Внутрішній опір і термін придатності батарей – Батареї – Електрохімія

ОКИСНЕННЯ І ВІДНОВЛЕННЯ

3. Електрохімія

3.3. Батареї

Внутрішній опір і термін придатності батарей

Батарея є електричним пристроєм і тому як будь-який інший пристрій має електричний опір, так званий внутрішній опір. Якщо до батареї підключити споживач, наприклад, лампу, то на неї подається не повна напруга джерела, а зменшена напруга на контактах (клемах).

Uкл = U0 – Uі,

Uкл – напруга на контактах, що подається на споживач;

U0 – напруга джерела (напруга батареї без підключеного споживача);

Ui – падіння напруги через

внутрішній опір джерела;

Ri – внутрішній опір батареї;

Ra – опір підключеного споживача.

 Внутрішній опір і термін придатності батарей   Батареї   Електрохімія

Під час роботи батареї у розчин переходить все більше цинку, внаслідок чого утворюється нерозчинний цинк гідроксид. Через це внутрішній опір батареї збільшується. Відповідно збільшується й падіння напруги напруга на контактах падає.

Врешті-решт напруга на контактах стає настільки малою, що підключений електричний пристрій не може працювати – батарея розряджена,

і її потрібно замінити.

Увага: у “використаній” батареї вольтметр з великим внутрішнім опором покаже повну напругу джерела. Тому, щоб перевірити стан батареї, потрібно вимірювати напругу “під навантаженням”, тобто при підключеному споживачеві.

У батареях, які повинні безперервно працювати впродовж тривалого часу, внутрішній опір під час розряджання повинен зменшуватися якомога менше.

Приклад. У наручних годинниках найчастіше використовують так звані дискові гальванічні елементи. Батарея, яка складається з цинку й аргентум(І) оксиду, має напругу джерела 1,5 В.

 Внутрішній опір і термін придатності батарей   Батареї   Електрохімія

Негативний полюс складається з цинку, позитивний – з аргентум(І) оксиду, електроліт – калій гідроксид.

Негативний полюс: Zn → Zn2+ + 2 e-.

Позитивний полюс: Ag2O + 2 е – + Н2O → 2 Ag + 2 ОН-. Срібло, яке утворюється під час окисно-відновної реакції, має дуже хорошу електропровідність. Тому внутрішній опір батареї під час роботи практично не збільшується, а напруга на контактах не зменшується. Якщо весь цинк перетвориться, то напруга різко впаде.




Внутрішній опір і термін придатності батарей – Батареї – Електрохімія