Istoria creării bateriei. Istoria inventiilor. Baterii Nu o baterie, ci o cameră de depozitare
Conferință științifică și practică școlară
tineri și școlari
"Căutare. Ştiinţă. Deschidere."
orașul Novoceboksarsk
Nikolaev Alexandru
elev din clasa 5A a Instituției Municipale de Învățământ „Școala Gimnazială Nr. 13”
orașul Novoceboksarsk
Supraveghetor stiintific:
Komissarova Natalya Ivanovna,
Profesor de fizică, Instituția Municipală de Învățământ „Școala Gimnazială Nr. 13”
Novoceboksarsk, 2011
2. Istoricul creării bateriei………………………………………………………… 3-5
3. Structura bateriei.. ………………………………………………………………………… 5
4. Experiment………………………………………………………………………………………………………… 5
5. Despre utilizarea fructelor și legumelor pentru a genera energie electrică. ................ 7
6. Concluzii………………………………………………………………………………………………… 8
7. Literatura utilizată………………………………………………………………….. 8
Introducere
Munca noastră este dedicată surselor de energie neobișnuite.
Sursele de curent chimic joacă un rol foarte important în lumea din jurul nostru. Sunt folosite în telefoane mobile și nave spațiale, în rachete de croazieră și laptopuri, în mașini, lanterne și jucării obișnuite. În fiecare zi întâlnim baterii, acumulatori, pile de combustibil.
Citim mai întâi despre utilizarea netradițională a fructelor în cartea lui Nikolai Nosov. Conform planului scriitorului, Shorty Vintik și Shpuntik, care locuiau în Orașul Florilor, au creat o mașină care mergea cu sifon și sirop. Și apoi ne-am gândit, dacă legumele și fructele păstrează alte secrete? Drept urmare, am dorit să învățăm cât mai multe despre proprietățile neobișnuite ale legumelor și fructelor.
Scopul muncii noastre este studiul proprietăților electrice ale fructelor și legumelor.
Ne-am propus următoarele sarcini:
1 Cunoașteți designul bateriei și inventatorii acesteia.
2. Aflați ce procese au loc în interiorul bateriei.
3. Determinați experimental tensiunea din interiorul bateriei „gustoase” și curentul generat de aceasta.
4. Asamblați un circuit format din mai multe astfel de baterii și încercați să aprindeți un bec.
5. Aflați dacă bateriile de legume și fructe sunt folosite în practică.
Istoria bateriei
Prima sursă chimică de curent electric a fost inventată întâmplător, la sfârșitul secolului al XVII-lea, de omul de știință italian Luigi Galvani. De fapt, scopul cercetării lui Galvani nu a fost deloc căutarea de noi surse de energie, ci studiul reacției animalelor de experiment la diferite influențe externe. În special, fenomenul de generare și flux de curent a fost descoperit atunci când benzi din două metale diferite au fost atașate de mușchiul piciorului broaștei. Galvani a dat o explicație teoretică incorectă pentru procesul observat.
Experimentele lui Galvani au devenit baza cercetărilor unui alt om de știință italian, Alessandro Volta. El a formulat ideea principală a invenției. Cauza curentului electric este o reacție chimică la care participă plăcile metalice. Pentru a-și confirma teoria, Volta a creat un dispozitiv simplu. Era format din plăci de zinc și cupru scufundate într-un recipient cu soluție salină. Ca urmare, placa de zinc (catodul) a început să se dizolve, iar pe oțelul de cupru (anodul) au apărut bule de gaz. Volta a sugerat și a demonstrat că un curent electric circulă printr-un fir. Ceva mai târziu, omul de știință a asamblat o baterie întreagă din elemente conectate în serie, datorită căreia a reușit să crească semnificativ tensiunea de ieșire.
Acest dispozitiv a devenit prima baterie din lume și precursorul bateriilor moderne. Iar bateriile în onoarea lui Luigi Galvani se numesc acum celule galvanice.
