خلية جلفانيةجهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. أحد هذه العناصر هو عنصر دانيال جاكوبي. يتكون هذا العنصر من قطبين كهربائيين: الزنك والنحاس ، مغموران في محاليل الكبريتات المقابلة ، يوجد بينهما قسم مسامي:

عند إغلاق الدائرة الخارجية ، تمر الإلكترونات من الزنك إلى النحاس ، وينتشر الزنك في النحاس:

نشكل دائرة كهروكيميائية:

الأنود - القطب السالب (يسار). الكاثود هو القطب الموجب.

لتحديد EMF لهذا العنصر ، تحتاج إلى مقارنة إمكانات القطب القياسية لكلا القطبين. عند تسجيل تفاعلات الإلكترود ، يُفترض أن الشكل المؤكسد موجود على الجانب الأيسر ، والشكل المختزل على الجانب الأيمن من المعادلة.

أين ه 0 - القوة الدافعة الكهربائية (EMF) للخلية الجلفانية ، عندما تكون جميع الكواشف في الحالة القياسية.

يتم حساب emf للخلية عن طريق طرح إمكانات الأنود من إمكانات الكاثود.

EMF للعنصر هو +0.34 - (-0.76) \ u003d 1.1 فولت ؛ كلما اختلفت جهود القطب عن بعضها البعض ، زادت قوة الكهرومغناطيسية. إذا تم غمر معدن في محلول ملحي بتركيز أعلى ، فإن الإمكانات غير قياسية. هذا يعني أن التركيز ودرجة الحرارة يؤثران على حجم جهد القطب. يتم التعبير عن هذا الاعتماد خامسا معادلة نرنست.

أين ف -عدد الأيونات

R هو ثابت الغاز العالمي؛

تي -درجة الحرارة؛

مع -تركيز الأيونات النشطة في المحلول ؛

F-عدد فاراداي = 96500 ف.

ضرب- الأجهزة التي تستخدم لتحويل طاقة تفاعل كيميائي مباشرة إلى طاقة كهربائية. تستخدم الفعالية في مجالات التكنولوجيا المختلفة. في وسائل الاتصال: الراديو ، الهاتف ، التلغراف ؛ في معدات القياس الكهربائية. أنها بمثابة مصادر الطاقة للسيارات والطائرات والجرارات ؛ تستخدم لقيادة المشغلات ، إلخ.

مساوئ الضرب:

1) تكلفة المواد اللازمة للعمل: الرصاص ، الكادميوم ، مرتفعة ؛

2) نسبة كمية الطاقة التي يمكن أن يعطيها عنصر لكتلته صغيرة.

فوائد HIT:

1) تنقسم الفعالية إلى مجموعتين رئيسيتين: قابل للعكس (بطاريات) ، لا رجوع فيه (خلايا جلفانية). يمكن استخدام البطاريات بشكل متكرر ، حيث يمكن استعادة أدائها عن طريق تمرير التيار في الاتجاه المعاكس من مصدر خارجي ، وفي الخلايا الجلفانية يمكن استخدامها مرة واحدة فقط ، لأن أحد الأقطاب الكهربائية (Zn في خلية دانيال جاكوبي) هو تستهلك بشكل لا رجعة فيه

2) يتم استخدام الإلكتروليتات التي تمتصها المواد المسامية ، ولديها مقاومة داخلية أكبر ؛

3) إنشاء خلايا وقود ، يتم خلالها استهلاك مواد رخيصة ذات كثافة منخفضة (غاز طبيعي ، هيدروجين) ؛

4) التشغيل المريح والموثوقية والجهد العالي والمستقر.

ضع في اعتبارك عملية التكنولوجيا القائمة على بطارية الرصاص الحمضية ذات الأقطاب الكهربائية المطلية.

المخطط العام: (-) المادة الفعالة | المنحل بالكهرباء | مادة فعالة (+).

المادة الفعالة للقطب السالب هي الحد من وكيلالتبرع بالإلكترونات. أثناء التفريغ ، يكون القطب السالب عبارة عن أنود ، أي قطب كهربائي تحدث عليه عمليات الأكسدة. المادة الفعالة للقطب الموجب هي عامل مؤكسد. المواد الفعالة - عامل مؤكسد وعامل مختزل - تشارك في تفاعل كهروكيميائي.

رسم تخطيطي كهروكيميائي لبطارية الرصاص الحمضية

المواد الفعالة لبطارية الرصاص هي الرصاص الإسفنجي و PbO 2. يتم تكوين الكتل النشطة في الأقطاب الكهربائية على النحو التالي: يتم تطبيق عجينة أو خليط من أكاسيد الرصاص على الإطار الموصّل كهربيًا للهيكل ؛ أثناء التكوين اللاحق للصفائح ، يتم تحويل أكاسيد الرصاص إلى مواد فعالة. تشكيل - تكوين- تحويل الكتلة غير المشحونة إلى كتلة مشحونة. تنقسم هذه الألواح اعتمادًا على نوع الإطار إلى انتشار وشبكة. يتم تجميع معظم البطاريات من ألواح مغطاة بالبلاط. في تصنيعها ، يتم تلطيخ عجينة من أكاسيد الرصاص في خلايا حواجز شبكية ذات سماكة 1-7 مم ، مصبوبة من سبيكة Pb-Sb. بعد التصلب ، يتم وضع العجينة على الشبكة ، وضمان هذه البطارية هو 2-3 سنوات. عند اختيار المواد للمجمعات الحالية لأقطاب البطارية الموجبة ، من المهم ضمان سلبيتها العملية (مع الحفاظ على الموصلية الكهربائية) في ظل ظروف الشحن (حتى الإمكانات العالية جدًا مع الاستقطاب الأنودي). لهذا الغرض ، يتم استخدام الرصاص أو سبائكه في محاليل H 2 SO 4. يمكن أن يكون غلاف وغطاء HIT مصنوعًا من الفولاذ أو عوازل كهربائية مختلفة ، ولكن في بطاريات حمض الرصاص ، يتكون الغلاف من الإيبونيت والبولي بروبيلين والزجاج. يمكن أن يشارك المنحل بالكهرباء في بطارية الرصاص الحمضية في التفاعل العام لتوليد التيار. بالنسبة للصنابير الحاملة للتيار الكهربائي السالب ، يتم استخدام Cu ، Ti ، Al.

تنتهي مدة خدمة الخلايا الجلفانية (HIT التفريغ) بعد الاستخدام الكامل أو الجزئي للمواد الفعالة ، والتي يمكن استعادة أدائها بعد التفريغ عن طريق الشحن ، أي بتمرير التيار في الاتجاه المعاكس لاتجاه التيار أثناء التفريغ: تسمى هذه الخلايا الجلفانية المراكم. يصبح القطب السالب ، وهو الأنود عندما كانت البطارية فارغة ، هو الكاثود عند الشحن. شروط أفضل استخدام للمواد الفعالة هي الكثافة المنخفضة الحالية ودرجات الحرارة المرتفعة التي تصل إلى القاعدة. عادة ما يكون سبب خلل في HITs التخميل الكهربائي- انخفاض حاد في معدل العملية الكهروكيميائية أثناء التفريغ بسبب تغير في حالة سطح القطب أثناء التفريغ نتيجة تكوين طبقات الأكسيد أو الأغشية الملحية. تتمثل طريقة مكافحة التخميل في تقليل كثافات تيار التفريغ الحقيقية باستخدام أقطاب كهربائية ذات أسطح مطورة. يتميز إنتاج HIT باستخدام مواد سامة مختلفة (عوامل مؤكسدة قوية ، Pb ، Hg ، Zn ، Cd ، Ni مركبات تستخدم في حالة مشتتة بدقة ؛ الأحماض ، القلويات ، المذيبات العضوية). لضمان ظروف العمل العادية ، من المخطط أتمتة عمليات الإنتاج وأنظمة التهوية العقلانية ، بما في ذلك استخدام الشفط المحلي من الأجهزة ذات الانبعاثات السامة ، ومعدات الختم ، واستبدال الطرق الجافة لمعالجة المواد المتربة بأخرى رطبة ، وتنظيف الهواء الملوث والغازات من الهباء الجوي ومعالجة مياه الصرف الصناعي. يرتبط الاستخدام المكثف لـ HIT في الاقتصاد الوطني بالمشاكل البيئية. بينما يمكن في الغالب إعادة الرصاص من البطاريات إلى محطات إعادة التدوير من قبل المستهلكين ، فإن التخلص من تكنولوجيا المعلومات والاتصالات المنزلية الصغيرة الأولية ليس مجديًا اقتصاديًا.

توفر كل بطارية Hg-Zn 5-7 أيام من عملية السمع.

يتم تطوير السيارات الكهربائية باستخدام HIT بدلاً من محركات الاحتراق الداخلي ، التي تسمم أجواء المدن بغازات العادم. من حيث درجة التأثير السلبي على البيئة ، يحتل الإنتاج الجلفاني المرتبة الأولى. سبب التأثير السلبي للغاية لإنتاج الجلفنة هو أنه في الغالبية العظمى من الشركات يتم استهلاك 10-30٪ فقط من أملاح المعادن الثقيلة بشكل مفيد في العمليات التكنولوجية للطلاء ، بينما يدخل الباقي إلى البيئة بعمل غير مرضٍ. المخرج هو تقليل فقد الأملاح المعدنية غير الحديدية ، أي تقليل إزالة الإلكتروليتات من حمامات الطلاء بالكهرباء بأجزاء. سيؤدي ذلك إلى انخفاض في تركيزات وأحجام مياه الصرف الصحي وبالتالي خلق الظروف اللازمة لتنفيذ تقنيات منخفضة النفايات (LWT) وخالية من النفايات (LWT) لتطبيق الطلاء الكهربائي. يجب عليك أولا اختيار المنحل بالكهرباء الصحيح. يتمثل أحد المبادئ الأساسية لمنظمة العمل الدولية و BOT في تقليل المواد الكيميائية المدخلة وإخراج سموم أقل في ناتج العملية.

من أجل رسم مخطط لخلية كلفانية ، من الضروري فهم مبدأ عملها ، السمات الهيكلية.

نادرًا ما ينتبه المستهلكون للمراكم والبطاريات ، في حين أن هذه المصادر الحالية هي الأكثر طلبًا.

