تعتمد معظم الأجهزة والمعدات على البطاريات، مثل ساعات الحائط أو ساعات اليد وأجهزة التحكم عن بُعد والهواتف المحمولة، وهناك أنواع عديدة من هذه البطاريات. في هذا الموضوع سنتعرف على البطارية الكهربائية وأنواعها ومبدأها. في الجراحة.
بطارية كهربائية
تعتمد العديد من الأجهزة على البطاريات الكهربائية، وهي تأتي بأشكال وأحجام مختلفة، فهناك بطاريات كهربائية صغيرة، مثل تلك المستخدمة في ساعات اليد، والبطاريات الكهربائية متوسطة الحجم، مثل تلك المستخدمة في المصابيح الكهربائية وساعات الحائط.
توجد بطارية كهربائية كبيرة الحجم مثل تلك المستخدمة في السيارة أو القارب أو المولد، ولكل الأحجام ميزة واحدة وهي التحويل السريع للطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية نتيجة حدوث تفاعلات الأكسدة والاختزال. في الخلية الكهربائية بشكل تلقائي.
أنظر أيضا: بحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
مخترع البطارية الكهربائية
اليساندرو فولتا، إيطالي الجنسية، اخترع البطارية الكهربائية عام 1799 م. تتكون مكونات هذه البطارية التي اخترعها من قرص نحاسي وقرص من الزنك، يتم إدخالهما في نسيج مشبع بمحلول ملحي كإلكتروليت، ولها قوة دافعة منخفضة.
وعمل المخترع الإيطالي على تجميع مجموعة من الخلايا للحصول على قوة كبيرة من القوة الدافعة الكهربائية عرفت بعمود فولتا.
كيف تعمل البطارية الكهربائية؟
تنتج الخلية الكهربائية طاقة كهربائية، تتكون من قطبين أحدهما سالب والآخر موجب، بالإضافة إلى المنحل بالكهرباء الذي يقع بين طرفي البطارية، ويكون الإلكتروليت أحدهما من مادة كيميائية مكون. أو خليط من المواد الكيميائية على شكل سائل أو معجون يوصل الطاقة الكهربائية.
نتيجة لحدوث تفاعلات كيميائية في الخلية الكهربائية، تمر الإلكترونات الموجودة في القطب السالب للبطارية عبر جهاز المشغل إلى القطب الموجب، يتم استخدام البطارية كمصدر للكهرباء عن طريق توصيل الأداء المستنفد الموجب و نفي. قطب البطارية.
بطارية جافة
توجد اختلافات بين البطاريات الجافة والسائلة من حيث طرق التصنيع والمواد لأقطاب البطارية الموجبة والسالبة، لكنها متشابهة في الاستخدام.
كما أنها تختلف في مادة المنحل بالكهرباء. توجد بطارية جافة مشهورة تعرف باسم خلية La Clanche نسبة لمخترعها، أو بطارية الزنك.
هذا النوع من البطاريات مصنوع من قضيب الكربون الذي يمثل القطب الموجب، وغطائه من الزنك أو ما يعرف بالزنك والذي يمثل القطب السالب، والعجينة المكونة من كلوريد الأمونيوم والتي تتخللها إلكتروليتات.
مع الفاصل المصنوع من أغشية رقيقة بين القطبين السالب والموجب للبطارية، ومن خارج الخلية يتم تغطيته بطبقة عازلة لمنعه من درجة حرارة الهواء، وتدفق طاقة الكهرباء من هذا النوع من البطاريات. 1.5 فولت.
واستبدلت العديد من الدول في نهاية السبعينيات بطارية La Clanche بإحدى البطاريات الأخرى بعمر تشغيل أطول، وأداء ممتاز، خاصة عند العمل في درجات حرارة محيطة عالية.
هذه البطارية القلوية عبارة عن منجنيز. اخترعها لويس أوري، حامل الجنسية الأمريكية، والجدير بالذكر أنها من أكثر البطاريات انتشارًا اليوم.
تنتج الدولة الأمريكية البطارية القلوية “المنجنيز” بنسبة 80٪ من إجمالي إنتاج البطاريات الأولية، لأنه يمكن تمييزها باحتفاظها بالسائل بداخلها عند نفادها وانتهاء صلاحيتها.
بالإضافة إلى ذلك، فهو يعمل لفترة طويلة حيث يتم استخدامه مقارنة بالبطاريات الأخرى، ولكن العيب الوحيد هو تكلفته العالية.
تتكون بطاريات “المنغنيز” القلوية من قطبين رئيسيين، الأول “السالب” الكهربائي مصنوع من الزنك (الزنك)، والقطب “السالب” الثاني مصنوع من (ثاني أكسيد المنغنيز)، وتخترق الإلكتروليتات القلوية كلا الإلكتروليتات المصنوعة من هيدروكسيد البوتاسيوم، لذلك يطلق عليهم البطاريات القلوية.