La doar un an după aceasta, în 1803, fizicianul rus Vasily Petrov a asamblat cea mai puternică baterie chimică, constând din 4.200 de electrozi de cupru și zinc, pentru a demonstra arcul electric. Tensiunea de ieșire a acestui monstru a ajuns la 2500 de volți. Cu toate acestea, nu a existat nimic fundamental nou în această „coloană voltaică”.
În 1836, chimistul englez John Daniel a îmbunătățit elementul voltaic prin plasarea electrozilor de zinc și cupru într-o soluție de acid sulfuric. Acest design a devenit cunoscut sub numele de „elementul Daniel”.
În 1859, fizicianul francez Gaston Plante a inventat bateria plumb-acid. Acest tip de celulă este folosit și astăzi în bateriile auto.
Începutul producției industriale a surselor primare de curent chimic a fost pus în 1865 de francezul J. L. Leclanche, care a propus o celulă mangan-zinc cu un electrolit de sare.
În 1890, la New York, Conrad Hubert, un imigrant din Rusia, creează prima lanternă electrică de buzunar. Și deja în 1896, compania National Carbon a început producția în masă a primelor celule uscate din lume, Leclanche „Columbia”. Cea mai lungă pilă voltaică este bateria zinc-sulf, fabricată la Londra în 1840.
Până în 1940, celula de sare mangan-zinc a fost practic singura sursă de curent chimic folosită.
În ciuda apariției ulterioare a altor surse primare de curent cu caracteristici superioare, celula de sare mangan-zinc este utilizată la scară foarte largă, în mare parte datorită prețului său relativ scăzut.
Sursele moderne de curent chimic folosesc:
ca agent reducător (la anod) - plumb Pb, cadmiu Cd, zinc Zn și alte metale;
ca agent de oxidare (la catod) - oxid de plumb (IV) PbO2, hidroxid de nichel NiOOH, oxid de mangan (IV) MnO2 și altele;
ca electrolit - soluții de alcalii, acizi sau săruri.
Dispozitiv cu baterie
Celulele galvanice moderne au puține în comun în exterior cu dispozitivul creat de Alessandro Volta, dar principiul de bază a rămas neschimbat. Bateriile produc și stochează energie electrică. Există trei părți principale în interiorul celulei uscate care alimentează dispozitivul. Acesta este un electrod negativ (-), un electrod pozitiv (+) și un electrolit situat între ele, care este un amestec de substanțe chimice. Reacțiile chimice fac ca electronii să curgă de la electrodul negativ prin dispozitiv și apoi înapoi la electrodul pozitiv. Datorită acestui lucru, dispozitivul funcționează. Pe măsură ce substanțele chimice sunt consumate, bateria se epuizează.
Carcasa bateriei, care este din zinc, poate fi acoperită la exterior cu carton sau plastic. Există substanțe chimice sub formă de pastă în interiorul carcasei, iar unele baterii au un miez de carbon în mijloc. Dacă puterea bateriei scade, înseamnă că substanțele chimice au fost consumate și bateria nu mai este capabilă să producă electricitate.
Reîncărcarea unor astfel de baterii este imposibilă sau foarte risipitoare (de exemplu, pentru a încărca unele tipuri de baterii va trebui să cheltuiți de zeci de ori mai multă energie decât pot stoca, în timp ce alte tipuri pot acumula doar o mică parte din încărcarea lor inițială). După aceasta, tot ce trebuie să faci este să arunci bateria la gunoi.
Majoritatea bateriilor moderne au fost dezvoltate deja în secolul al XX-lea în laboratoarele marilor companii sau universități.
Partea experimentală
Oamenii de știință spun că, dacă locuința ta se stinge de curent, poți să-ți luminezi casa pentru un timp folosind lămâi. La urma urmei, există electricitate în orice fructe și legume, deoarece acestea ne încarcă pe noi, oamenii, cu energie atunci când le consumăm.
Dar nu suntem obișnuiți să credem pe cuvântul tuturor, așa că am decis să-l testăm experimental. Deci, pentru a crea o baterie „delicioasă”, am luat:
lamaie, mar, ceapa, cartofi cruzi si fierti;
mai multe plăci de cupru din trusa electrostatică - acesta va fi polul nostru pozitiv;
plăci galvanizate din același set - pentru a crea un pol negativ;
fire, cleme;
milivoltmetre, voltmetre
ampermetre.
un bec pe un suport, proiectat pentru o tensiune de 2,5 V și un curent de 0,16 A.