مصادر التيار الكيميائي

ما هي الخلية الجلفانية؟ دائرتها مبنية على المنحل بالكهرباء. يشتمل الجهاز على وعاء صغير حيث يوجد المنحل بالكهرباء ، يتم امتصاصه بواسطة مادة الفاصل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مخطط خليتين جلفانيتين يفترض وجودهما ، ما اسم هذه الخلية الجلفانية؟ يشير المخطط الذي يربط بين معدنين معًا إلى وجود تفاعل الأكسدة والاختزال.

أبسط خلية كلفانية

إنه يعني وجود لوحين أو قضبان مصنوعة من معادن مختلفة ، مغمورة في محلول إلكتروليت قوي. أثناء تشغيل هذه الخلية الجلفانية ، يتم إجراء عملية أكسدة على القطب الموجب ، مرتبطة بعودة الإلكترونات.

عند الكاثود - الاختزال ، مصحوبًا بقبول الجسيمات السلبية. هناك انتقال للإلكترونات على طول الدائرة الخارجية إلى العامل المؤكسد من عامل الاختزال.

مثال على خلية كلفانية

من أجل رسم الدوائر الإلكترونية للخلايا الجلفانية ، من الضروري معرفة قيمة جهدها الكهربائي القياسي. دعونا نحلل نوعًا مختلفًا من خلية جلفانية من النحاس والزنك تعمل على أساس الطاقة المنبعثة أثناء تفاعل كبريتات النحاس مع الزنك.

تسمى هذه الخلية الجلفانية ، التي سيتم تقديم مخططها أدناه ، بخلية جاكوبي دانيال. وهو يشمل ما هو مغمور في محلول من كبريتات النحاس (قطب كهربائي من النحاس) ، ويتكون أيضًا من صفيحة من الزنك في محلول من كبريتاته (قطب الزنك). تتلامس المحاليل مع بعضها البعض ، ولكن من أجل منع اختلاطها ، يتم استخدام قسم مصنوع من مادة مسامية في العنصر.

مبدأ التشغيل

كيف تعمل خلية كلفانية ، دائرة منها Zn ½ ZnSO4 ½½ CuSO4 ½ Cu؟ أثناء عملها ، عندما تكون الدائرة الكهربائية مغلقة ، تحدث عملية أكسدة الزنك المعدني.

على سطح التلامس مع محلول الملح ، لوحظ تحول الذرات إلى Zn2 + كاتيونات. ويصاحب هذه العملية إطلاق إلكترونات "حرة" تتحرك على طول الدائرة الخارجية.

يمكن تمثيل التفاعل الذي يحدث على قطب الزنك على النحو التالي:

يتم إجراء اختزال الكاتيونات المعدنية على قطب نحاسي. تتحد الجسيمات السلبية التي تدخل هنا من قطب الزنك مع كاتيونات النحاس ، وترسبها في شكل معدن. تبدو هذه العملية كما يلي:

إذا أضفنا التفاعلين اللذين تمت مناقشتهما أعلاه ، فسنحصل على معادلة موجزة تصف عملية خلية جلفانية من الزنك والنحاس.

القطب الموجب هو قطب من الزنك ، والكاثود من النحاس. تتطلب الخلايا والبطاريات الجلفانية الحديثة استخدام محلول إلكتروليت واحد ، مما يوسع نطاق تطبيقها ، ويجعل تشغيلها أكثر راحة وملاءمة.

أنواع مختلفة من الخلايا الجلفانية

الأكثر شيوعًا هي عناصر الكربون والزنك. يستخدمون جامع تيار كربون سلبي ملامسًا للأنود ، وهو أكسيد المنغنيز (4). المنحل بالكهرباء هو كلوريد الأمونيوم المستخدم في شكل معجون.

لا ينتشر ، لذلك تسمى الخلية الجلفانية نفسها جافة. وتتمثل ميزته في القدرة على "الاسترداد" أثناء التشغيل ، مما يؤثر بشكل إيجابي على مدة فترة التشغيل. هذه الخلايا الجلفانية لها تكلفة منخفضة ، لكنها منخفضة الطاقة. عندما تنخفض درجة الحرارة ، فإنها تقلل من كفاءتها ، وعندما ترتفع ، يجف المنحل بالكهرباء تدريجياً.

تتضمن العناصر القلوية استخدام محلول قلوي ، لذلك يكون لها عدد غير قليل من التطبيقات.

في خلايا الليثيوم ، يعمل المعدن النشط كأنود ، والذي له تأثير إيجابي على عمر الخدمة. وبالتالي فإن الليثيوم له سالب ، مع أبعاد صغيرة ، فإن هذه العناصر لها أقصى جهد مقدر. من بين عيوب هذه الأنظمة ارتفاع الأسعار. فتح مصادر الليثيوم الحالية متفجر.

خاتمة

يعتمد مبدأ تشغيل أي خلية كلفانية على عمليات الأكسدة والاختزال التي تحدث عند الكاثود والأنود. اعتمادًا على المعدن المستخدم ، يتغير محلول الإلكتروليت المحدد وعمر خدمة العنصر ، بالإضافة إلى قيمة الجهد المقنن. حاليًا ، هناك حاجة إلى خلايا جلفانية من الليثيوم والكادميوم ذات عمر خدمة طويل بما فيه الكفاية.

تعتبر الخلايا الجلفانية اليوم واحدة من أكثر الخلايا الكيميائية شيوعًا ، وعلى الرغم من أوجه القصور فيها ، إلا أنها تستخدم بنشاط في الهندسة الكهربائية ويتم تحسينها باستمرار.

مبدأ التشغيل

يبدو أبسط مثال على تشغيل الخلية الجلفانية هكذا. يتم غمر صفيحتين في وعاء زجاجي بمحلول مائي من حامض الكبريتيك: أحدهما نحاس والثاني زنك. يصبحون القطبين الموجب والسالب للعنصر. إذا كانت هذه الأقطاب متصلة بواسطة موصل ، فستحصل على الأبسط ، حيث يتدفق التيار داخل العنصر من صفيحة الزنك ، التي لها شحنة سالبة ، إلى اللوحة النحاسية المشحونة إيجابياً. في الدائرة الخارجية ، ستحدث حركة الجسيمات المشحونة في الاتجاه المعاكس.

تحت تأثير التيار ، تتحرك أيونات الهيدروجين وبقايا حمض الكبريتيك في اتجاهات مختلفة. يعطي الهيدروجين شحناته إلى صفيحة النحاس ، وبقايا الحمض إلى الزنك. لذلك سيتم الحفاظ على الجهد عند مشابك العنصر. في نفس الوقت ، سوف تستقر فقاعات الهيدروجين على سطح الصفيحة النحاسية ، مما يضعف تأثير الخلية الجلفانية. يخلق الهيدروجين ، مع معدن الصفيحة ، جهدًا إضافيًا يسمى القوة الدافعة الكهربائية للاستقطاب. اتجاه شحنة هذا المجال الكهرومغناطيسي هو عكس اتجاه شحنة EMF للخلية الجلفانية. تخلق الفقاعات نفسها مقاومة إضافية في العنصر.

العنصر الذي درسناه هو مثال كلاسيكي. في الواقع ، لا يتم استخدام هذه الخلايا الجلفانية ببساطة بسبب الاستقطاب الكبير. لمنع حدوث ذلك ، في تصنيع العناصر ، يتم إدخال مادة خاصة في تركيبتها تمتص ذرات الهيدروجين ، وهو ما يسمى مزيل الاستقطاب. كقاعدة عامة ، هذه مستحضرات تحتوي على الأكسجين أو الكلور.

مزايا وعيوب الخلايا الجلفانية الحديثة

الخلايا الجلفانية الحديثة مصنوعة من مواد مختلفة. النوع الأكثر شيوعًا والأكثر شيوعًا هو خلايا الكربون والزنك المستخدمة في بطاريات الإصبع. تشمل مزاياها الرخص النسبي ، والعيوب هي فترة صلاحية قصيرة وقوة منخفضة.

الخيار الأكثر ملاءمة هو الخلايا الجلفانية القلوية. ويطلق عليهم أيضًا اسم المنغنيز والزنك. هنا ، المنحل بالكهرباء ليس مادة جافة مثل الفحم ، ولكنه محلول قلوي. عند التفريغ ، لا تنبعث هذه العناصر عمليًا من الغاز ، بحيث يمكن إحكام إغلاقها. العمر الافتراضي لهذه العناصر أعلى من الكربون والزنك.

تتشابه عناصر الزئبق في البناء مع العناصر القلوية. يستخدم أكسيد الزئبق هنا. يتم استخدام هذه المصادر الحالية ، على سبيل المثال ، للمعدات الطبية. مزاياها هي مقاومة درجات الحرارة المرتفعة (حتى +50 ، وفي بعض الموديلات حتى +70 درجة مئوية) ، والجهد المستقر ، والقوة الميكانيكية العالية. العيب هو الخصائص السامة للزئبق ، والتي بسببها يجب التعامل مع العناصر المستهلكة بعناية فائقة وإرسالها لإعادة التدوير.

في بعض العناصر ، يتم استخدام أكسيد الفضة في صناعة الكاثودات ، ولكن نظرًا لارتفاع تكلفة المعدن ، فإن استخدامها غير مجدٍ اقتصاديًا. تعد الخلايا التي تحتوي على أنودات الليثيوم أكثر شيوعًا. كما أنها تتميز بتكلفة عالية ، ولكن لديها أعلى جهد بين جميع أنواع الخلايا الجلفانية المدروسة.

نوع آخر من الخلايا الجلفانية هو تركيز الخلايا الجلفانية. في نفوسهم ، يمكن أن تستمر عملية حركة الجسيمات مع أو بدون نقل الأيونات. النوع الأول هو عنصر يتم فيه غمر قطبين متطابقين في تركيزات مختلفة ، مفصولة بقسم شبه منفذ. في مثل هذه العناصر ، تنشأ المجالات الكهرومغناطيسية بسبب حقيقة أن الأيونات تنتقل إلى محلول بتركيز أقل. في عناصر النوع الثاني ، تتكون الأقطاب الكهربائية من معادن مختلفة ، ويتم معادلة التركيز بسبب العمليات الكيميائية التي تحدث على كل من الأقطاب الكهربائية. هذه العناصر أعلى من عناصر النوع الأول.

مصادر الطاقة الكهربائية المنخفضة

لتشغيل المعدات الكهربائية والراديو المحمولة ، يتم استخدام الخلايا والبطاريات الجلفانية.

