Tại sao pin trong loạt tăng điện áp?


9

Câu hỏi này có thể nghe có vẻ dễ với hầu hết các bạn, nhưng với tôi, nó vẫn là một loại phép thuật :)

Tính đến tất cả những gì tôi biết cho đến khi biết, tôi đoán pin có hai mặt:

  1. một "phát ra" electron (bất kỳ thuật ngữ kỹ thuật nào cho điều đó?)
  2. một cái mà "thiếu" electron

Vì vậy, làm thế nào có thể là khi tôi đặt hai pin nối tiếp, điện áp tăng thêm ? Đối với tôi nghe có vẻ như các electron từ người này sẽ chảy trực tiếp giữa các proton của người kia.

Rõ ràng là phải có một loại ma thuật đen nào đó ở đó;) Một trong những thầy phù thủy sẽ giải thích cho tôi chứ?


Đọc thêm spatulatzar.com/alkaline_battery Liên kết đó đã giúp tôi hiểu được lời giải thích.
Antoine_935

Câu trả lời:


7

Một tế bào hoặc pin về cơ bản là một "máy bơm" sạc. Bây giờ, để giúp hình thành một trực giác cho câu trả lời cho câu hỏi của bạn, hãy quay lại với sự tương tự thủy lực .

Hai máy bơm nước song song có thể tạo ra gấp đôi lưu lượng nước của một (lý tưởng).

Hai máy bơm nước nối tiếp có thể tạo ra áp lực gấp đôi (hoặc đầu) của một (lý tưởng).


Tôi hiểu sự tương tự thủy lực, nhưng điều này có nghĩa là các electron chỉ có thể di chuyển theo một cách trong pin. Làm thế nào là vật lý / hóa học có thể?
Antoine_935

1
@ Antoine_935, bên trong pin, điện tích được vận chuyển bởi các ion trong chất điện phân. Các phản ứng hóa học của chất điện phân với vật liệu cực dương & cực âm sẽ loại bỏ các electron khỏi cái này và thêm electron vào cái kia. Nhưng, trong chất điện phân, dòng điện là do các ion chứ không phải điện tử.
Alfred Centauri

Các thiết bị đầu cuối được kết nối với các điện cực làm bằng vật liệu có độ âm điện khác nhau. Về mặt kỹ thuật, có một số chuyển động theo cả hai hướng, nhưng theo một hướng vượt trội hơn so với hướng khác theo độ lớn. vi.wikipedia.org/wiki/Galvanic_cell
Chris Stratton

@AlfredCentauri - vâng, nhưng các ion là các nguyên tử hoặc nhóm của chúng với các electron thừa hoặc không đủ - vì vậy cuối cùng tất cả là về các electron, mặc dù có những hậu quả của các hạt nhân đi cùng.
Chris Stratton

@ChrisStratton, proton, ion hydro AKA, có thể sẽ bị xúc phạm bởi nhận xét của bạn rằng "đó là tất cả về điện tử".
Alfred Centauri

2

Tôi có thể thấy lý do tại sao nó có cảm giác như ma thuật đen, vì có vẻ như các electron rời khỏi cực dương của một pin chỉ đi vào cực âm của pin tiếp theo, và dường như không có lý do nào để điện áp tăng thêm.

Nhưng hãy nhìn nó theo một góc nhìn khác. Giả sử bạn có pin A với điện áp v0 . Pin A là pin duy nhất trong mạch có điện trở R cũng trong mạch. Điện trở của điện trở R cao SO, pin A khó có thể tạo ra dòng điện nhỏ qua mạch. v0 chỉ là không đủ để tạo ra một dòng điện đáng kể thông qua điện trở R .

Nhưng bây giờ, giả sử bạn thêm pin B và pin C nối tiếp vào pin A , với điện trở R vẫn còn trong mạch. Pin BC cũng có điện áp v0 .