Am introdus rezultatele experimentului într-un tabel.
Concluzie: tensiunea dintre electrozi este aproximativ aceeași. Iar amploarea curentului este probabil legată de aciditatea produsului. Cu cât aciditatea este mai mare, cu atât este mai mare curentul.
Dacă folosiți cartofi fierți mai degrabă decât cruzi, puterea dispozitivului va crește de 4 ori.
Am decis să investigăm modul în care tensiunea și curentul depind de distanța dintre electrozi. Pentru a face acest lucru, au luat un cartof fiert, au schimbat distanța dintre anod și catod și au măsurat tensiunea și curentul de pe baterie. Rezultatele experimentului au fost introduse într-un tabel.
|
Distanța dintre electrozi, cm |
Tensiune între electrozi, V |
Curent de scurtcircuit, mA |
|
1 |
0,6 |
2,1 |
|
2,5 |
0,7 |
3,6 |
|
3,5 |
0,7 |
3,8 |
|
5 |
0,8 |
4,2 |
Concluzie: Tensiunea dintre electrozi și curentul crește odată cu creșterea distanței dintre ei. Curentul de scurtcircuit este mic deoarece Rezistența internă a cartofilor este mare.
În continuare, am decis să facem o baterie de doi, trei, patru cartofi. După ce a crescut anterior distanța dintre electrozi la maxim, cartofii au fost conectați în serie la circuit. Rezultatele experimentului au fost introduse într-un tabel.
Concluzie: Tensiunea la bornele bateriei crește și curentul scade. Curentul este prea mic pentru a aprinde becul.
Prin urmare, intenționăm să aflăm în continuare în ce moduri putem crește curentul din circuit și facem ca becul să strălucească.
Ne uităm de ceva vreme la bateriile noastre „delicioase”. Rezultatele tensiunii măsurate pe baterii au fost introduse în tabel:
Concluzie: treptat scade tensiunea la toate bateriile „delicioase”. Mai există tensiune pe măr, ceapă și cartof fiert.
În timp ce îndepărtam plăcile de cupru și zinc din legume și fructe, am observat că acestea erau puternic oxidate. Aceasta înseamnă că acidul a reacționat cu zinc și cupru. Datorită acestei reacții chimice, a trecut un curent electric foarte slab.
Despre utilizarea fructelor și legumelor pentru a genera energie electrică.
Recent, oamenii de știință israelieni au inventat o nouă sursă de electricitate ecologică. Cercetătorii au propus folosirea cartofilor fierți ca sursă de energie pentru bateria neobișnuită, deoarece puterea dispozitivului în acest caz ar crește de 10 ori în comparație cu cartofii cruzi. Astfel de baterii neobișnuite pot funcționa câteva zile și chiar săptămâni, iar electricitatea pe care o generează este de 5-50 de ori mai ieftină decât cea obținută din bateriile tradiționale și de cel puțin șase ori mai economică decât o lampă cu kerosen atunci când este folosită pentru iluminat.
Oamenii de știință indieni au decis să folosească fructele, legumele și deșeurile acestora pentru a alimenta aparatele electrocasnice simple. Bateriile conțin o pastă din banane prelucrate, coajă de portocală și alte legume sau fructe, în care sunt plasați electrozi de zinc și cupru. Noul produs este conceput în primul rând pentru locuitorii din zonele rurale, care își pot pregăti propriile ingrediente de fructe și legume pentru a reîncărca bateriile neobișnuite.
Concluzii:
1 Ne-am familiarizat cu dispozitivul bateriei și cu inventatorii acesteia.
2. Am aflat ce procese au loc în interiorul bateriei.
3. A făcut baterii de legume și fructe
4. A învățat să determine tensiunea din interiorul bateriei „gustoase” și curentul creat de aceasta.
5. Am observat că tensiunea dintre electrozi și curentul crește odată cu creșterea distanței dintre ei. Curentul de scurtcircuit este mic deoarece Rezistența internă a bateriei este mare.