الخلايا الجلفانيةهي مصادر لمرة واحدة المراكم- مصادر العمل التي يعاد استخدامها.

أبسط عنصر كلفاني

يمكن صنع أبسط عنصر من شريحتين: النحاس والزنك ، مغمورة في الماء المحمض قليلاً بحمض الكبريتيك. إذا كان الزنك نقيًا بدرجة كافية ليكون خاليًا من التفاعلات المحلية ، فلن يحدث تغيير ملحوظ حتى يتم توصيل النحاس والزنك معًا.

ومع ذلك ، فإن الشرائط لها إمكانات مختلفة فيما يتعلق بالآخر ، وعندما يتم توصيلها بسلك ، ستظهر. مع تقدم هذا الإجراء ، سوف يذوب شريط الزنك تدريجيًا ، وتتشكل فقاعات الغاز بالقرب من القطب النحاسي ، وتتجمع على سطحه. هذا الغاز هو الهيدروجين ، والذي يتكون من المنحل بالكهرباء. يتدفق التيار الكهربائي من الشريط النحاسي عبر السلك إلى شريط الزنك ، ومنه عبر الإلكتروليت إلى النحاس.

تدريجيًا ، يتم استبدال حمض الكبريتيك في المنحل بالكهرباء بكبريتات الزنك ، والتي تتكون من الجزء المذاب من قطب الزنك. نتيجة لهذا ، يتم تقليل جهد العنصر. ومع ذلك ، يحدث انخفاض أكبر في الجهد بسبب تكوين فقاعات غازية على النحاس. كل من هذه الإجراءات تنتج "استقطاب". هذه العناصر ليس لها أي قيمة عملية تقريبًا.

معلمات مهمة للخلايا الجلفانية

يعتمد حجم الجهد الذي تعطيه الخلايا الجلفانية فقط على نوعها وجهازها ، أي على مادة الأقطاب الكهربائية والتركيب الكيميائي للإلكتروليت ، ولكنه لا يعتمد على شكل الخلايا وحجمها.

كمية التيار التي يمكن أن توفرها الخلية الجلفانية محدودة بمقاومتها الداخلية.

من الخصائص المهمة جدًا للخلية الجلفانية. يُقصد بالقدرة الكهربائية كمية الكهرباء التي يمكن لخلية جلفانية أو بطارية أن توفرها طوال فترة تشغيلها ، أي حتى حدوث التفريغ النهائي.

يتم تحديد السعة التي يمنحها العنصر بضرب قوة تيار التفريغ ، معبراً عنها بالأمبير ، بالوقت بالساعات ، التي تم خلالها تفريغ العنصر حتى بداية التفريغ الكامل. لذلك ، يتم التعبير عن السعة الكهربائية دائمًا في ساعة أمبير (A x h).

من خلال قيمة سعة العنصر ، يمكنك أيضًا تحديد عدد الساعات التي سيعمل بها مسبقًا تقريبًا قبل بدء التفريغ الكامل. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تقسيم السعة على قوة تيار التفريغ المسموح به لهذا العنصر.

ومع ذلك ، فإن السعة الكهربائية ليست قيمة ثابتة بدقة. يختلف في حدود كبيرة إلى حد ما اعتمادًا على ظروف (وضع) العنصر وجهد التفريغ النهائي.

إذا تم تفريغ العنصر بأقصى قوة تيار ، علاوة على ذلك ، دون انقطاع ، فسوف ينتج عنه سعة أقل بكثير. على العكس من ذلك ، عندما يتم تفريغ نفس العنصر بتيار أقل قوة ومع انقطاعات متكررة وطويلة نسبيًا ، فإن العنصر سيتخلى عن سعته الكاملة.

بالنسبة لتأثير جهد التفريغ النهائي على سعة الخلية ، يجب ألا يغيب عن البال أنه أثناء تفريغ الخلية الجلفانية ، لا يظل جهد التشغيل عند نفس المستوى ، ولكنه يتناقص تدريجياً.

الأنواع الشائعة من الخلايا الجلفانية

أكثر الخلايا الجلفانية شيوعًا هي المنغنيز والزنك والمنغنيز والهواء وأنظمة الهواء والزنك والزئبق والزنك مع الملح والشوارد القلوية. تتمتع خلايا المنغنيز والزنك الجافة ذات المحلول الملحي بجهد أولي يتراوح من 1.4 إلى 1.55 فولت ، ومدة التشغيل في درجة حرارة محيطة تتراوح من -20 إلى -60 درجة مئوية من 7 ساعات إلى 340 ساعة.

تحتوي خلايا المنغنيز والزنك والهواء والزنك الجاف مع إلكتروليت قلوي بجهد كهربائي يتراوح من 0.75 إلى 0.9 فولت ووقت تشغيل من 6 ساعات إلى 45 ساعة.

خلايا الزئبق والزنك الجافة لها جهد أولي من 1.22 إلى 1.25 فولت ووقت تشغيل من 24 ساعة إلى 55 ساعة.

تتمتع عناصر الزئبق والزنك الجافة بأطول مدة صلاحية مضمونة ، حيث تصل إلى 30 شهرًا.

هذه خلايا كلفانية ثانوية.على عكس الخلايا الجلفانية ، لا تحدث أي عمليات كيميائية في البطارية بعد التجميع مباشرة.

لكي تبدأ التفاعلات الكيميائية المرتبطة بحركة الشحنات الكهربائية في البطارية ، من الضروري تغيير التركيب الكيميائي لأقطابها (وجزء من الإلكتروليت) وفقًا لذلك. يحدث هذا التغيير في التركيب الكيميائي للأقطاب الكهربائية تحت تأثير تيار كهربائي يمر عبر البطارية.

لذلك ، لكي تتمكن البطارية من إنتاج تيار كهربائي ، يجب أولاً "شحنها" بتيار كهربائي مباشر من بعض مصادر التيار الخارجي.

تقارن البطاريات أيضًا بشكل إيجابي مع الخلايا الجلفانية التقليدية حيث يمكن شحنها مرة أخرى بعد تفريغها. مع العناية الجيدة وتحت ظروف التشغيل العادية ، يمكن للبطاريات أن تتحمل ما يصل إلى عدة آلاف من الشحنات والتفريغ.
جهاز البطارية

حاليًا ، غالبًا ما تستخدم بطاريات الرصاص والنيكل والكادميوم في الممارسة العملية. بالنسبة للأولى ، يعمل محلول حامض الكبريتيك كإلكتروليت ، وللأخير محلول القلويات في الماء. تسمى بطاريات الرصاص الحمضية أيضًا حمض ، وتسمى بطاريات النيكل والكادميوم القلوية.

يعتمد مبدأ تشغيل البطاريات على استقطاب الأقطاب الكهربائية. يتم ترتيب أبسط بطارية حمضية على النحو التالي: هذان هما لوحان من الرصاص مغموران في إلكتروليت. نتيجة تفاعل الاستبدال الكيميائي ، تُغطى الألواح بطبقة طفيفة من كبريتات الرصاص PbSO4 ، على النحو التالي من الصيغة Pb + H 2 SO 4 \ u003d PbSO 4 + H 2.

جهاز البطارية الحمضية

تتوافق حالة اللوحات هذه مع بطارية فارغة. إذا تم الآن تشغيل البطارية للشحن ، أي متصلة بمولد التيار المستمر ، فسيبدأ استقطاب الألواح فيها بسبب التحليل الكهربائي. نتيجة لشحن البطارية ، تكون لوحاتها مستقطبة ، أي أنها تغير مادة سطحها ، وتتحول من متجانسة (PbSO 4) إلى غير متجانسة (Pb و Pb O 2).

تصبح البطارية مصدرًا حاليًا ، والقطب الموجب عبارة عن لوحة مطلية بثاني أكسيد الرصاص ، والسالب عبارة عن لوحة رصاص نظيفة.

بنهاية الشحنة ، يزداد تركيز الإلكتروليت بسبب ظهور جزيئات حمض الكبريتيك الإضافية فيه.

هذه إحدى ميزات بطارية الرصاص: لا يظل المنحل بالكهرباء محايدًا ويشارك في التفاعلات الكيميائية أثناء تشغيل البطارية.

بحلول نهاية التفريغ ، يتم تغطية كلتا صفيحي البطارية مرة أخرى بكبريتات الرصاص ، ونتيجة لذلك تتوقف البطارية عن أن تكون مصدرًا حاليًا. لم يتم إحضار البطارية إلى مثل هذه الحالة. بسبب تكوين كبريتات الرصاص على الألواح ، ينخفض ​​تركيز الإلكتروليت في نهاية التفريغ. إذا تم شحن البطارية ، فمن الممكن مرة أخرى أن تتسبب في حدوث استقطاب من أجل تفريغها مرة أخرى ، وما إلى ذلك.

هناك عدة طرق لشحن البطاريات. أبسطها هو شحن البطارية العادي ، والذي يحدث على النحو التالي. في البداية ، لمدة 5-6 ساعات ، يتم الشحن بتيار عادي مزدوج ، حتى يصل الجهد على كل بنك بطارية إلى 2.4 فولت.

يتم تحديد تيار الشحن العادي من خلال الصيغة التي أقوم بشحنها \ u003d Q / 16

أين س - سعة البطارية الاسمية ، آه.

بعد ذلك ، يتم تقليل تيار الشحن إلى القيمة العادية ويستمر الشحن لمدة 15-18 ساعة ، حتى تظهر علامات انتهاء الشحن.

البطاريات الحديثة

ظهرت بطاريات الكادميوم والنيكل ، أو البطاريات القلوية ، في وقت متأخر جدًا عن بطاريات الرصاص ، وهي ، بالمقارنة معها ، مصادر تيار كيميائي أكثر تقدمًا. الميزة الرئيسية للبطاريات القلوية على الرصاص هي الحياد الكيميائي للإلكتروليت الخاص بها فيما يتعلق بالكتل النشطة للألواح. ونتيجة لذلك ، فإن التفريغ الذاتي للبطاريات القلوية أقل بكثير من تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية. يعتمد مبدأ تشغيل البطاريات القلوية أيضًا على استقطاب الأقطاب الكهربائية أثناء التحليل الكهربائي.

