shembulli i parë primitiv ishte i njohur për njerëzit 2000 vjet më parë.

Në mesin e shekullit të 20-të (1938), gjatë gërmimeve në Irak, Wilhelm Koenig gjeti një enë balte 13 cm të lartë me një cilindër bakri në të cilin ishte futur një shufër prej një metali tjetër. Arkeologët kanë sugjeruar se kjo është bateria më e vjetër.

Megjithatë, ne nuk do të dimë më se si e përdornin këtë enë saktësisht banorët e Irakut të lashtë. Por dihet shumë për italianin Luigi Galvani dhe elektricitetin e kafshëve. Ai vuri re se trupi i bretkosës dridhej nëse binte në kontakt me dy elementë metalikë ose ndodhej pranë një makinerie elektrike dhe shkëndijave që dilnin prej saj. Luigi sugjeroi se energjia elektrike ekziston në trupin e vetë kafshës.

Ishin eksperimentet e tij me këmbët e bretkosës që e shtynë Voltën të kërkonte një burim të rrymës elektrike. Ai kreu një sërë testesh dhe vuri re se nëse trupi i kafshës binte në kontakt me objekte të bëra nga i njëjti metal, atëherë asgjë nuk ndodhi, por nëse metalet ishin të ndryshme, atëherë shfaqej efekti i dëshiruar. Duke ndërtuar kullën e tij nga pllaka metalike, ai vërtetoi se rryma elektrike nuk shfaqet në indet e kafshëve. Eksperimentet kanë treguar se shkaku i gjithçkaje janë reaksionet kimike midis metaleve të ndryshme të lidhura me një përcjellës (Galvani kishte trupin e një bretkose si përcjellës).

Të dy italianët u bënë të famshëm, dhe njësia e matjes së tensionit Volt dhe vetë "qeliza galvanike" u emëruan pas tyre.

Historia e baterisë

Kaloi shumë pak kohë që nga zbulimi i baterisë, ose më saktë stër-stër-stërgjyshja e saj, dhe në 1836 anglezi George Frederick Daniel zgjidhi problemin kryesor të "kolonës voltaike" - korrozioni.

Në vitin 1859, francezi Gaston Plante krijoi baterinë, domethënë stër-stërgjyshin e tij. Ai përdori acid sulfurik dhe pllaka plumbi. Avantazhi i pajisjes së krijuar ishte se pas karikimit nga një burim i rrymës direkte, ai vetë e lëshoi ​​atë dhe u bë burim i energjisë elektrike.

Viti 1868 mund të konsiderohet fatlum. Një kimist nga Franca, Georges Leclanche, krijoi një paraardhës "të lëngshëm" të një qelize baterie "të thatë". 20 vjet më vonë, gjermani Karl Gassner u përpoq dhe e mori atë shumë "të thatë". Ishte pothuajse në çdo mënyrë e ngjashme me versionin modern.

Pas kësaj, historia e prodhimit të baterive vetëm mori vrull. Qelizat galvanike kanë zëvendësuar bateritë hidride nikel-kadmium dhe nikel-metal. Detyra kryesore e shkencëtarëve ishte rritja e kapacitetit dhe jetës së shërbimit, si dhe zvogëlimi i madhësisë. Zgjidhja e problemit ishte shfaqja e baterive litium-jon dhe litium-polimer. Mban një karikim për një kohë të gjatë pa asnjë problem, kanë një kapacitet të madh dhe janë në përmasa të vogla.

Historia e zhvillimit të baterive vazhdon. Shkencëtarët po kërkojnë për një bateri "të përjetshme" dhe, me shumë mundësi, do ta gjejnë së shpejti.

Konferencë shkencore dhe praktike e shkollës

të rinjtë dhe nxënësit e shkollës

"Kërko. shkenca. Hapja."

qyteti i Novocheboksarsk

Nikolaev Aleksandër

nxënës i klasës 5A të institucionit arsimor komunal “Shkolla e mesme nr. 13”

qyteti i Novocheboksarsk

Këshilltar shkencor:

Komissarova Natalya Ivanovna,

Mësues fizikë, Institucioni arsimor komunal "Shkolla e mesme nr. 13"

Novocheboksarsk, 2011

2. Historia e krijimit të baterisë……………………………………………………………… 3-5

3. Struktura e baterisë……………………………………………………………………… 5

4. Eksperiment………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5

5. Për përdorimin e frutave dhe perimeve për prodhimin e energjisë elektrike. ................ 7

6. Përfundime…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Literatura e përdorur……………………………………………………….. 8

Prezantimi

Puna jonë i kushtohet burimeve të pazakonta të energjisë.