6. Am descoperit că tensiunea la bornele unei baterii formată din mai multe legume crește, iar curentul scade. Curentul este prea mic pentru a aprinde becul.
7. Nu au putut aprinde un bec în circuitul asamblat, pentru că curentul este scăzut.
Literatura folosita:
1 Dicționar enciclopedic al unui tânăr fizician. -M.: Pedagogie, 1991
2 O. F. Kabardin. Materiale de referinţă despre fizică.-M.: Educaţie 1985.
3 Dicţionar enciclopedic al tinerilor tehnicieni. -M.: Pedagogie, 1980.
4 Revista „Știință și viață”, nr. 10 2004.
5 A.K. Kikoin, I.K. Kikoin. Electrodinamică.-M.: Nauka 1976.
6 Kirilova I. G. O carte de citit despre fizică - Moscova: Educație 1986.
7 Revista „Știință și viață”, Nr. 11 2005.
8 N.V. Gulia. Fizică uimitoare.-Moscova: Editura NTs ENAS, 2005
Resursa de internet.
Aruncă o privire în jur. Aproape toate dispozitivele electrice de dimensiuni mici care ne înconjoară în viața de zi cu zi au o sursă de alimentare portabilă în circuitele lor - pur și simplu, o baterie. Fie că este vorba despre un telefon mobil, telecomandă TV, ceas de perete sau de masă, calculator etc.
Toate aceste dispozitive sunt inoperante fără baterie sau acumulator. Așa că haideți să aruncăm o privire asupra istoriei descoperirii acestui mic dispozitiv minune. Primul element chimic a fost inventat la sfârșitul secolului al XVIII-lea de către omul de știință italian Luigi Galvani, complet întâmplător. Omul de știință a efectuat cercetări privind reacțiile animalelor la diferite tipuri de expunere la acestea.
Când a atașat două benzi de metale diferite de piciorul unei broaște, a descoperit fluxul de curent între ele. Deși Galvani nu a oferit o explicație corectă a acestui proces, experiența sa a servit drept bază pentru cercetările unui alt om de știință italian Alessandro Volta. El a dezvăluit că cauza curentului este o reacție chimică între două metale diferite într-un anumit mediu.
Volta a pus două plăci într-un recipient cu o soluție salină: zinc și cupru. Acest dispozitiv a devenit primul element chimic autonom din lume. Volta și-a îmbunătățit ulterior designul, creând faimosul „ Polul voltaic”(Anexă. Foto).
În 859, omul de știință francez Gaston Plante a creat o baterie care folosea plăci de plumb scufundate într-o soluție slabă de acid sulfuric. Această baterie a fost încărcată cu o sursă de curent continuu și apoi a început să genereze electricitate în sine, dând aproape toată energia electrică cheltuită pentru încărcare. Mai mult, acest lucru s-ar putea face de multe ori. Așa a apărut prima baterie.
2. Chestionar despre bateriile din viața noastră
Pentru a obține un răspuns la toate aceste întrebări, am realizat un sondaj:
Le-am rugat părinților și elevilor de liceu să răspundă la întrebările din chestionarul meu. 32 de persoane au fost intervievate
Întrebarea 1: Ce vă ghidează atunci când cumpărați baterii?
(Anexa Tabelul 1)
Majoritatea respondenților acordă atenție producătorului atunci când cumpără baterii.
Întrebarea 2: Pentru ce dispozitive folosiți bateriile?
(Anexa Tabelul 2)
Majoritatea oamenilor folosesc bateriile în telecomenzi și ceasuri.
Bateriile electrice sunt un lucru foarte util. Dacă nu ar fi acolo, atunci jucăriile ar trebui să fie conectate la priză și să se încurce în fire, în plus, curentul electric din rețea nu este potrivit pentru jucării, de asemenea, ar fi nevoie de o cutie specială;
Bateriile nu au aceeași putere ca și electricitatea care intră în casele noastre, dar pot fi transportate din loc în loc și pot fi folosite și ca sursă de energie de urgență atunci când rețeaua este întreruptă.