لتشغيل المعدات اللاسلكية ، يتم إنتاج بطاريات النيكل والكادميوم محكمة الغلق التي تعمل في درجات حرارة تتراوح من -30 إلى +50 درجة مئوية وتتحمل 400-600 دورة شحن وتفريغ. تصنع هذه المراكم على شكل متوازي مضغوط وأقراص تزن من بضعة جرامات إلى كيلوغرامات.

إنهم ينتجون بطاريات نيكل-هيدروجين لإمداد الطاقة للأشياء المستقلة. الطاقة النوعية لبطارية نيكل-هيدروجين هي 50-60 وات / ساعة كجم -1.

الخلايا والبطاريات الجلفانية

عنصر G. ، أو زوجان كلفانيان ، عبارة عن جهاز يتكون من لوحين معدنيين (يمكن استبدال إحداهما بفحم الكوك) ، مغمورة في واحد أو سائلين مختلفين ، وتعمل كمصدر للتيار الكلفاني. يشكل عدد معين من العناصر G. ، المترابطة بطريقة معروفة ، بطارية كلفانية. يتكون العنصر ، وهو الأبسط في التصميم ، من لوحين مغموسين في آنية فخارية أو دورق زجاجي ، حيث يُسكب السائل المطابق لنوع الألواح ؛ يجب ألا يكون للألواح تلامس معدني في السائل. تسمى العناصر G. الأولية،إذا كانت مصادر حالية مستقلة ، و ثانوي،إذا أصبحت فعالة فقط بعد إجراء مطول إلى حد ما عليها من مصادر الكهرباء التي تشحنها. بالنظر إلى أصل العناصر G. ، يجب أن تبدأ بالعمود الفولتية ، أو سلف جميع البطاريات الجلفانية اللاحقة ، أو ببطارية كأس فولتا.

فولت قطب.لتجميعها ، أخذ فولتا أزواجًا من الدوائر المعدنية غير المتشابهة ، مطوية أو حتى ملحومة في القاعدة ، ودوائر من الورق المقوى أو القماش مبللة بالماء أو بمحلول من البوتاس الكاوي. في البداية ، تم استخدام أكواب الفضة والنحاس ، ثم عادةً الزنك والنحاس. ومن بين هؤلاء ، تم عمل عمود كما هو مبين في الشكل. 1 ، أي: أولاً ، يتم وضع صفيحة نحاسية وتوضع عليها صفيحة من الزنك (أو العكس) ، حيث يتم وضع دائرة من الورق المقوى المبلل عليها ؛ شكل هذا زوجًا واحدًا ، تم فرضه على زوج ثان ، مكون مرة أخرى من دوائر النحاس والزنك والكرتون ، متراكبًا على بعضهما البعض بنفس الترتيب كما في الزوج الأول.

بالاستمرار في فرض أزواج لاحقة بنفس الترتيب ، يمكنك عمل عمود ؛ القطب الموضح في الشكل. 1 ، على اليسار ، يتكون من أزواج 11 فولت. إذا تم تثبيت القطب على صفيحة عازلة ، أي مادة كهربائية غير موصلة ، على سبيل المثال ، على الزجاج ، فابتداءً من منتصفها ، سيتم شحن نصف القطب (السفلي في الرسم) بإيجابية الكهرباء ، والآخر (العلوي في الرسم) - سلبي. تزداد شدة الكهرباء ، غير المحسوسة في الوسط ، مع اقترابها من النهايات ، حيث تكون أكبر. الأسلاك ملحومة إلى أدنى وأعلى الصفائح ؛ يؤدي ملامسة الأطراف الحرة للأسلاك إلى حركة الكهرباء الموجبة من الطرف السفلي للعمود عبر السلك إلى الأعلى وحركة الكهرباء السالبة في الاتجاه المعاكس ؛ يتم تشكيل تيار كهربائي أو كلفاني (انظر هذه الكلمة). اعتبر فولتا أن لوحين من المعادن المتباينة هما زوجان ، وعزا فقط القدرة على توصيل الكهرباء إلى السوائل (انظر الجلفانية) ؛ ولكن وفقًا للرأي الذي تم تحديده لاحقًا ، يتكون الزوج من لوحين غير متجانسين وطبقة سائلة بينهم؛لذلك ، يمكن إزالة الصفيحتين العلويتين والسفليتين (الشكل 1 على اليمين). سيتكون هذا العمود من 10 أزواج ، وبعد ذلك ستكون اللوحة السفلية من النحاس ، وسيظل الجزء العلوي - الزنك واتجاه حركة الكهرباء ، أو اتجاه التيار الكلفاني كما هو: من الطرف السفلي من العمود (الآن من الزنك) إلى الأعلى (إلى النحاس). كان يسمى الطرف النحاسي للوظيفة بالقطب الموجب ، وسمي الطرف الزنك بالقطب السالب. بعد ذلك ، وفقًا لمصطلحات فاراداي ، يُطلق على القطب الموجب الأنود،نفي - الكاثود.يمكن وضع العمود الفولتية أفقيًا في حوض مغطى بطبقة عازلة من الشمع مدمجة مع هاربيوس. الآن لا يتم استخدام العمود الفولتية بسبب العمل الشاق والوقت اللازمين لتجميعه وتفكيكه ؛ ولكنهم في الأيام الخوالي كانوا يستخدمون أعمدة مكونة من مئات وآلاف الأزواج ؛ في سانت بطرسبرغ ، استخدم البروفيسور ف. بتروف عام 1801-2. خلال تجاربه مع عمود ، يتكون أحيانًا من 4200 زوجًا (انظر الجلفانية) ، بنى فولتا جهازه في شكل آخر ، وهو شكل بطاريات لاحقة. تتكون بطارية فولتا (كورونا دي تاز) من أكواب مرتبة حول محيط دائرة ، يُسكب فيها الماء الدافئ أو محلول الملح ؛ كل كوب يحتوي على لوحين معدنيين مختلفين ، أحدهما مقابل الآخر. كل صفيحة موصولة بسلك إلى صفيحة غير متجانسة من كوب مجاور ، بحيث يتناوب باستمرار من كوب إلى آخر حول محيط الصفيحة بالكامل: الزنك والنحاس ثم الزنك والنحاس مرة أخرى ، إلخ. دائرة مغلقة ، كوب واحد يحتوي على لوحة الزنك ، والآخر - النحاس ؛ سيحمل السلك الذي يربط بين هذه الصفائح المتطرفة التيار من الصفيحة النحاسية (القطب الموجب) إلى لوحة الزنك (القطب السالب). اعتبر فولتا أن هذه البطارية أقل ملاءمة من القطب ، ولكن في الواقع كان شكل البطارية هو الذي انتشر على نطاق واسع. في الواقع ، سرعان ما تم تغيير هيكل العمود الفولتية (Kruikshank): كان الصندوق الخشبي المستطيل ، المقسم عبر ألواح النحاس والزنك ملحومة معًا في حجرات صغيرة يُسكب فيها السائل ، أكثر ملاءمة من العمود الفولتية التقليدي. والأفضل من ذلك هو الصندوق ، المقسم إلى مقصورات بجدران عرضية خشبية ؛ تم وضع صفائح النحاس والزنك على جانبي كل قسم ، حيث تم لحامها معًا من الأعلى ، حيث تُركت عين بالإضافة إلى ذلك. تعمل عصا خشبية ، تمر عبر جميع الأذنين ، على رفع جميع الأطباق من السائل أو غمرها.

العناصر بسائل واحد.بعد فترة وجيزة ، تم عمل أزواج أو خلايا منفصلة ، والتي يمكن توصيلها بالبطاريات بطرق مختلفة ، والتي أصبحت فائدتها واضحة بشكل خاص بعد أن عبّر أوم عن صيغة قوة التيار اعتمادًا على القوة الكهربية (أو الدافعة الكهربية) للبطاريات. العناصر والمقاومة التي يواجهها التيار كما في الموصلات الخارجية ، وداخل العناصر (انظر التيار الكلفاني). تعتمد قوة الاستثارة الكهربائية للعناصر على المعادن والسوائل التي تتكون منها ، وتعتمد المقاومة الداخلية على السوائل وعلى أبعاد العناصر. لتقليل المقاومة وزيادة القوة الحالية ، من الضروري تقليل سماكة الطبقة السائلة بين الصفائح غير المتشابهة ، وزيادة أبعاد السطح المعدني المغمور. يتم ذلك في عنصر ولاستون(Wollaston - وفقًا للنطق الأكثر دقة في Wolsten). يتم وضع الزنك داخل صفيحة نحاسية مثنية ، حيث يتم إدخال قطع من الخشب أو الفلين ، مما يمنع الألواح من اللمس ؛ يتم لحام سلك ، عادة ما يكون نحاسيًا ، بكل لوحة ؛ يتم وضع أطراف هذه الأسلاك في اتصال مع الجسم الذي يريدون من خلاله تمرير تيار يتدفق في الاتجاه من النحاس إلى الزنك عبر الموصلات الخارجية ومن الزنك إلى النحاس عبر الأجزاء الداخلية للعنصر. بشكل عام ، يتدفق التيار داخل السائل من معدن ، يعمل عليه السائل بشكل كيميائي بقوة أكبر ، إلى معدن آخر يعمل عليه بقوة أقل.في هذا العنصر ، يتم استخدام سطحي صفيحة الزنك لتدفق الكهرباء ؛ تم استخدام طريقة مضاعفة سطح إحدى اللوحات لاحقًا في بناء جميع العناصر بسائل واحد. في عنصر Wollaston ، يتم استخدام حمض الكبريتيك المخفف ، والذي يتحلل أثناء عمل التيار (انظر الموصلية الجلفانية) ؛ ستكون نتيجة التحلل هي أكسدة الزنك وتكوين كبريتات الزنك ، التي تذوب في الماء ، وإطلاق الهيدروجين على صفيحة نحاسية ، والتي تأتي من هذا إلى حالة الاستقطاب (انظر الاستقطاب الجلفاني والتوصيل الجلفاني) ، والتي يقلل من القوة الحالية. تقلب هذه الحالة المستقطبة مصحوب بتغير القوة الحالية.

من بين العديد من العناصر التي تحتوي على سائل واحد ، نسميها عناصر الوسائط(سمي) و غرين ،في الفضة الأولى من البلاتين أو البلاتين بين لوحين من الزنك ، وكلها مغمورة في حمض الكبريتيك المخفف. التأثير الكيميائي هو نفسه الموجود في عنصر ولاستون ، ويستقطب البلاتين بواسطة الهيدروجين ؛ لكن التيار أقل تغيرًا. قوة الاستثارة الكهربية أكبر من تلك الموجودة في النحاس والزنك.