Burimet e rrymës kimike luajnë një rol shumë të rëndësishëm në botën përreth nesh. Ato përdoren në telefona celularë dhe anije kozmike, në raketa lundrimi dhe laptopë, në makina, elektrik dore dhe lodra të zakonshme. Çdo ditë hasim bateri, akumulatorë, qeliza karburanti.

Së pari lexuam për përdorimin jo tradicional të frutave në librin e Nikolai Nosov. Sipas planit të shkrimtarit, Shorty Vintik dhe Shpuntik, të cilët jetonin në Qytetin e Luleve, krijuan një makinë që punonte me sodë me shurup. Dhe pastaj menduam, po sikur perimet dhe frutat të mbajnë disa sekrete të tjera? Si rezultat, ne donim të mësonim sa më shumë që të ishte e mundur për vetitë e pazakonta të perimeve dhe frutave.


Qëllimi i punës sonëështë studimi i vetive elektrike të frutave dhe perimeve.

Ne i kemi vendosur vetes sa vijon detyrat:

1 Njihuni me modelin e baterisë dhe shpikësit e saj.

2. Zbuloni se çfarë procesesh ndodhin brenda baterisë.

3. Përcaktoni në mënyrë eksperimentale tensionin brenda baterisë "të shijshme" dhe rrymën e krijuar prej saj.

4. Mblidhni një qark të përbërë nga disa bateri të tilla dhe përpiquni të ndezni një llambë.

5. Zbuloni nëse bateritë e perimeve dhe frutave përdoren në praktikë.
Historia e baterisë

Burimi i parë kimik i rrymës elektrike u shpik rastësisht, në fund të shekullit të 17-të, nga shkencëtari italian Luigi Galvani. Në fakt, qëllimi i kërkimit të Galvanit nuk ishte aspak kërkimi i burimeve të reja të energjisë, por studimi i reagimit të kafshëve eksperimentale ndaj ndikimeve të ndryshme të jashtme. Në veçanti, fenomeni i gjenerimit dhe rrjedhës së rrymës u zbulua kur shirita të dy metaleve të ndryshme u ngjitën në muskulin e këmbës së bretkosës. Galvani dha një shpjegim teorik të pasaktë për procesin e vëzhguar.

Eksperimentet e Galvanit u bënë bazë për kërkimin e një tjetër shkencëtari italian, Alessandro Volta. Ai formuloi idenë kryesore të shpikjes. Shkaku i rrymës elektrike është një reaksion kimik në të cilin marrin pjesë pllaka metalike. Për të konfirmuar teorinë e tij, Volta krijoi një pajisje të thjeshtë. Ai përbëhej nga pllaka zinku dhe bakri të zhytur në një enë me tretësirë ​​të kripur. Si rezultat, pllaka e zinkut (katoda) filloi të shpërndahej dhe flluska gazi u shfaqën në çelikun e bakrit (anodë). Volta sugjeroi dhe vërtetoi se një rrymë elektrike rrjedh nëpër një tel. Disi më vonë, shkencëtari mblodhi një bateri të tërë nga elementë të lidhur me seri, falë të cilave ai ishte në gjendje të rriste ndjeshëm tensionin e daljes.

Ishte kjo pajisje që u bë bateria e parë në botë dhe paraardhësi i baterive moderne. Dhe bateritë për nder të Luigi Galvani tani quhen qeliza galvanike.

Vetëm një vit pas kësaj, në 1803, fizikani rus Vasily Petrov montoi baterinë kimike më të fuqishme, të përbërë nga 4200 elektroda bakri dhe zinku, për të demonstruar harkun elektrik. Tensioni i daljes së këtij përbindëshi arriti në 2500 volt. Sidoqoftë, nuk kishte asgjë thelbësisht të re në këtë "kolona voltaike".

Në 1836, kimisti anglez John Daniel përmirësoi elementin voltaik duke vendosur elektroda zinku dhe bakri në një tretësirë ​​të acidit sulfurik. Ky dizajn u bë i njohur si "elementi Daniel".

Në 1859, fizikani francez Gaston Plante shpiku baterinë e acidit të plumbit. Kjo lloj qelize përdoret edhe sot në bateritë e makinave.