Trong mỗi pin, trong một mạch kín, một electron thực sự muốn rời khỏi cực dương trong khi một electron khác từ dây đi vào cực âm. Khi chúng ta vừa có pin A được nối với điện trở R , điện áp v0 không đủ để thực hiện điều này, nhớ chứ? Nhưng bây giờ, với cả 3 pin nối tiếp, không chỉ điện áp của pin A muốn tự nhiên đẩy một electron ra khỏi cực dương của nó, mà cực âm của pin B cũng gây ra một điện tử từ cực dương của pin A nữa! Và chỉ với điện áp v0 , làm thế nào pin B có thể từ bỏ một electron từ cực dương của nó để nó có thể nhận được một trong cực âm từ pin của nóA ? Bởi vì nó cũng cảm thấy một kéo từ pin C cathode 's, từ pin v0 C ! Và cuối cùng, bạn đã đoán ra: pin C sẵn sàng từ bỏ một electron từ cực dương của nó để chấp nhận một trong cực âm của nó (chỉ với điện áp thấp, riêng lẻ v0 ) vì nó cũng cảm thấy bị kéo khỏi cực âm của pin A ! Không có đầu tiên hoặc cuối cùng, tất cả xảy ra cùng một lúc, giống như một chuỗi. Bây giờ bạn có thấy làm thế nào các hiệu ứng của mỗi hợp chất pin để tạo ra một điện áp cao hơn nhiều (hay còn gọi là động lực cao hơn nhiều, hoặc kéo / đẩy để các electron chảy) ?? Ngoài ra, giả sử điện trở R là giữa pin CA . Phần đó không thực sự quan trọng.


Thực tế có một dòng ion (trong chất điện phân) để phù hợp với dòng điện tử, do đó, có một thứ chảy bên trong pin để tạo ra điện áp
Điện áp tăng

1

Các electron dư thừa không ổn định và muốn điền vào các nguyên tử có thể chấp nhận các electron. Các điện tử dư được nạp vào mặt âm của pin và được lưu trữ vì chất điện phân sẽ không cho phép chúng ở phía dương nơi chúng có thể được chấp nhận. Phải có một dây dẫn giữa âm và pos để cho phép chúng chảy hoặc chúng sẽ ở đó, được lưu trữ cho đến khi chúng rò rỉ ra từ từ và không còn tiềm năng (sự khác biệt) giữa hai. Khi bạn thêm hai pin nối tiếp, các điện thế (điện áp) được thêm vào vì cùng một lần sạc được di chuyển hai lần mỗi lần qua cùng một điện áp (tiềm năng), tổng công việc được thực hiện là 2 * V nhưng dòng điện vẫn giữ nguyên. Song song, sạc được di chuyển một lần qua một trong hai pin để điện áp của pin không được thêm vào mà bằng hai pin, sạc có thể làm chuyển động gấp đôi vì cả hai pin cho phép chuyển động gấp đôi và do đó dòng điện được nhân đôi. Kiểu như một con sông và con đập. Mỗi pin là một bức tường có độ cao nhất định (tiềm năng) và nước là dòng chảy hiện tại. Mỗi pin (tường) chỉ có thể cho phép rất nhiều nước đi qua. Con sông lớn chính chia thành hai con sông với mỗi đập cho phép hai lần nước (dòng chảy) ở cùng một độ cao nước (Điện áp). Trong khi đó, nếu bạn xếp các con đập lên thì chúng chỉ cho phép lượng nước tương đương với một con đập và nước sẽ cao gấp đôi chiều cao (điện áp). Và mỗi đập (pin) chỉ có rất nhiều nước để cung cấp và phải được kết nối trở lại phần trống của đập vì đây là hệ thống nước kín nên nước không thể chảy trừ khi nước quay trở lại.


0

Một định nghĩa về sự khác biệt tiềm năng (cái được đo bằng vôn và đôi khi được gọi là điện áp) có thể hữu ích: đó là công việc mà pin thực hiện trên một đơn vị điện tích di chuyển nó từ cực này sang cực khác. Do đó, do cùng một lần sạc được di chuyển hai lần mỗi lần qua cùng một điện áp, tổng công việc được thực hiện là 2 * V. Trong một kết nối song song, điện tích di chuyển qua một pin hoặc pin khác, vì vậy công việc được thực hiện chỉ là V. (Tôi bỏ qua ở đây tranh luận về một số hiện tại thông qua một số pin khác, chúng không thực sự quan trọng)

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.