عنصر جرينتيتكون من صفيحة زنك موضوعة بين قطعتين مقطوعتين من فحم الكوك ؛ يتم تحضير سائل هذا العنصر وفقًا لوصفات مختلفة ، ولكن دائمًا من ملح ثنائي الكروم وحمض الكبريتيك والماء. وفقًا لوصفة واحدة مقابل 2500 جرام من الماء ، يجب أن تأخذ 340 جرامًا من الملح المسمى و 925 جرامًا من حامض الكبريتيك. قوة الاستثارة الكهربائية أكبر مما كانت عليه في عنصر ولاستون.

أثناء عمل عنصر Grenet ، تتشكل كبريتات الزنك ، كما في الحالات السابقة ؛ لكن الهيدروجين ، عندما يتحد مع أكسجين حامض الكروميك ، يشكل الماء ؛ يتكون شب الكروم في السائل ؛ يتم تقليل الاستقطاب ولكن لا يتم القضاء عليه. بالنسبة لعنصر Grenet ، يتم استخدام وعاء زجاجي بجزء سفلي ممتد ، كما هو موضح في الشكل. 7 طاولات "خلايا وبطاريات كلفانية". يسكب السائل كثيرًا لدرجة أن طبق الزنك ض ،وهو أقصر من فحم الكوك مع،كان ذلك ممكنا عن طريق سحب القضيب المتصل به تي ،قم بإزالته من السائل للوقت الذي يجب أن يظل فيه العنصر غير نشط. المشابك ب ، ب ،متصل - واحد مع حافة قضيب تي ،وبالتالي ، مع الزنك ، والآخر مع حافة من الفحم ، يتم تعيين نهايات الأسلاك الموصلة. لا تلامس الألواح المعدنية أو إطاراتها بعضها البعض ؛ يتدفق التيار عبر الأسلاك الموصلة عبر الأجسام الخارجية في الاتجاه من فحم الكوك إلى الزنك. يمكن استخدام عنصر الكربون والزنك مع محلول ملح الطعام (في سويسرا ، للتلغراف والمكالمات) وبعد ذلك يكون صالحًا لمدة 9-12 شهرًا. دون رعاية.

عنصر لالاند وصاحبة ،تم تحسينه بواسطة Edison ، ويتكون من بلاطة من الزنك وأخرى مضغوطة من أكسيد النحاس. سائل - محلول من البوتاسيوم الكاوي. العمل الكيميائي - أكسدة الزنك ، الذي يشكل مركبًا مع البوتاسيوم ؛ يدخل الهيدروجين المفصول ، الذي يتأكسد بواسطة أكسجين أكسيد الزنك ، في تكوين الماء الناتج ، ويتم تقليل النحاس. المقاومة الداخلية صغيرة. لم يتم تحديد قوة الإثارة بدقة ، لكنها أقل من قوة عنصر دانيال.

عناصر ذات سائلين.نظرًا لأن إطلاق الهيدروجين على أحد الأجسام الصلبة للعناصر G. هو سبب يقلل من قوة التيار (في الواقع الإثارة الكهربائية) ويجعله غير مستقر ، مما يؤدي إلى وضع اللوح الذي يتم إطلاق الهيدروجين عليه في سائل قادر على إعطاء يجب أن يؤدي وصول الأكسجين لدمجه مع الهيدروجين إلى تيار مستمر. كان بيكريل أول من رتب (1829) عنصرًا من النحاس والزنك مع سائلين للغرض المحدد ، عندما لم تكن عناصر جرينت ولاند معروفة بعد. لاحقاً دانيال(1836) رتبت عنصرًا مشابهًا ، لكنها أكثر ملاءمة للاستخدام. لفصل السوائل ، يلزم وجود وعاءين: وعاء زجاجي أو خزفي مصقول ، يحتوي على وعاء أسطواني من الخزف ، مشتعل قليلاً ، وبالتالي مسامي ، يُسكب فيه أحد السوائل ويوضع أحد المعادن ؛ في الفجوة الحلقية بين وعاءين ، يُسكب سائل آخر تُغمر فيه صفيحة من معدن آخر. في عنصر دانييل ، ينغمس الزنك في حمض الكبريتيك الضعيف ، والنحاس في محلول مائي من النحاس (الأزرق) الزجاج. تين. يوضح 1 من الجدول 3 خلايا دانيال متصلة في بطارية ؛

توضع الأسطوانات المثنية من الزنك في أكواب زجاجية خارجية ، كما توضع الألواح النحاسية على شكل أسطوانة أو مثنية مثل الحرف S في أسطوانات طينية داخلية. يمكن أيضًا وضعها في الاتجاه المعاكس ، أي النحاس في الأوعية الخارجية. يتدفق التيار من النحاس إلى الزنك عبر الموصلات الخارجية ومن الزنك إلى النحاس من خلال سائل في الخلية أو البطارية نفسها ، ويتحلل كلا السائلين في وقت واحد: تتشكل كبريتات الزنك في وعاء به حمض الكبريتيك ، ويذهب الهيدروجين إلى صفيحة نحاسية ، في نفس الوقت تتحلل كبريتات النحاس (CuSO4) إلى نحاس (Cu) ، والذي يترسب على صفيحة نحاسية ، ومركب منفصل غير موجود (SO 4) ، والذي يشكل الماء كيميائيًا مع الهيدروجين قبل أن يتاح له الوقت ليبرز على شكل فقاعات على النحاس. يجعل الطين المسامي ، الذي يبلل بسهولة بواسطة كلا السائلين ، من الممكن انتقال العمليات الكيميائية من جسيم إلى جسيم عبر كلا السائلين من معدن إلى آخر. بعد تأثير التيار ، الذي تعتمد مدته على قوته (وهذا الأخير جزئيًا على المقاومة الخارجية) ، وكذلك على كمية السوائل الموجودة في الأوعية ، يتم استهلاك كل كبريتات النحاس ، كما يتضح من تغير لون حلها ثم يبدأ فصل فقاعات الهيدروجين على النحاس ، وفي نفس الوقت يبدأ استقطاب هذا المعدن. يُطلق على هذا العنصر اسم ثابت ، ومع ذلك ، يجب فهمه نسبيًا: أولاً ، حتى مع وجود مادة زجاجية مشبعة ، هناك استقطاب ضعيف ، لكن الشيء الرئيسي هو أن المقاومة الداخلية للعنصر تتناقص أولاً ثم تزداد. لهذا السبب الثاني والرئيسي ، في بداية عمل العنصر ، لوحظ زيادة تدريجية في التيار ، وكلما زادت أهمية ، قلت قوة التيار بسبب المقاومة الخارجية أو الداخلية. بعد نصف ساعة أو ساعة أو أكثر (تزداد المدة مع كمية السائل مع الزنك) ، يبدأ التيار في الضعف بشكل أبطأ من زيادته ، وبعد بضع ساعات يصل إلى قوته الأصلية ، ويزداد ضعفًا تدريجيًا. إذا تم وضع إمداد غير منحل من هذا الملح في وعاء به محلول من كبريتات النحاس ، فإن هذا يستمر في وجود التيار ، وكذلك استبدال المحلول الناتج من كبريتات الزنك بحمض الكبريتيك المخفف الطازج. ومع ذلك ، مع عنصر مغلق ، ينخفض ​​مستوى السائل تدريجيًا مع الزنك ، ومع النحاس يرتفع - وهو ظرف في حد ذاته يضعف التيار (من زيادة المقاومة لهذا السبب) ، وعلاوة على ذلك ، يشير إلى انتقال السائل من وعاء واحد إلى آخر (نقل الأيونات ، انظر التوصيل الجلفاني ، التناضح الجلفاني). تتسرب كبريتات النحاس إلى وعاء يحتوي على الزنك ، حيث يفصل الزنك النحاس بوسائل كيميائية بحتة ، مما يتسبب في ترسبه جزئيًا على الزنك ، وجزئيًا على جدران وعاء خزفي. لهذه الأسباب ، هناك إهدار كبير من كبريتات الزنك والنحاس غير المجدي للتيار. ومع ذلك ، فإن عنصر دانيال هو أحد العناصر الأكثر ثباتًا. على الرغم من أن الأواني الفخارية مبللة بالسائل ، فإنها تقدم قدرًا كبيرًا من المقاومة للتيار ؛ باستخدام الرق بدلاً من الطين ، يمكن زيادة التيار بشكل كبير عن طريق تقليل المقاومة. (عنصر كاري) ؛يمكن استبدال الرق بمثانة حيوانية. بدلاً من حامض الكبريتيك المخفف ، يمكنك استخدام محلول ملح البحر مع الزنك ؛ تظل القوة المثيرة كما هي تقريبًا. لم يتم دراسة الإجراءات الكيميائية.