البطاريات الأولية والثانوية
تُعرف البطاريات الأولية باسم بطاريات الزنك (الكربون)، وهي بطاريات قلوية لا يمكن إعادة شحنها بعد أن تكون فارغة (أي أن طاقة التفاعل الكيميائي تنتج نفس الطاقة الكهربائية التي تبدأ في النضوب).
لا تقبل إعادة الشحن مثل بطاريات الهاتف الخلوي، يمكن استخدامها مرة واحدة فقط ثم استبدالها بأخرى جديدة.
أما البطارية الثانية فتستخدم عدة مرات بعد إفراغها عن طريق إعادة الشحن، كما يتم استبدالها، ولكن بعد أن تنخفض كفاءتها وأدائها مع استخدامها وشحنها في سلسلة من الزمن.
أثناء تفريغها تبدأ المواد الكيميائية في التفاعل حتى تنتج الكهرباء، ويمكن البدء في شحنها عن طريق توصيلها بمصدر خارجي مناسب للكهرباء لإظهار التفاعلات التي حدثت.
من أمثلة البطاريات الثانوية بطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات الليثيوم أيون، والتي تستخدم في الهواتف المحمولة والسيارات والأجهزة الحديثة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية.
أنظر أيضا: مكونات المصباح الكهربائي ودورها
عمر مخترع البطارية الكهربائية
ولد الفيزيائي أليساندرو فولتا (مخترع البطارية الكهربائية) عام 1745 م في الدولة الإيطالية، ودرس في المدرسة الإيطالية المعروفة باسم (مدرسة كومو)، وأدرج في دراسة الكيمياء، واستطاع اكتشافه. غاز الميثان وتمكنت من فصله.
ولد مخترع البطارية الكهربائية في 18 فبراير 1745 م في كومو بإيطاليا.
كان والده رجلاً ضالًا للغاية، توفي عن عمر يناهز السابعة، وكان لديه ستة أشقاء، وبعد وفاة والده، عاش فولتا مع عمه للمشاركة في خدمة الكنيسة.
ثم استطاع ابتكار البطارية الكهربائية، وهو اختراع روج له بطريقة فريدة، لأنه أعجب بنابليون بونابرت، الذي دعاه إلى المعهد الفرنسي لتقديم جميع الاختراعات التي حققها أمام جميع الأعضاء، وهو . فاز بالعديد من الجوائز والأوسمة.
إنجازات أليساندرو فولتا
كان هناك العديد من الإنجازات التي حققها الفيزيائي أليساندرو فولتا، منها ما يلي:
- واصل مخترع البطارية الكهربائية البحث العلمي الذي أعده عام 1771 م، وبعد أن قرأ الأوراق العلمية التي أعدها جوزيف بريستلي حول الطاقة الكهربائية، تأكد من أن العديد من الاكتشافات التي توصل إليها وصلت إلى آخرين. قبل.
- في عام 1774 بعد الميلاد، ذهب أليساندرو للتدريس في مدرسة كومو لتعليم الطلاب في العلوم المختلفة.
- في عام 1775 م، أوضح مخترع البطارية الكهربائية لجوزيف بريستلي في خطاب أرسل إليه الاختراع الذي تمكن من الوصول إليه، والذي كان عبارة عن جهاز لمصدر الطاقة الكهربائية الساكنة وإمكانية نقل الكهرباء إلى أجسام أخرى من خلال هذا الجهاز. .
- الغرض من هذه الرسالة هو تحديد ما إذا كان الاختراع جديدًا أم لا، وقد أخبره أن العالم يوهان ويلكي اكتشف جهازًا مشابهًا له عام 1762 م، لكنه شجعه على مواصلة تجاربه.
- في عام 1776، تمكن أليساندرو من عزل الميثان وعزله، ليكتشف أنه إذا كان في حاوية مغلقة وخلطها بفتحات هوائية، فإنه يمكن أن ينفجر إذا كان بالقرب من شرارة كهربائية.
- اقترح أليساندرو أن أجهزة الإشعال الكهربائية المستخدمة في تفجير غاز الميثان يمكن استخدامها لإرسال هذه الشرارات إلى المدن عن طريق الأسلاك.
- ثم يستخدمه مع 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، واستطاع الحفاظ على هذا المنصب لمدة أربعين عامًا.
- في عام 1782، كتب عن المكثفات التي أنتجها، وعن مساهمتها في دراسة الظواهر الكهربائية المختلفة، واختراع المكشاف الكهربائي عالي الحساسية، الذي كان مسؤولاً عن التقاط وقياس الشحنة الكهربائية.
أنظر أيضا: وحدة قياس الطاقة الكهربائية؟
وفي نهاية الموضوع وبعد أن تعرفنا على البطارية الكهربائية وأنواعها المختلفة وتعرفنا على أليساندرو فولتا الذي استطاع ابتكار البطارية الكهربائية يجب مشاركة هذا الموضوع مع جميع وسائل التواصل الاجتماعي. .