Întrebarea 3: Ce faci cu bateriile uzate?
(Anexa Tabelul 3)
Majoritatea oamenilor aruncă bateriile, unii folosesc încărcătoare.
Întrebarea 4: Cum pot prelungi durata de viață a bateriei?
(Anexa Tabelul 4)
Aproape jumătate dintre cei chestionați nu știu cum să prelungească durata de viață a bateriei.
Concluzii din sondaj:
1. Bateriile electrice sunt un lucru foarte util. Ele oferă jucăriilor și altor lucruri utile independență și autonomie.
2. Fiecare casă are dispozitive care necesită baterii.
3. Majoritatea respondenților se concentrează pe preț și marcă atunci când cumpără baterii.
4. Majoritatea oamenilor nu știu cum să prelungească durata de viață a bateriei și, prin urmare, le aruncă imediat.
Viața modernă este dominată de electricitate, care este peste tot. Este înfricoșător să ne gândim la ce s-ar întâmpla dacă dintr-o dată toate aparatele electrice ar dispărea sau ar eșua. Centralele electrice de diferite tipuri, împrăștiate în întreaga lume, furnizează în mod regulat curent rețelelor electrice care alimentează dispozitivele în producție și acasă. Cu toate acestea, o persoană este concepută în așa fel încât să nu fie niciodată mulțumit de ceea ce are. A fi legat printr-un fir de o priză electrică este prea incomod. Salvarea în această situație o reprezintă dispozitivele care furnizează curent lanternele electrice, telefoanele mobile, camerele și alte dispozitive care sunt folosite departe de sursa de energie electrică. Chiar și copiii mici își cunosc numele - baterii.
Strict vorbind, numele de zi cu zi „baterie” nu este în întregime corect. Combină mai multe tipuri de surse de energie electrică concepute pentru a alimenta în mod autonom dispozitivul. Aceasta poate fi o singură celulă galvanică, o baterie sau o combinație de mai multe astfel de celule într-o baterie pentru a crește tensiunea eliminată. Această legătură a fost cea care a dat naștere numelui familiar urechilor noastre.
Bateriile, atât celulele galvanice, cât și acumulatorii, sunt o sursă chimică de curent electric. Prima astfel de sursă a fost inventată, așa cum se întâmplă adesea în știință, din întâmplare de către medicul și fiziologul italian Luigi Galvani la sfârșitul secolului al XVIII-lea.
Deși electricitatea ca fenomen a fost cunoscută omenirii din cele mai vechi timpuri, timp de multe secole aceste observații nu au avut nicio aplicație practică. Abia în 1600, fizicianul englez William Gilbert a publicat lucrarea științifică „Despre magnet, corpuri magnetice și marele magnet pământesc”, care rezuma datele cunoscute atunci despre electricitate și magnetism, iar în 1650 Otto von Guericke a creat o mașină electrostatică. era o minge de sulf montată pe o tijă de metal. Un secol mai târziu, olandezul Pieter van Musschenbroeck a fost primul care a acumulat o cantitate mică de electricitate folosind primul condensator „Bocal Leyden”. Cu toate acestea, era prea mic pentru a face experimente serioase. Oameni de știință precum Benjamin Franklin, Georg Richmann și John Walsh au studiat electricitatea „naturală”. Lucrarea acestuia din urmă asupra razelor electrice l-a interesat pe Galvani.
Acum nimeni nu își va aminti adevăratul obiectiv al celebrului experiment al lui Galvani, care a revoluționat fiziologia și i-a înscris pentru totdeauna numele în știință. Galvani a disecat broasca și a pus-o pe masa unde stătea mașina electrostatică. Asistentul său a atins accidental nervul femural expus al broaștei cu vârful unui bisturiu și mușchiul mort s-a contractat brusc. Un alt asistent a remarcat că acest lucru se întâmplă doar atunci când o scânteie este îndepărtată din mașină.