عنصر Meidinger.بالنسبة للتيار المتكرر والمطول ، علاوة على ذلك ، تيار ثابت إلى حد ما ، ولكنه ضعيف ، يمكن لعنصر Meidinger (الشكل 2 من الجدول) ، وهو تعديل لعنصر Daniel ، أن يخدم. يحتوي الكأس الخارجي على امتداد في الأعلى ، حيث يتم وضع أسطوانة الزنك على الحافة الداخلية ؛ في الجزء السفلي من الزجاج يتم وضع واحدة صغيرة أخرى ، حيث توضع أسطوانة ، ملفوفة من النحاس ورقة ، أو توضع دائرة نحاسية في قاع الإناء الداخلي ، ثم يتم ملؤها بمحلول من كبريتات النحاس. بعد ذلك ، يتم سكب محلول من كبريتات المغنيسيوم بعناية من الأعلى ، والذي يملأ كل المساحة الحرة للوعاء الخارجي ولا يحل محل محلول الزجاج ، لأنه يحتوي على جاذبية نوعية أكبر. ومع ذلك ، عن طريق نشر السوائل ، يصل الزاج ببطء إلى الزنك ، حيث يتخلى عن النحاس. للحفاظ على تشبع هذا المحلول ، يتم وضع دورق زجاجي مقلوب بقطع من كبريتات النحاس والماء داخل العنصر. تخرج الموصلات من المعادن. أجزائها ، الموجودة في السائل ، لها قشرة جوتا بيرشا. يسمح عدم وجود وعاء طيني في العنصر باستخدامه لفترة طويلة دون تغيير أجزائه ؛ لكن مقاومته الداخلية كبيرة. في القارورة حتى لو كان عنصرًا صغيرًا ، يتم وضع حوالي نصف كيلوغرام من الزجاج. وهي مناسبة جدًا للبرق والأجراس الكهربائية وما شابه ، وتدوم لأشهر. عناصر Callot و Trouvé-Callotعلى غرار عناصر Meidinger ، ولكن أبسط من الأخير. كريستينقام بطرسبورغ أيضًا بترتيب تعديل مفيد لعنصر Meidinger. عنصر طومسونفي شكل طبق أو صينية يوجد Danielevsky معدّل ؛ الأغشية المسطحة المسامية من ورق الزبدة تفصل سائلًا عن آخر ، ولكن يمكن الاستغناء عن الأغشية. عنصر سيمنزو هالسكيينتمي أيضًا إلى فئة Danielevsky. عنصر مينوتو.دائرة نحاسية في أسفل وعاء زجاجي ، تُسكب عليها بلورات كبريتات النحاس ، وفي الأعلى توجد طبقة سميكة من الرمل السليكي ، تُركب عليها دائرة من الزنك. كل شيء مليء بالماء. يخدم من سنة ونصف إلى سنتين على خطوط التلغراف. بدلاً من الرمل ، يمكنك تناول مسحوق الفحم الحيواني (Darsonval). عنصر حقيقي.دائرة نحاسية ، عليها عمود من الدوائر مصنوع من الورق النافذ ، مشرب بكبريتات النحاس من الأسفل ، وكبريتات الزنك من أعلى. كمية صغيرة من الماء مبللة بالورق تنشط العنصر. المقاومة كبيرة جدًا ، والعمل طويل وثابت.

عنصر غروفالبلاتين والزنك البلاتين مغمور في حمض النيتريك القوي والزنك في حمض الكبريتيك الضعيف. يتأكسد الهيدروجين المنطلق بفعل التيار بسبب أكسجين حامض النيتريك (NHO 2) ، والذي يتحول إلى أنهيدريد النيتريك (N 2 O 4) ، أبخرة حمراء برتقالية المنبعثة ضارة بالتنفس وتفسد كل شيء. الأجزاء النحاسية للجهاز ، والتي من الأفضل صنعها من الرصاص. لا يمكن استخدام هذه العناصر إلا في المختبرات التي توجد بها أغطية دخان ، وفي غرفة عادية يجب وضعها في موقد أو مدفأة ؛ لديهم قوة استثارة كبيرة ومقاومة داخلية منخفضة - كل الظروف لقوة تيار عالية ، والتي تكون أكثر ثباتًا ، كلما زاد حجم السوائل الموجودة في العنصر. تين. يوضح الشكل 6 من الجدول عنصرًا مسطحًا ؛ يوجد خارجها على اليمين صفيحة زنك منحنية متصلة بصفيحة البلاتين للعنصر ضالعنصر الثاني ، الذي يوجد في طية إناء فخاري مسطح الخامسالبلاتين. على اليسار توجد ورقة بلاتينية متصلة بواسطة مشبك بزنك العنصر وتنتمي إلى العنصر الثالث. مع هذا الشكل من العناصر ، تكون مقاومته الداخلية صغيرة جدًا ، لكن الحركة القوية للتيار ليست طويلة بسبب كمية السوائل الصغيرة. يتدفق التيار من البلاتين عبر الموصلات الخارجية إلى الزنك ، وفقًا للقاعدة العامة المذكورة أعلاه.

عنصر بنسن(1843) ، الفحم والزنك ، يحل محل السابق تمامًا وهو أرخص منه ، حيث تم استبدال البلاتين الغالي ببلاط الكوك. السوائل هي نفسها الموجودة في عنصر Grove ، قوة الاستثارة الكهربائية والمقاومة متماثلة تقريبًا ؛ اتجاه التيار هو نفسه. يظهر هذا العنصر في الشكل. 3 طاولات بلاط فحم مُحدد بحرف مع،بمشبك معدني بعلامة + ؛ إنه القطب الموجب ، أو الأنود ، للعنصر. من اسطوانة الزنك ضمع مقطع (قطب سالب ، أو كاثود) يأتي لوح به مقطع آخر ، متراكب على بلاطة الكربون للخلية الثانية في حالة تكوين البطارية. كان غروف أول من استبدل البلاتين في عنصره بالفحم ، لكن تجاربه تم نسيانها. عنصر Darsonvalالكربون والزنك في الفحم ، خليط من النيتريك وحمض الهيدروكلوريك في حجم واحد مع مجلدين من الماء يحتويان على 1/20 حمض الكبريتيك. عنصر الإعاقة.- بدلاً من بلاط فحم الكوك ، يتم استخدام زجاجة من الجرافيت والطين ؛ يصب فيه حامض النيتريك. يبدو أن هذا التغيير الخارجي في عنصر بنسن يجعل استخدام حمض النيتريك أكثر اكتمالاً.

عنصر سوسنوفسكي.- الزنك في محلول من الصودا الكاوية أو البوتاس الكاوية ؛ الفحم في سائل يتكون من حجم واحد من حمض النيتريك ، حجم واحد من حمض الكبريتيك ، حجم واحد من حمض الهيدروكلوريك ، حجم واحد من الماء. ملحوظة لقدرتها الاستثارية الكهربائية العالية جدًا.

عنصر كالان.- يتم استبدال عناصر فحم بنسن بالحديد ؛ تظل القوة المثيرة كما هي مع استخدام الفحم. لا يتعرض الحديد لحمض النيتريك ، كونه في حالة سلبية. بدلاً من الحديد ، يمكن استخدام الحديد الزهر مع بعض محتوى السيليكون بشكل مفيد.

عنصر بوجيندورفيختلف عن عنصر بنسن في أن حمض النيتريك يتم استبداله بسائل مشابه لذلك المستخدم في عنصر جرينت. بالنسبة لـ 12 جزءًا بالوزن من ثنائي كرومات البوتاسيوم المذاب في 100 جزء من الماء ، تمت إضافة 25 جزءًا من حمض الكبريتيك القوي. قوة الإثارة هي نفسها الموجودة في عنصر بنسن ؛ لكن المقاومة الداخلية أكبر. يوجد أكسجين أقل في السائل المذكور ، والذي يتم التخلي عنه من أجل أكسدة الهيدروجين ، مقارنة بحمض النيتريك الذي له نفس الحجم. إن عدم وجود رائحة عند استخدام هذه العناصر ، إلى جانب مزايا أخرى ، جعلها أكثر ملاءمة للاستخدام. ومع ذلك ، لا يتم القضاء على الاستقطاب بشكل كامل. عنصر Imshenetskyالكربون والزنك. لوحة الجرافيت (الكربون) في محلول من حامض الكروميك والزنك - في محلول ملح كبريتيت الصوديوم. قوة استثارة كبيرة ، مقاومة داخلية منخفضة ، استخدام شبه كامل للزنك واستخدام جيد جدًا لحمض الكروميك.

عنصر Leclancheالكربون والزنك بدلاً من سائل مؤكسد ، يحتوي على مسحوق (خشن) من بيروكسيد المنغنيز ، ممزوجًا بمسحوق فحم الكوك (الشكل 5 من الجدول) في وعاء داخلي من الطين السائل ، مع موقد الفحم ؛ في الخارج ، في أحد أركان القارورة ذات الشكل الخاص ، يتم وضع قضيب من الزنك. يسكب السائل - محلول مائي من الأمونيا - من الخارج ويخترق داخل جرة الطين إلى الفحم (فحم الكوك) ، مبللاً بيروكسيد المنغنيز ؛ عادة ما يمتلئ الجزء العلوي من الجرة بالراتنج ؛ فتحات لإطلاق الغازات. قوة الاستثارة متوسطة بين عنصري دانييل وبنسن ، المقاومة كبيرة. يعطي هذا العنصر ، إذا ترك مغلقًا ، تيارًا متناقصًا سريعًا ، ولكن بالنسبة للتلغراف والاستخدام المنزلي ، فإنه يستمر لمدة عام أو عامين عند إضافة السائل. أثناء تحلل الأمونيا (NH 4 Cl) ، يتم إطلاق الكلور إلى الزنك ، مكونًا كلوريد الزنك والأمونيا في الفحم. يمر فوق أكسيد المنغنيز ، الغني بالأكسجين ، شيئًا فشيئًا إلى مركب من أدنى درجة أكسدة ، ولكن ليس في جميع أجزاء الكتلة التي تملأ الإناء الترابي. من أجل استخدام أكثر اكتمالاً لبيروكسيد المنغنيز وتقليل المقاومة الداخلية ، يتم ترتيب هذه العناصر بدون علبة طينية ، ويتم ضغط البلاط من فوق أكسيد المنغنيز والفحم ، حيث يتم وضع فرن فحم الكوك ، كما هو موضح في الشكل. 4 طاولات. يمكن جعل هذا النوع من العناصر مغلقًا ويسهل حمله ؛ يتم استبدال الزجاج بمطاط القرن. قام Geff أيضًا بتعديل هذا العنصر ، واستبدل محلول الأمونيا بمحلول كلوريد الزنك.

عنصر ماري ديفي ،الفحم والزنك ، يحتوي في الفحم على كتلة فطيرة من كبريتات الزئبق (Hg 2 SO 4) مبللة بالماء ، موضوعة في وعاء طيني مسامي. يُسكب حمض الكبريتيك الضعيف أو حتى الماء على الزنك ، حيث يتم إطلاق الأول بالفعل من ملح الزئبق بفعل التيار ، والذي يتأكسد الهيدروجين خلاله ، ويتم إطلاق الزئبق المعدني بالفحم ، بحيث يصبح العنصر بعد فترة من الوقت الزنك الزئبق. لا تتغير قوة الاستثارة الكهربائية باستخدام الزئبق النقي بدلاً من الفحم ؛ إنه أكبر إلى حد ما مما هو عليه في عنصر Leclanchet ، والمقاومة الداخلية كبيرة. مناسب للبرقيات وبشكل عام للتيار المتقطع. تستخدم هذه العناصر أيضًا للأغراض الطبية ، ويفضلون شحنها بكبريتات الزئبق (HgSO 4). مناسب للأغراض الطبية وغيرها ، شكل هذا العنصر عبارة عن أسطوانة طويلة من المطاط البوق ، يحتوي النصف العلوي منها على الزنك والفحم ، والنصف السفلي يحتوي على الماء وكبريتات الزئبق. إذا انقلب العنصر رأسًا على عقب ، فإنه يعمل ، وفي الموضع الأول لا يشكل تيارًا.

