تعتمد معظم الأجهزة والمعدات على البطاريات، مثل ساعات الحائط أو ساعات المعصم وأجهزة التحكم عن بُعد والهواتف المحمولة، وهناك أنواع عديدة من هذه البطاريات. في هذا الموضوع سنتعرف على البطارية الكهربائية وأنواعها ومبدأها. عملية.
بطارية كهربائية
تعتمد العديد من الأجهزة على بطارية كهربائية، وتأتي بأشكال وأحجام عديدة. هناك بطارية كهربائية صغيرة مثل تلك المستخدمة في ساعة اليد وهناك بطارية كهربائية متوسطة الحجم مثل تلك المستخدمة في المصباح الكهربائي وساعة الحائط.
توجد بطارية كهربائية كبيرة، مثل تلك المستخدمة في السيارة أو القارب أو المولد، وجميع الأحجام تشترك في خاصية واحدة، وهي التحويل التلقائي للطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية عن طريق حدوث تفاعلات الأكسدة والاختزال. خلية كهربائية تلقائيا.
أنظر أيضا: بحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
مخترع البطارية الكهربائية
اليساندرو فولتا، مواطن إيطالي، اخترع البطارية الكهربائية في قوة دافعة منخفضة.
وعمل المخترع الإيطالي على تجميع مجموعة من الخلايا، وحصل على قوة كبيرة من القوة الدافعة الكهربائية، والتي تعرف بعمود فولتا.
كيف تعمل البطارية الكهربائية؟
تنتج الخلية الكهربائية طاقة كهربائية تتكون من قطبين، أحدهما سالب والآخر موجب، بالإضافة إلى إلكتروليت يعرف بالإلكتروليت، يقع بين طرفي البطارية، والإلكتروليت مادة كيميائية. أو خليط من المواد الكيميائية على شكل سائل أو معجون ينقل الطاقة الكهربائية.
نتيجة لحدوث تفاعلات كيميائية في الخلية الكهربائية، تمر أقطاب البطارية السالبة عبر جهاز الحركة إلى القطب الموجب، وتستخدم البطارية كمصدر للكهرباء، وربط الأداء المستنفد بالأداء الموجب والسالب. قطب البطارية.
بطارية جافة
توجد اختلافات بين البطاريات الجافة والسائلة من حيث طرق التصنيع والمواد الخاصة بالأطراف الموجبة والسالبة للبطارية، ولكنها متشابهة في الاستخدام.
كما أنها تختلف في مادة المنحل بالكهرباء. هناك بطارية جافة مشهورة جدًا تُعرف باسم خلية La Clanche أو بطارية الزنك بعد اختراعها.
يتم تصنيع هذا النوع من البطاريات من قضيب كربون يمثل القطب الموجب وطلاء من الزنك أو ما يعرف بالزنك يمثل القطب السالب ومعجون يتكون من كلوريد الأمونيوم المشتت مع الإلكتروليت.
مع فاصل مصنوع من أغشية رقيقة بين القطبين السالب والموجب للبطارية، ويتم تغطية الجزء الخارجي من الخلية بطبقة عازلة لحمايتها من درجة حرارة الهواء وقوة الكهرباء المتدفقة من هذا النوع من البطاريات . 1.5 فولت.
واستبدلت العديد من الدول بطارية La Clanche بإحدى البطاريات الأخرى في أواخر السبعينيات، والتي تتمتع بعمر تشغيل أطول وأداء ممتاز، خاصة عند العمل في درجات حرارة محيطة عالية.
هذه البطارية القلوية عبارة عن منجنيز. اخترعها المواطن الأمريكي لويس أور، وتجدر الإشارة إلى أنها واحدة من أكثر البطاريات شهرة اليوم.
تنتج الدولة الأمريكية بطارية “المنغنيز” القلوية بنسبة 80٪ من الحجم الإجمالي لإنتاج البطاريات الأولية، لأنها تتميز باحتفاظها بالسائل عند استخدامها واستهلاكها.
بالإضافة إلى ذلك، فهو يعمل لفترة طويلة لأنه تم استخدامه مقارنة بالبطاريات الأخرى، ولكن العيب الوحيد هو ارتفاع تكلفته.
البطاريات القلوية “المنغنيز” تتكون من قطبين رئيسيين، القطب “السالب” الأول مصنوع من الزنك (الزنك)، والقطب “السالب” الثاني مصنوع من (ثاني أكسيد المنغنيز)، وتتخلل الإلكتروليتات القلوية قطبين كهربائيين مصنوعين من : هيدروكسيد البوتاسيوم، وهذا هو سبب تسميتها بالبطاريات القلوية.
البطاريات الأولية والثانوية
تُعرف البطاريات الأولية باسم بطاريات الزنك (الكربون)، وهي بطاريات قلوية لا يتم إعادة شحنها بعد تفريغها (على سبيل المثال، تنتج طاقة التفاعل الكيميائي كمية متساوية من الطاقة الكهربائية لبدء التصريف).