Inspirat de descoperire, Galvani a început să investigheze metodic fenomenul descoperit - capacitatea unui medicament mort de a demonstra contracții vitale sub influența electricității. După ce a efectuat o serie de experimente, Galvani a obținut un rezultat deosebit de interesant folosind cârlige de cupru și o placă de argint. Dacă cârligul care ținea laba atingea farfuria, laba, atingând farfuria, se contracta imediat și se ridica. După ce a pierdut contactul cu placa, mușchii labei s-au relaxat imediat, aceasta a căzut din nou pe placă, s-a contractat din nou și s-a ridicat.
Luigi Galvani. Ilustrație de revistă. Franţa. 1880
Deci, în urma unei serii de experimente minuțioase, a fost descoperită o nouă sursă de energie electrică. Galvani însuși, însă, nu a crezut că cauza fenomenului pe care l-a descoperit a fost contactul cu metale diferite. În opinia sa, sursa curentului a fost mușchiul însuși, care era excitat de acțiunea creierului transmisă prin nervi. Descoperirea lui Galvani a creat senzație și a dus la multe experimente în diferite ramuri ale științei. Printre adepții fiziologului italian a fost compatriotul său, fizicianul Alessandro Volta.
În 1800, Volta nu numai că a dat explicația corectă pentru fenomenul descoperit de Galvani, ci și a proiectat un dispozitiv care a devenit prima sursă chimică artificială de curent electric din lume, precursorul tuturor bateriilor moderne. Era format din doi electrozi, un anod care conține un agent oxidant și un catod care conține un agent reducător, în contact cu un electrolit (o soluție de sare, acid sau alcali). Diferența de potențial care a apărut între electrozi a corespuns în acest caz energiei libere a reacției redox (electroliză), în timpul căreia cationii electroliților (ionii încărcați pozitiv) sunt reduse și anionii (ionii încărcați negativ) sunt oxidați la electrozii corespunzători. . Reacția poate începe doar dacă electrozii sunt conectați printr-un circuit extern (Volta i-a conectat cu un fir obișnuit), prin care electronii liberi trec de la catod la anod, creând astfel un curent de descărcare. Și deși bateriile moderne au puține în comun cu dispozitivul Volta, principiul funcționării lor rămâne neschimbat: aceștia sunt doi electrozi scufundați într-o soluție de electrolit și conectați printr-un circuit extern.
Invenția lui Volta a dat un impuls semnificativ cercetărilor legate de electricitate. În același an, oamenii de știință William Nicholson și Anthony Carlyle au folosit electroliza pentru a descompune apa în hidrogen și oxigen, iar puțin mai târziu Humphry Davy a descoperit potasiul metal în același mod.
Experimentele lui Galvani cu o broasca. Gravura 1793
Dar, în primul rând, celulele galvanice sunt, fără îndoială, cea mai importantă sursă de curent electric. De la mijlocul secolului al XIX-lea, când au apărut primele aparate electrice, a început producția de masă a bateriilor chimice.
Toate aceste elemente pot fi împărțite în două tipuri principale: primare, în care reacția chimică este ireversibilă, și secundare, care pot fi reîncărcate.
Ceea ce numim o baterie este o sursă chimică primară de curent, cu alte cuvinte, un element nereîncărcabil. Primele baterii puse în producție de masă au fost bateriile mangan-zinc cu o sare și apoi un electrolit îngroșat, inventate în 1865 de francezul Georges Leclanche. Până la începutul anilor 1940, acesta a fost practic singurul tip de celule galvanice utilizate, care, datorită costului redus, este și astăzi răspândit. Astfel de baterii se numesc celule uscate sau celule carbon-zinc.
O baterie electrică gigantică proiectată de W. Wollaston pentru experimentele lui H. Davy.
Schema de funcționare a unei surse de curent chimic artificial de A. Volta.
În 1803, Vasily Petrov a creat cel mai puternic pol voltaic din lume, folosind 4.200 de cercuri metalice. El a reușit să dezvolte o tensiune de 2500 de volți și, de asemenea, a descoperit un fenomen atât de important ca arcul electric, care ulterior a început să fie folosit în sudarea electrică, precum și pentru siguranțe electrice ale explozivilor.