عنصر فارين ديلارو- الزنك والفضة. يبرز شريط فضي ضيق من أسطوانة من كلوريد الفضة المصهور (AgCl) الموضوعة في أنبوب ورقي ؛ الزنك على شكل قضيب رفيع. يتم وضع كلا المعدنين في أنبوب زجاجي مغلق بسدادة البارافين. سائل - محلول من الأمونيا (23 جزءًا من الملح لكل 1 لتر من الماء). قوة الاستثارة الكهربائية هي نفسها تقريبًا (أكثر قليلاً) كما في عنصر دانييل. تترسب الفضة المعدنية من كلوريد الفضة على الشريط الفضي للعنصر ، ولا يحدث الاستقطاب. تم استخدام البطاريات المكونة منها لإجراء تجارب على مرور الضوء في الغازات المتخلخلة (V ، Warren Delarue). جيفأعطت هذه العناصر جهازًا يسهل حملها ؛ تستخدم لملفات الحث الطبي والتيارات المباشرة.

عناصر دوتشومين ، بارتز ، فيجير.الأول هو الزنك والفحم. الزنك في محلول ضعيف من الملح العادي والفحم - في محلول كلوريد الحديديك. متضاربة وقليلة البحث. استبدل بارز الزنك بالحديد ؛ كثافة محلول ملح الطعام 1.15 ، ومحلول كلوريد الحديديك كثافة 1.26. أفضل من السابق ، على الرغم من أن قوة الاستثارة الكهربائية أقل. يستخدم فيجير سائلًا واحدًا في عنصر الفحم الحديدي ، يتم الحصول عليه عن طريق تمرير نفاثة من الكلور عبر محلول مشبع من كبريتات الحديد. عنصر نيودالكربون والزنك. يكون الزنك على شكل أسطوانة تحيط بأسطوانة طينية مسامية تحتوي على موقد فحم الكوك مغطى بالمبيض. العنصر مملوء بالفلين مملوء بالشمع ؛ يُسكب محلول الملح الشائع من خلال الفتحة الموجودة فيه (24 جزءًا لكل 100 جزء من الماء). قوة الاستثارة الكهربائية كبيرة ؛ بفعل ثابت مطول إلى حد ما على مقاومة خارجية صغيرة ، سرعان ما يضعف ، ولكن بعد ساعة أو ساعتين من عدم نشاط العنصر ، يصل إلى قيمته السابقة.

الأشياء الجافة.يمكن إعطاء هذا الاسم للعناصر التي يكون فيها وجود السائل ضمنيًا عند امتصاصه في الأجسام المسامية للعنصر ؛ كان يجب أن يتم استدعاؤهم مبلل.تشمل هذه العناصر عنصر Trouvé النحاسي والزنك الموصوف أعلاه وعنصر Leclanchet الذي تم تعديله بواسطة Germain. يستخدم هذا الأخير الألياف المستخرجة من جوز الهند. يتم تحضير كتلة منه تمتص السوائل والغازات بقوة ، وتكون جافة في المظهر وتحت الضغط فقط تأخذ مظهرًا رطبًا. سهل الحمل ومناسب لمبادلات التلغراف والهاتف المحمول. عناصر الغاز (الفحم - الزنك) ، والتي تشمل الجبس ، من المحتمل أن تكون مشربة بكلوريد الزنك أو الأمونيا (تبقى سرية). تكون القوة الاستثارة هي نفسها تقريبًا كما في عنصر Leclanche ، بعد مرور بعض الوقت على بداية عمل الأخير ؛ المقاومة الداخلية أقل من مقاومة Leclanchet. في خلية Leclanchet-Barbier الجافة ، تمتلئ الفجوة بين أسطوانة الزنك الخارجية والأسطوانة المجوفة الداخلية للتكتل المحتوي على بيروكسيد المنغنيز بالجبس المشبع بمحلول غير معروف التركيب. كانت الاختبارات الأولى المطولة إلى حد ما لهذه العناصر مواتية لهم. عنصر الجلسرين الجيلاتين كوزنتسوفاهناك النحاس والزنك. يتكون من صندوق من الورق المقوى منقوع في البارافين مع قاع مبطن بالقصدير من الداخل والخارج. تُسكب طبقة من كبريتات النحاس المسحوقة على القصدير ، تُسكب عليها كتلة من الجيلاتين-الجلسرين تحتوي على حامض الكبريتيك. عندما تصلب هذه الكتلة ، تُسكب طبقة من الزنك المندمج المسحوق ، وتُملأ مرة أخرى بنفس الكتلة. تشكل هذه العناصر بطارية مثل عمود فولتية. مصممة للمكالمات والبرقيات والهواتف. بشكل عام ، عدد العناصر الجافة المختلفة مهم جدًا ؛ ولكن بالنسبة للجزء الأكبر ، بسبب التكوين السري للسوائل والتكتلات ، فإن الأحكام المتعلقة بها تكون عملية فقط وليست علمية.

عناصر ذات سطح كبير ومقاومة منخفضة.في الحالات التي يكون فيها من الضروري تسخين الأسلاك أو الصفائح القصيرة ، السميكة نوعًا ما ، على سبيل المثال ، في بعض العمليات الجراحية (انظر Galvanocaustics) ، يتم استخدام عناصر ذات أسطح معدنية كبيرة مغمورة في السوائل ، مما يقلل من المقاومة الداخلية وبالتالي يزيد من تيار. يتم تطبيق طريقة Wollaston لمضاعفة السطح على تكوين الأسطح من عدد كبير من اللوحات ، كما هو موضح في الشكل. 2 ، أين ذ ، ذ ، ذ- توضع صفائح من معدن واحد في الفجوات بين الصفائح ج ، ج ، ج ، جمعدن آخر.

جميع الألواح متوازية مع بعضها البعض ولا تلمس ، لكن جميعها تحمل نفس الاسم متصلة بأسلاك خارجية في كل واحد. هذا النظام بأكمله موحد لعنصر من لوحين ، كل ستة أضعاف السطح مقارنة بتلك الموضحة ، مع سماكة الطبقة السائلة بين اللوحين تساوي المسافة بين كل لوحتين موضحتين في الرسم. بالفعل في بداية هذا القرن (1822) ، تم تركيب أجهزة ذات سطح معدني كبير. من بينها عنصر Garé الكبير ، الذي يُطلق عليه اسم المُحرق. يتم لف صفائح الزنك والنحاس ذات الطول الكبير ، المفصولة بعصي من الفانيلا أو الخشب ، في أسطوانة لا تلامس فيها الصفائح بعضها البعض معدنيًا. إن حلبة التزلج هذه مغمورة في حوض من السائل وتعطي تيارًا ذا قوة عالية جدًا عند العمل على مقاومات خارجية صغيرة جدًا. تبلغ مساحة كل ورقة حوالي 50 مترًا مربعًا. قدم (4 متر مربع). في الوقت الحاضر ، بشكل عام ، يحاولون تقليل المقاومة الداخلية للعناصر ، لكنهم يمنحونهم سطحًا كبيرًا بشكل خاص لبعض التطبيقات المعينة ، على سبيل المثال ، في الجراحة لقطع الزيادات المؤلمة بسلك أو صفيحة ساخنة ، للكي ( انظر Galvanocaustics). نظرًا لأنه يتم تسخين الموصلات ذات المقاومة المنخفضة ، فمن الممكن الحصول على التيار بدقة عن طريق تقليل المقاومة الداخلية. لذلك ، يتم وضع عدد كبير من اللوحات في عناصر جلفانوكوستية ، مرتبة بنفس الطريقة كما هو موضح في الشكل. 2 نصوص. لا يقدم الجهاز ميزات ، ولكنه يتكيف للاستخدام المريح ؛ مثل ، على سبيل المثال ، خلايا الكربون والزنك أو بطاريات Chardin مع سائل الكروم ، المستخدمة في باريس وليون ومونبلييه وبروكسل. يجب لفت انتباه المشغلين إلى الحاجة إلى استخدام مقياس تيار مقاومة منخفض جدًا (مقياس التيار أو مقياس التيار) للتأكد من أن البطارية في حالة جيدة قبل التشغيل.

العناصر الطبيعيةيجب أن تحتفظ بقوتها الاستثارية الكهربية أو أن يكون لها فرق جهد ثابت لأطول فترة ممكنة عندما تظل مفتوحة من أجل العمل كوحدة قياس عادية عند مقارنة القوى الاستثارية الكهربية مع بعضها البعض. اقترح رينيه لهذا الغرض زوجًا من النحاس والزنك ، يكون فيه سطح النحاس كبيرًا جدًا مقارنة بالزنك. السائل عبارة عن محلول من 200 جزء من ملح الطعام الجاف في 1000 جزء من الماء. في ظل هذه الحالة ، يكون استقطاب النحاس ضعيفًا جدًا إذا تم إدخال هذا العنصر في الدائرة بمقاومة عالية ولفترة قصيرة. العنصر العادي لاتيمر كلاركيتكون من الزنك في محلول من كبريتات الزنك والزئبق وملح كبريتيد الزئبق (Hg 2 SO 4). العنصر العادي فلمينغالنحاس والزنك ، مع محاليل كبريتات النحاس وكبريتات الزنك ذات كثافة معينة وثابتة دائمًا. العنصر العادي مكتب لندن للبريد والبرق ،النحاس والزنك ، بمحلول كبريتات الزنك وبلورات كبريتات النحاس بالنحاس مناسب جدًا. لقوة الإثارة الكهربائية لعنصر فليمنغ ، انظر اللوحة في نهاية المقال.