Fillimi i prodhimit industrial të burimeve primare të rrymës kimike u hodh në 1865 nga francezi J. L. Leclanche, i cili propozoi një qelizë mangan-zink me një elektrolit kripe.

Në vitin 1890, në Nju Jork, Conrad Hubert, një emigrant nga Rusia, krijon elektrik dore të parë xhepi. Dhe tashmë në 1896, kompania Kombëtare e Karbonit filloi prodhimin masiv të qelizave të para të thata në botë, Leclanche "Columbia". Qeliza voltaike më jetëgjatë është bateria e zinkut-squfurit, e prodhuar në Londër në 1840.

Deri në vitin 1940, qeliza e kripës së manganit-zinkut ishte praktikisht i vetmi burim aktual kimik i përdorur.

Pavarësisht shfaqjes së mëvonshme të burimeve të tjera të rrymës parësore me karakteristika më të larta, qeliza e kripës së manganit-zinkut përdoret në një shkallë shumë të gjerë, kryesisht për shkak të çmimit të saj relativisht të ulët.

Burimet moderne të rrymës kimike përdorin:

si agjent reduktues (në anodë) - plumbi Pb, kadmiumi Cd, zink Zn dhe metale të tjera;

si një agjent oksidues (në katodë) - oksidi i plumbit (IV) PbO2, hidroksidi i nikelit NiOOH, oksidi i manganit (IV) MnO2 dhe të tjerët;

si elektrolit - tretësirat e alkaleve, acideve ose kripërave.
Pajisja e baterisë

Qelizat moderne galvanike kanë pak të përbashkëta nga jashtë me pajisjen e krijuar nga Alessandro Volta, por parimi bazë ka mbetur i pandryshuar. Bateritë prodhojnë dhe ruajnë energjinë elektrike. Ka tre pjesë kryesore brenda qelizës së thatë që fuqizon pajisjen. Kjo është një elektrodë negative (-), një elektrodë pozitive (+) dhe një elektrolit i vendosur midis tyre, i cili është një përzierje kimikatesh. Reaksionet kimike bëjnë që elektronet të rrjedhin nga elektroda negative përmes pajisjes dhe më pas të kthehen në elektrodën pozitive. Falë kësaj, pajisja funksionon. Me përdorimin e kimikateve, bateria mbaron.

Kutia e baterisë, e cila është prej zinku, mund të mbulohet nga jashtë me karton ose plastikë. Brenda kutisë ka kimikate në formën e një paste, dhe disa bateri kanë një bërthamë karboni në mes. Nëse fuqia e baterisë bie, do të thotë që kimikatet janë konsumuar dhe bateria nuk është më në gjendje të prodhojë energji elektrike.

Rimbushja e baterive të tilla është e pamundur ose shumë e kotë (për shembull, për të ngarkuar disa lloje baterish do t'ju duhet të shpenzoni dhjetëra herë më shumë energji sesa mund të ruajnë, ndërsa llojet e tjera mund të grumbullojnë vetëm një pjesë të vogël të ngarkesës së tyre origjinale). Pas kësaj, gjithçka që duhet të bëni është ta hidhni baterinë në koshin e plehrave.

Shumica e baterive moderne u zhvilluan tashmë në shekullin e 20-të në laboratorët e kompanive ose universiteteve të mëdha.
pjesë eksperimentale

Shkencëtarët thonë se nëse në shtëpinë tuaj ju fiket rryma, mund ta ndriçoni shtëpinë tuaj për një kohë duke përdorur limon. Në fund të fundit, çdo frut dhe perime ka energji elektrike, pasi ato na ngarkojnë ne njerëzve me energji kur konsumohen.

Por ne nuk jemi mësuar të marrim fjalën e të gjithëve, kështu që vendosëm ta testojmë atë në mënyrë eksperimentale. Pra, për të krijuar një bateri "të shijshme", morëm:


  • limon, mollë, qepë, patate të papërpunuara dhe të ziera;

  • disa pllaka bakri nga kompleti elektrostatik - ky do të jetë poli ynë pozitiv;

  • pllaka të galvanizuara nga i njëjti grup - për të krijuar një shtyllë negative;

  • tela, kapëse;

  • milivoltmetra, voltmetra

  • ampermetra.