Dar adevărata descoperire tehnologică a fost apariția bateriilor alcaline. Deși compoziția lor chimică nu este deosebit de diferită de elementele Leclanchet, iar tensiunea lor nominală este ușor crescută în comparație cu elementele uscate, datorită unei schimbări fundamentale în design, elementele alcaline pot rezista de patru până la cinci ori mai mult decât elementele uscate, totuși, sub rezerva anumitor conditii.
Cea mai importantă sarcină în dezvoltarea bateriilor este de a crește capacitatea specifică a celulei, reducând în același timp dimensiunea și greutatea acesteia. Pentru a realiza acest lucru, se caută în mod constant noi sisteme chimice. Cele mai avansate celule primare de astăzi sunt litiul. Capacitatea lor este de două ori mai mare decât a celulelor uscate, iar durata lor de viață este semnificativ mai lungă. În plus, în timp ce bateriile uscate și alcaline se descarcă treptat, bateriile cu litiu mențin tensiunea aproape toată durata de viață și abia apoi o pierd brusc. Dar chiar și cea mai bună baterie nu se poate compara în eficiență cu o baterie reîncărcabilă, al cărei principiu se bazează pe reversibilitatea unei reacții chimice.
Oamenii au început să se gândească la posibilitatea de a crea un astfel de dispozitiv încă din secolul al XIX-lea. În 1859, francezul Gaston Plante a inventat bateria plumb-acid. Curentul electric din acesta apare ca urmare a reacțiilor plumbului și dioxidului de plumb într-un mediu cu acid sulfuric. În timpul generării curentului, o baterie descărcată consumă acid sulfuric, formând sulfat de plumb și apă. Pentru a-l încărca, curentul dintr-o altă sursă trebuie trecut prin circuit în sens opus, iar apa va fi folosită pentru a forma acid sulfuric, eliberând plumb și dioxid de plumb.
În ciuda faptului că principiul de funcționare a unei astfel de baterii a fost descris cu destul de mult timp în urmă, producția sa în masă a început abia în secolul al XX-lea, deoarece reîncărcarea dispozitivului necesită un curent de înaltă tensiune, precum și conformitatea cu o serie de alte condiții. . Odată cu dezvoltarea rețelelor electrice, bateriile plumb-acid au devenit indispensabile și sunt utilizate și astăzi în mașini, troleibuze, tramvaie și alte vehicule electrice, precum și pentru alimentarea cu energie de urgență.
Multe aparate electrocasnice mici funcționează și cu „baterii reîncărcabile”, baterii reîncărcabile care au aceeași formă ca și celulele voltaice neregenerabile. Dezvoltarea electronicii depinde direct de progresele din acest domeniu.
Element baterie J. Leclanche.
Baterie uscată.
Telefon mobil, cameră digitală, navigator, computer mobil și alte dispozitive similare în secolul XXI. Acest lucru nu va surprinde pe nimeni, dar apariția lor a devenit posibilă numai odată cu inventarea bateriilor compacte de înaltă calitate, a căror capacitate și durata de viață cresc în fiecare an.
Bateriile nichel-cadmiu și nichel-hidrură metalică au fost primele care au înlocuit celulele galvanice. Dezavantajul lor semnificativ a fost „efectul de memorie” - o scădere a capacității dacă încărcarea a fost efectuată atunci când bateria nu era complet descărcată. În plus, au pierdut treptat încărcarea chiar și atunci când nu era încărcătură. Aceste probleme au fost abordate în mare măsură prin dezvoltarea bateriilor litiu-ion și litiu-polimer, care sunt acum utilizate în mod obișnuit în dispozitivele mobile. Capacitatea lor este mult mai mare, se încarcă fără pierderi în orice moment și țin încărcarea bine în starea de așteptare.
În urmă cu câțiva ani, zvonurile au apărut în mass-media că oamenii de știință americani erau aproape de a inventa o „baterie eternă” a unei celule betavoltaice, a cărei sursă de energie sunt izotopii radioactivi care emit particule beta. Se presupune că o astfel de sursă de energie va permite unui telefon mobil sau laptop să funcționeze fără reîncărcare timp de până la 30 de ani. Mai mult, la sfârșitul duratei de viață, bateria non-toxică și neradioactivă va rămâne absolut sigură. Apariția acestui dispozitiv minune, care, fără îndoială, ar fi revoluționat industria, ar fi lovit foarte tare buzunarele producătorilor de baterii tradiționale, motiv pentru care încă nu se află pe rafturi.