لا تقبل إعادة الشحن مثل بطاريات الهاتف المحمول، فهي تستخدم مرة واحدة فقط ثم تستبدل بأخرى جديدة.
أما بالنسبة للبطارية الثانوية، فيتم استخدامها بشكل متكرر بعد تفريغها بالشحن، كما يتم استبدالها، ولكن بعد أن تنخفض كفاءتها وإنتاجيتها مع الاستخدام والشحن المتتالي.
وأثناء تفريغها، تبدأ المواد الكيميائية الخاصة بها في التفاعل حتى تنتج الكهرباء، ويمكن البدء في شحنها عن طريق توصيلها بمصدر خارجي مناسب للكهرباء لتعكس التفاعلات التي تحدث داخلها.
من أمثلة البطاريات الثانوية بطاريات النيكل والكادميوم والليثيوم أيون، والتي تستخدم في الهواتف المحمولة والسيارات والأجهزة الحديثة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية.
أنظر أيضا: مكونات المصباح ودورها
عمر مخترع البطارية الكهربائية
ولد الفيزيائي أليساندرو فولتا (مخترع البطارية الكهربائية) في في عام 1745 في مقاطعة إيطالية ودرس في مدرسة إيطالية تعرف باسم (مدرسة كومو) وارتبط بدراسة الكيمياء وتمكن من اكتشاف ؛ غاز الميثان وتمكنت من فصله.
ولد مخترع البطارية الكهربائية في 18 فبراير 1745 في كومو بإيطاليا.
كان والده رجلاً مسرفًا جدًا مات عندما كان في السابعة من عمره، ولديه ستة إخوة، وبعد وفاة والده، ذهب فولتا إلى عمه لحضور خدمة الكنيسة.
ثم تمكن من اختراع البطارية الكهربائية، وهو اختراع روج له بشكل فريد لأنه أعجب به نابليون بونابرت، الذي دعاه إلى المعهد الفرنسي لتقديم جميع الاختراعات التي حققها أمام جميع الأعضاء، وهو. استطاع أن ينال العديد من الجوائز والأوسمة.
إنجازات أليساندرو فولتا
حقق الفيزيائي أليساندرو فولتا العديد من الإنجازات منها:
- واصل مخترع البطارية الكهربائية بحثه العلمي في ميلادي. في عام 1771، وعندما قرأ أعمال جوزيف بريستلي العلمية عن الطاقة الكهربائية، أصبح مقتنعًا بأن العديد من الاكتشافات التي قام بها قد تم بالفعل من قبل آخرين. قبل.
- في عام 1774، ذهب أليساندرو للتدريس في مدرسة كومو لتعليم الطلاب مختلف العلوم.
- في عام 1775، أوضح مخترع البطارية الكهربائية لجوزيف بريستلي في رسالة أرسلها إليه الاختراع الذي تمكن من الوصول إليه، وهو جهاز لمصدر الكهرباء الساكنة والقدرة على نقل الكهرباء إلى الهيئات الأخرى. هذا الجهاز.
- كان الغرض من هذه الرسالة هو معرفة ما إذا كان الاختراع جديدًا أم لا، أخبره أن العالم يوهان ويلكي قد تمكن من اكتشاف جهاز مماثل في عام 1762، لكنه شجعه على مواصلة تجاربه.
- في عام 1776، تمكن أليساندرو من عزل وفصل الميثان، واكتشف أنه إذا كان موجودًا في حاوية مغلقة ومختلط بالهواء، فقد ينفجر إذا كان بالقرب من شرارة كهربائية.
- اقترح أليساندرو أن أجهزة الشرارة الكهربائية المستخدمة لتفجير الميثان يمكن استخدامها لإرسال تلك الشرارات عبر الأسلاك عبر المدن.
- ثم استخدمه في جهازه الصغير (مقياس اليودومتر) الذي يقيس نسبة الأكسجين لتحديد ما إذا كان مناسبًا للتنفس أم لا.
- في عام 1778، تم تعيين فولتا رئيسًا لقسم الفيزياء التجريبية في جامعة بافيا وكان قادرًا على الاستمرار في هذا المنصب لمدة أربعين عامًا.
- في عام 1782، كتب عن المكثفات التي أنتجها ومساهمتها في دراسة الظواهر الكهربائية المختلفة، واختراع المكشاف الكهربائي شديد الحساسية، المسؤول عن التقاط وقياس الشحنة الكهربائية.
انظر أيضًا: وحدة قياس شدة التيار الكهربائي.
وفي نهاية الموضوع وبعد أن تعرفنا على البطارية الكهربائية وأنواعها المختلفة وتعرفنا على أليساندرو فولتا الذي استطاع ابتكار البطارية الكهربائية، ما عليك سوى مشاركة هذا الموضوع على جميع شبكات التواصل الاجتماعي . .