  • një llambë në një stendë, e projektuar për një tension prej 2.5 V dhe një rrymë prej 0.16A.
Shumica e frutave përmbajnë solucione të dobëta të acidit. Kjo është arsyeja pse ato mund të shndërrohen lehtësisht në një qelizë të thjeshtë galvanike. Para së gjithash, ne pastruam elektrodat e bakrit dhe zinkut duke përdorur letër zmerile. Tani mjafton t'i futni në një perime ose fruta dhe merrni një "bateri". Elektrodat u vendosën në të njëjtën distancë nga njëra-tjetra.

Ne futëm rezultatet e eksperimentit në një tabelë.



konkluzioni: tensioni ndërmjet elektrodave është afërsisht i njëjtë. Dhe madhësia e rrymës ndoshta lidhet me aciditetin e produktit. Sa më i madh të jetë aciditeti, aq më i madh është rryma.

Nëse përdorni patate të ziera dhe jo të papërpunuara, fuqia e pajisjes do të rritet 4 herë.

Ne vendosëm të hetojmë se si voltazhi dhe rryma varen nga distanca midis elektrodave. Për ta bërë këtë, ata morën një patate të zier, ndryshuan distancën midis anodës dhe katodës dhe matën tensionin dhe rrymën në bateri. Rezultatet e eksperimentit u futën në një tabelë.


Distanca ndërmjet elektrodave, cm

Tensioni ndërmjet elektrodave, V

Rryma e qarkut të shkurtër, mA

1

0,6

2,1

2,5

0,7

3,6

3,5

0,7

3,8

5

0,8

4,2

konkluzioni: Tensioni ndërmjet elektrodave dhe rrymës rritet me rritjen e distancës ndërmjet tyre. Rryma e qarkut të shkurtër është e vogël sepse Rezistenca e brendshme e patateve është e lartë.

Më pas, vendosëm të bënim një bateri prej dy, tre, katër patate. Duke rritur më parë distancën midis elektrodave në maksimum, ata lidhën patatet në seri në qark. Rezultatet e eksperimentit u futën në një tabelë.



konkluzioni: Tensioni në terminalet e baterisë rritet dhe rryma zvogëlohet. Rryma është shumë e ulët për të ndezur llambën.

Prandaj, ne planifikojmë të zbulojmë më tej se në çfarë mënyrash mund të rrisim rrymën në qark dhe ta bëjmë llambën të shkëlqejë.

Ne kemi qenë duke parë bateritë tona "të shijshme" për disa kohë. Rezultatet e tensionit të matur në bateri u futën në tabelë:

konkluzioni: gradualisht voltazhi në të gjitha bateritë "të shijshme" zvogëlohet. Ende ka tension tek molla, qepa dhe patatja e zier.

Ndërsa hiqnim pllakat e bakrit dhe zinkut nga perimet dhe frutat, vumë re se ato ishin oksiduar shumë. Kjo do të thotë se acidi ka reaguar me zink dhe bakër. Për shkak të këtij reaksioni kimik, rrjedh një rrymë elektrike shumë e dobët.


Rreth përdorimit të frutave dhe perimeve për të prodhuar energji elektrike.

Kohët e fundit, shkencëtarët izraelitë kanë shpikur një burim të ri të energjisë elektrike miqësore me mjedisin. Studiuesit propozuan përdorimin e patateve të ziera si burim energjie për baterinë e pazakontë, pasi fuqia e pajisjes në këtë rast do të rritej 10 herë në krahasim me patatet e papërpunuara. Bateritë e tilla të pazakonta mund të funksionojnë për disa ditë dhe madje edhe javë, dhe energjia elektrike që prodhojnë është 5-50 herë më e lirë se ajo e marrë nga bateritë tradicionale dhe të paktën gjashtë herë më ekonomike se një llambë vajguri kur përdoret për ndriçim.

Shkencëtarët indianë kanë vendosur të përdorin frutat, perimet dhe mbeturinat e tyre për të fuqizuar pajisjet e thjeshta shtëpiake. Bateritë përmbajnë një pastë të bërë nga banane të përpunuara, lëvozhgë portokalli dhe perime ose fruta të tjera, në të cilat vendosen elektroda zinku dhe bakri. Produkti i ri është projektuar kryesisht për banorët e zonave rurale, të cilët mund të përgatisin vetë përbërësit e tyre të frutave dhe perimeve për të rimbushur bateritë e pazakonta.