Un dispozitiv modern pentru încărcarea bateriilor reîncărcabile AA.
Cine este cine în lumea descoperirilor și invențiilor Sitnikov Vitaly Pavlovich
Cine a inventat bateria?
Cine a inventat bateria?
O baterie este o sursă chimică de curent.
Electricitatea este generată în el ca rezultat al unei reacții chimice redox. Dacă bateria nu mai funcționează sau, după cum se spune, „moartă”, aceasta înseamnă că și-a epuizat rezerva de energie chimică.
Sursa de curent chimic a fost inventată de omul de știință italian A. Volta (1745–1827). A stivuit cani de cupru și zinc alternativ într-o coloană, izolată cu tampoane de pâslă. De atunci, elementul a fost numit astfel: o coloană voltaică. În zilele noastre, bateriile uscate sunt folosite pentru nevoile casnice. Sunt umplute cu un electrolit asemănător unei paste. Cel mai comun element galvanic este elementul Leclanche (inventat în 1865 de omul de știință francez J. Leclanche). Este umplut cu un electrolit lichid (clorură de potasiu sau zinc), care accelerează semnificativ reacția chimică. Elementul produce curent continuu de joasă tensiune și este utilizat pe scară largă în ceasuri, echipamente radio etc.
Acest text este un fragment introductiv.Astăzi este foarte greu să-ți imaginezi viața fără dispozitive electrice. Mai mult, nici măcar nu vorbim de electrocasnice mari, ci de dispozitive de dimensiuni mici, care fac viața mult mai confortabilă. Ceasurile de perete, telecomenzile, lanternele și multe alte dispozitive mici cu care suntem atât de obișnuiți sunt alimentate de o baterie portabilă. Pentru a le asigura funcționarea stabilă, aveți nevoie doar cumpara baterii reincarcabile. Dar această sursă de energie a apărut nu cu mult timp în urmă!
Istoria bateriei
Primul pas spre apariția unei baterii a fost făcut de un om de știință din Italia, Luigi Galvani, care a studiat reacțiile organismelor vii la diferite influențe. Esența descoperirii sale a fost că un curent trece prin piciorul unei broaște atunci când îi sunt atașate două benzi de diferite tipuri de metal. Omul de știință nu a putut să explice ceea ce a văzut, dar rezultatele muncii sale au fost foarte utile unui alt cercetător, Alessandro Volta. 
Acest italian a reușit să dezlege esența procesului și a realizat că apariția curentului este facilitată de o reacție chimică care are loc între diferite metale într-un anumit mediu. Prin plasarea unei plăci de zinc și cupru într-o soluție de sare, el a creat prima baterie de celule primare din lume, pe care, după o dezvoltare ulterioară, a numit-o „Pilonul Volta”. Asta a fost în 1800.
Prima baterie a apărut mult mai târziu - în 1859, când francezul Gaston Plante a repetat experimentul colegului său folosind o soluție slabă de acid sulfuric și două plăci de plumb. Particularitatea acestei baterii a fost că necesita reîncărcare de la o sursă de curent continuu, iar apoi ea însăși a dat încărcarea rezultată pentru a crea electricitate.
Alte date importante din istoria dezvoltării bateriilor
1865 - Omul de știință francez J.L. Leclanche a dezvoltat o celulă mangan-zinc cu soluție salină.
1880 - F. Lalande a îmbunătățit invenția compatriotului său folosind un electrolit îngroșat.
Anii '40 ai secolului XX - au fost dezvoltate elemente argint-zinc.
Anii 50 ai secolului XX - a apărut un element mangan-zinc cu o soluție alcalină, precum și elemente de mercur-zinc.
Anii 60 ai secolului XX - a început producția de baterii zinc-aer.
Anii 70 ai secolului XX - sursele de curent cu litiu au fost folosite pentru prima dată.