العناصر الثانويةأو المراكم،نشأت من الأعمدة الثانوية لريتر (انظر الجلفانية) ، والتي ظلت بدون اهتمام خاص لمدة 50 عامًا. عمود ريتر ، المكون من صفائح نحاسية مغمورة في بعض السوائل ، بعد تأثير العمود الفولتية عليه ، أصبح مستقطبًا ، وبعد ذلك يمكن أن يشكل هو نفسه تيارًا يكون اتجاهه معاكسًا للتيار الأولي. في عام 1859 ، رتب بلانت عنصرًا يتكون من صفحتين من الرصاص ملفوفين في شكل حلزوني مثل جهاز الاحتراق ، بدون تلامس معدني متبادل ومغمور في حمض الكبريتيك الضعيف. من خلال توصيل إحدى الصفائح الرئيسية بالقطب الموجب (القطب الموجب) والأخرى بمهبط بطارية مكونة من خليتين بنسن أو بوجيندورف على الأقل متصلتين في سلسلة ، وبالتالي تمرير التيار المتدفق في السائل من الرصاص إلى الرصاص ، فإنهما يتسببان في الانفصال من الأكسجين على لوحة الرصاص المتصلة بالقطب الموجب والهيدروجين على الصفيحة المتصلة بالكاثود. تتكون طبقة من بيروكسيد الرصاص على لوحة الأنود ، بينما يتم تنظيف لوحة الكاثود تمامًا من الأكاسيد. نظرًا لعدم تجانس الصفائح ، فإنها تشكل أزواجًا ذات قوة إثارة كهربائية كبيرة ، مما يعطي تيارًا في الاتجاه المعاكس للتيار السابق. إن القوة الاستثارة الكبيرة التي تتطور في الخلية الثانوية ، والتي تتعارض مع البطارية الأولية ، هي سبب المطالبة بأن تكون الأخيرة أعلى من الأولى. يتمتع عنصرا Poggendorff المتصلين في سلسلة بقوة إثارة تبلغ حوالي 4 فولت ، بينما عنصر بلانت فقط حوالي 2 1/2. لشحن 3 أو 4 خلايا بلانت متصلة بالتوازي (انظر البطاريات الجلفانية) ، ستكون خليتا Poggendorff السابقتان كافية بالفعل ، لكن عملها سيكون بطيئًا جدًا في أكسدة مثل هذا السطح الكبير من الرصاص ؛ لذلك ، لشحن ، على سبيل المثال ، 12 عنصرًا من عناصر بلانت متصلة بالتوازي ، يلزم عمل 3-4 عناصر بنسن بقوة إثارة من 6-8 فولت لعدة ساعات. تعمل خلايا Plante المشحونة ، المتصلة في سلسلة ، على تطوير قوة إثارة كهربائية تبلغ 24 فولت وتنتج ، على سبيل المثال ، إضاءة أكثر من بطارية الشحن ، لكن عمل البطارية الثانوية سيكون قصيرًا. لا تزيد كمية الكهرباء التي تحركها البطارية الثانوية عن كمية الكهرباء التي تمر عبرها من البطارية الأولية ، ولكن يتم إنفاقها في وقت أقصر ، عند تمريرها عبر موصلات خارجية بتوتر أكبر أو فرق محتمل.

عناصر بلانت ، بعد التحسينات العملية المختلفة ، كانت تسمى المراكم. في عام 1880 ، توصل فور إلى فكرة تغطية ألواح الرصاص بطبقة من الرصاص الأحمر ، أي أكسيد الرصاص الجاهز ، والذي يتأكسد أكثر على لوح واحد بسبب تأثير التيار الأولي. من جهة أخرى. لكن طريقة ربط الرصاص الأحمر تطلبت تحسينات تقنية ، تتكون أساسًا من استخدام شبكة الرصاص ، حيث تمتلئ الخلايا الفارغة بالرصاص الأحمر وعجين الإشعال على حامض الكبريتيك الضعيف. تستخدم بطارية Fitz-Gerald بلاط أكسيد الرصاص بدون أي قاعدة ميلي ؛ بشكل عام ، هناك الكثير من أنظمة البطاريات ، ولا يظهر هنا سوى أحد أفضلها (الشكل 8 من الجدول). تتكون شبكة Hagen من نتوءين يواجهان بعضهما البعض ، مما يمنع قطع أكسيد الرصاص من السقوط من الإطار ؛ قصات مصورة خصيصًا على طول الخطوط أبو قرص مضغوطيوضح الرسم الرئيسي هيكل هذا الإطار. إطار واحد مملوء بالرصاص الأحمر ، والآخر به إشعال (أدنى درجة من أكسدة الرصاص). عدد فردي ، عادة خمسة أو سبعة ، من اللوحات متصلة بنفس الطريقة الموضحة في الجحيم. 2 ؛ في الحالة الأولى 3 ، في الحالة الثانية 4 مغطاة بالأشواك. من بين الفنيين الروس ، استفاد يابلوشكوف وخوتنسكي من جهاز البطارية. هذه العناصر الثانوية ، التي تمثل إزعاجًا تقنيًا واحدًا - وزن كبير جدًا ، تلقت تطبيقات فنية متنوعة ، من بين أمور أخرى ، للإضاءة الكهربائية المنزلية في الحالات التي يتعذر فيها استخدام التيار المباشر للدينامو لهذا الغرض. البطاريات المشحونة في مكان ما يمكن نقلها إلى مكان آخر. يتم شحنها الآن ليس بالعناصر الأساسية ، ولكن بالدينامو ، تخضع لقواعد خاصة معينة (انظر Dynamos ، الإضاءة الكهربائية).

تجميع البطاريات الجلفانية.تتكون البطارية من عناصر بثلاث طرق: 1) اتصال تسلسلي ، 2) اتصال متوازي ، 3) مجمعة من كلا السابقتين. في التين. يوضح الجدول 1 سلسلة اتصال من 3 عناصر دانيال: زنك الزوج الأول ، بالعد من اليمين ، متصل بشريط نحاسي بنحاس الزوج الثاني ، وزنك الزوج الثاني متصل بنحاس الزوج الثاني الثالث. الطرف الحر للنحاس للزوج الأول هو الأنود ، أو القطب الموجب للبطارية ؛ الطرف الحر للزوج الثالث هو الكاثود ، أو القطب السالب للبطارية. للتوصيل المتوازي لنفس العناصر ، من الضروري توصيل جميع أنواع الزنك ببعضها البعض بشرائط معدنية وربط جميع الصفائح النحاسية بأشرطة أو أسلاك في جزء واحد منفصل عن الزنك ؛ سيكون سطح الزنك المعقد هو الكاثود ، وسيكون سطح النحاس المعقد هو الأنود. عمل مثل هذه البطارية هو نفس عمل عنصر واحد ، والذي سيكون له سطح أكبر بثلاث مرات من خلية بطارية واحدة. أخيرًا ، يمكن تطبيق طريقة الاتصال الثالثة على 4 عناصر على الأقل. بربطهم اثنين في اثنين على التوازي ، نحصل على اثنين من الأنودات المعقدة ونفس الكاثودات ؛ بتوصيل الأنود الأول المركب بالكاثود المعقد الثاني ، نحصل على بطارية مكونة من عنصرين من السطح المضاعف. عليك اللعنة. 3 نصوص تصور مركبين مركبين مختلفين من 8 عناصر ، كل منهما يمثله حلقتان متحدة المركز تفصل بينهما مسافات سوداء. دون الخوض في التفاصيل ، نلاحظ أنه في المظهر ، تختلف طريقة تجميع هذه البطاريات عن تلك الموضحة للتو.

في (I) 4 عناصر متصلة في سلسلة ، ولكن في أحد الطرفين ، يتم توصيل عنصري الزنك المتطرفين بشريط معدني مراقبة الجودة ،ومن الجانب الآخر ، يتم توصيل لوحين نحاسيين متطرفين بواسطة لوحة AA ،وهو الأنود ، بينما مراقبة الجودة - كاثود بطارية معقدة ، أي ما يعادل 4 عناصر مزدوجة السطح متصلة في سلسلة. يوضح الشكل 3 (II) بطارية مكافئة لعنصرين رباعي السطح متصلين في سلسلة. يتم توضيح الحالات التي تحتاج فيها البطاريات ، والتي تتكون بطريقة معينة ، تمامًا من خلال صيغة أوم (تيار كلفاني) ، وفقًا للقاعدة الناشئة عنها ، والتي من أجل الحصول على أفضل تأثير على أي موصل مع عدد معين من الخلايا الجلفانية ، يجب أن تتكون البطارية منها بحيث تكون المقاومة الداخلية لها مساوية لمقاومة الموصل الخارجي ، أو على الأقل أقرب ما يمكن إليه. لهذا يجب أن نضيف أيضًا أنه مع الاتصال المتسلسل ، تزداد المقاومة الداخلية بما يتناسب مع عدد الأزواج المتصلة ، ومع الاتصال الموازي ، على العكس من ذلك ، تقل بما يتناسب مع هذا الرقم. لذلك ، في خطوط التلغراف ، التي تقدم مقاومة كبيرة للتيار الكلفاني ، تتكون البطاريات من خلايا متصلة في سلسلة ؛ في العمليات الجراحية (galvanocaustics) ، يلزم وجود بطارية من العناصر المتوازية المتوازية. صورت في الجحيم. 3 (I) تمثل البطارية أفضل مزيج من 8 خلايا للعمل على مقاومة خارجية تعادل ضعف المقاومة الداخلية لخلية واحدة. إذا كانت المقاومة الخارجية أقل بأربع مرات مما كانت عليه في الحالة الأولى ، فيجب إعطاء البطارية مظهر الخطوط. 3 (II). هذا يتبع من الحسابات باستخدام صيغة أوم. [في ما يتعلق بالعناصر والبطاريات ، انظر عمل نيودت (في الترجمة الروسية بقلم د. جولوف - "العناصر الكهربائية" 1891) ؛ أقل تفصيلاً: "Die galvanischen Batterien" ، Hauck ، 1883. مقالات في الكهرباء ، 1891 و 1892]

مقارنة بين الخلايا الجلفانيةبين أنفسهم. تم إعطاء الملاحظات المتعلقة هنا جزئيًا في وصف العناصر. تقاس كرامة الخلية الجلفانية بقوة التيار الذي تتطور إليه ، ومدة عملها ، أي ناتج القيمة الأولى بالآخر. إذا أخذنا الأمبير كوحدة للتيار (انظر التيار الجلفاني) ، وساعة كوحدة زمنية ، فيمكننا قياس أداء الخلية الجلفانية بالساعات الأمبير. على سبيل المثال ، يمكن للبطاريات ، حسب الحجم ، أن تعطي من 40 إلى 90 أمبير في الساعة. لمعرفة طرق قياس الشغل الناتج عن تيار كهربائي ، يعادل عمل ما يسمى بالحصان البخاري لمدة ساعة واحدة ، انظر العمل ، طاقة التيار الكهربائي.