Konkluzione:

1 Ne u njohëm me pajisjen e baterisë dhe shpikësit e saj.

2. Zbuluam se çfarë procesesh ndodhin brenda baterisë.

3. Bateritë e prodhuara me perime dhe fruta

4. Mësuam të përcaktoni tensionin brenda baterisë "të shijshme" dhe rrymën e krijuar prej saj.

5. Vëmë re se tensioni ndërmjet elektrodave dhe rryma rriten me rritjen e distancës ndërmjet tyre. Rryma e qarkut të shkurtër është e vogël sepse Rezistenca e brendshme e baterisë është e lartë.

6. Zbuluam se tensioni në terminalet e një baterie të përbërë nga disa perime rritet dhe rryma zvogëlohet. Rryma është shumë e ulët për të ndezur llambën.

7. Ata nuk mund të ndezin një llambë në qarkun e montuar, sepse rryma është e ulët.

Referencat:
1 Fjalor Enciklopedik i një Fizikani të Ri. -M.: Pedagogji, 1991

2 O. F. Kabardin. Materiale referuese për fizikën.-M.: Arsimi 1985.

3 Fjalor Enciklopedik i Teknikëve të Rinj. -M.: Pedagogji, 1980.

4 Revista “Shkenca dhe Jeta”, Nr. 10 2004.

5 A.K. Kikoin, I.K. Kikoin. Elektrodinamika.-M.: Nauka 1976.

6 Kirilova I. G. Një libër për të lexuar në fizikë - Moskë: Edukimi 1986.

7 Revista “Shkenca dhe Jeta”, Nr. 11 2005.

8 N.V. Gulia. Fizika e mahnitshme.-Moskë: Shtëpia Botuese NC ENAS, 2005

Burimi i internetit.

Historia e baterisë.

Nëse gjurmoni historinë e baterive, është e qartë se Alessendro Volta ishte i pari që hodhi hapin drejt krijimit të tyre, por ai nuk e kuptoi se si ta bënte qelizën galvanike që mori të ringarkueshme. Një tjetër shkencëtar gjerman, Wilhelm Sinsteden, vëzhgoi efektin e prodhimit të rrymës së drejtpërdrejtë duke zhytur pllakat e plumbit në acid sulfurik, por nuk nxori përfundime nga kjo që mund të zbatoheshin në praktikë.

Krijimin e baterisë ua kemi borxh francezëve. Ishte shkencëtari francez Gaston Plante që krijoi prototipin e tij në 1859 - një bateri me acid plumbi, e cila, ndryshe nga ajo galvanike, mund të rimbushej.

Shpikësi amerikan i llambës së dritës, Thomas Edison, u interesua për vetitë e një baterie magazinimi të ringarkueshme. Ai ishte i pari që lindi me idenë e përdorimit të baterive për nevoja transporti dhe kontribuoi në fillimin e prodhimit të baterive të makinave. Edison nuk ishte vetëm një shkencëtar i madh, por edhe një mendimtar praktik. Falë tij, energjia elektrike u bë vërtet një shërbim për njerëzimin.

Që atëherë, thelbi i procesit të ruajtjes së energjisë në një bateri plumb-acid nuk ka ndryshuar fare, vetëm materialet e përdorura në prodhimin e saj kanë ndryshuar. Kutitë e vjetra të baterive ebonite janë zëvendësuar me ato moderne polipropileni. Eboniti është një material më pak rezistent ndaj goditjeve, dhe polipropileni është shumë më i lirë.

Bateri moderne e makinave.

Një bateri moderne makine është të njëjtat pllaka plumbi poroze me grilë (njëra është plumb, tjetra është dioksid plumbi), e zhytur në një elektrolit të përgatitur nga një përzierje e ujit të distiluar dhe acidit sulfurik me shumë aditivë që përmirësojnë vetitë e tij. Por teknologjitë më të fundit të përdorura në prodhimin e baterive të makinave përmirësojnë ndjeshëm karakteristikat e tyre. Ato zvogëlojnë korrozionin, rrisin jetëgjatësinë e baterive, përmirësojnë marrjen dhe shpërndarjen e ngarkesës elektrike, zvogëlojnë humbjen e ujit dhe derdhjen e masës aktive dhe rrisin regjimin e temperaturës duke rritur rezistencën ndaj ngricave. Disa pajisje shtesë, si treguesit, ju lejojnë të monitoroni nivelin e ngarkimit të baterisë.

Avantazhi më i rëndësishëm i baterive moderne është rritja e vlerave të rrymës së motorit, e cila siguron fillimin e qëndrueshëm të motorit në çdo kusht temperaturash dhe një jetë më të gjatë shërbimi për shkak të zvogëlimit të vetëshkarkimit.