3. Energia elektryczna.

3. Energia elektryczna

https://www.youtube.com/watch?v=b4yRbmlB0ss

Istnieją różne sposoby wytwarzania energii elektrycznej. Najprostszym źródłem energii elektrycznej są ogniwa chemiczne, które zapewniają przenośny system zasilania w energię elektryczną. Ogniwa dzielimy na suche nieodwracalne i suche odwracalne (ładowalne). Ogniwa są źródłami napięcia stałego.

Ciekawostka

W 1800 roku Alessandro Volta zbudował pierwsze ogniwo chemiczne wytwarzające energię elektryczną, tzw. stos Volty (naprzemiennie ułożone płytki miedzi i cynku, rozdzielone tekturą namoczoną w roztworze soli).

3.1. Ogniwa suche nieodwracalne

Ogniwa nieodwracalne – (pierwotne) w wyniku przemian chemicznych zachodzących podczas przepływu prądu elektrycznego powstają w nich nieodwracalne zmiany. Przykładem są baterie do zasilania urządzeń elektrycznych.  

3.2. Ogniwa suche odwracalne (ładowalne)

                 Zasada działania

Zachodzące w ogniwie reakcje chemiczne powodują w elektrolicie (pomiędzy elektrodami) wytwarzanie i podtrzymywanie przez pewien czas napięcia elektrycznego. W ogniwach tego typu wytwarzanie energii elektrycznej pociąga za sobą wyczerpywanie się zawartych w nich substancji chemicznych.  W wypadku ogniw nieodwracalnych po wyczerpaniu są one wyrzucane (pamiętaj: nie do śmietnika!). W wypadku ogniw odwracalnych baterie są ładowane przez ładowarkę (prostownik).

Parametry ogniw:

• napięcie elektryczne np. U= 1,5 V (ogniwa odwracalne i nieodwracalne),

• pojemność (ogniwa odwracalne) np. Q=2400 mAh (miliamperogodzin).

Zespół ogniw odwracalnych, tzw. akumulator zasadowy, znalazł zastosowanie w telefonie komórkowym.

Najbardziej zaawansowane technologicznie są baterie litowe. Zalety tych baterii:

• czas przechowywania ok. 15 lat,

• pracują w szerokim zakresie temperatur (-40° Cdo +60°C),

• umożliwiają wykonanie około 630 zdjęć cyfrowym aparatem fotograficznym (przy użyciu baterii alkalicznych można wykonać 90 zdjęć).

3.3. Ogniwo odwracalne (ładowalne) ołowiowo-kwasowe

W elektrolicie (jest nim wodny roztwór kwasu siarkowego) zanurzone są elektrody (płyty wykonane
z ołowiu) - anoda i katoda. Aby akumulator stał się źródłem energii elektrycznej, powinien być naładowany. Jeśli akumulator zostanie jednym z elementów obwodu elektrycznego, to następuje rozładowanie. Podczas ładowania i rozładowywania zachodzą reakcje chemiczne. Wadą tego typu akumulatora są wycieki kwasu siarkowego i parowanie wody destylowanej.

Tych wad nie mają akumulatory bezobsługowe, ponieważ zastosowano w nich bardzo szczelne (nierozbieralne) obudowy oraz elektrolit żelowy.

Parametry akumulatora:

• napięcie elektryczne, np. 6 V [voltów],

• pojemność znamionowa, np. 60 Ah [amperogodzin].

3.4. Ogniwo słoneczne

W budowie ogniw słonecznych znalazły zastosowanie półprzewodniki. Są to materiały (np.: german, krzem, selen, tlenki i siarczki metali), które przewodzą prąd elektryczny tylko po spełnieniu określonych warunków, takich jak np. promieniowanie świetlne, odpowiednia temperatura.

Ogniwo słoneczne - element półprzewodnikowy, w którym promienie światła (energia słoneczna) zmieniają się w energię elektryczną. Ogniwa słoneczne łączy się w baterie. Ogniwo o wymiarach 10 cm x 10 cm wytwarza napięcie elektryczne około 0,5 V.

Baterie słoneczne

Więcej informacji możesz znaleźć tutaj:

LITERATURA:

„1001 spotkań z nauką”- James Trefil

„Wielki Atlas Świata”

„Fizyka i astronomia dla gimnazjum- Elektryczność i magnetyzm”- wyd Nowa Era

Julia Powolna