Elektrika.cz - elektrotechnické zpravodajství
Tisknete článek: Principy (59.) Tajemství vzniku napětí v galvanickém článku (klik pro návrat)
Stránka byla vytvořena: 1.12.2004
Všechna práva vyhrazena (c)1998-2024 Elektrika.cz
Doslovné ani částečné přebírání tohoto materálu není povoleno bez předchozího písemného (e-mailového) svolení redakce portálu Elektrika.cz.

Principy (59.) Tajemství vzniku napětí v galvanickém článku


Principy (59.) Tajemství vzniku napětí v galvanickém článku
Vynalézt článek není konečně nic těžkého, ale vysvětlit, jak v něm vzniká napětí, je už horší. Dvě kovové desky v elektrolytu se stanou zdrojem elektřiny. Není to záhadné?
Margita Boháčová, ze dne: 1.12.2004

Víme, že kov obsahuje volné elektrony, pohybující se mezi kladně nabitými ionty. Podle fyzika Nernsta působí ionty navenek určitým tlakem, který je nutí přecházet do kapaliny. Tím kov ztrácí kladné náboje a elektrolyt je získává. Kov se stane záporně nabitým, elektrolyt kladně.

Na kovu je přebytek elektronů, v elektrolytu nedostatek. Víme, že tato nerovnováha vyvolává elektrické napětí. V článku jsou dvě elektrody. Vůči oběma má elektrolyt kladný potenciál, ale různý. Bude tedy i mezi oběma elektrodami elektrické napětí, které můžeme prakticky zužitkovat.
Opakujme pokus Voltův. Udělejme si baterii jeho článků, nazvanou Voltův sloup.
Potřebujeme k tomu širokou skleněnou trubici a kotoučky ze zinkového a měděného plechu.

Trubici opatříme dvěma zátkami, jimiž protáhneme měděný drát jako přívody baterie. Na vnitřní straně korku drát zahneme. A začneme skládat Voltův sloup. Nejprve uzavřeme trubici jednou zátkou. Na ni položíme prvé kolečko, třebas zinkové. Potom dáme kolečko z pijavého papíru, navlhčené v roztoku soli nebo ve zředěné kyselině sírové. Na ně položíme měděné kolečko. Potom zinkové kolečko, pijavý papír, měděné kolečko a tak postupujeme, až je celá trubice vyplněna a uzavřena druhou zátkou. Vždy jedno kolečko zinkové a měděné tvoří článek, mající napětí asi 1 voltu. Články jsou spojeny v sérii; napětí Voltova sloupu záleží tedy na tom, z kolika článků se sloup skládá.
Přeměříme je voltmetrem. Možná, že nebude ani jeho stupnice stačit. Nato zkusíme stálost baterie. Přes malý odpor připojíme ke sloupu ampérmetr a pozorujeme jeho výchylku. I když je třeba značná, neudrží se dlouho a začne napřed rychle a potom volněji klesat.
Taková baterie není k ničemu. Jednak dává malý proud, jednak je nestálá.
Pokles napětí zaviňuje zvláštní vnitřní pochod, nazvaný polarizace. Průchodem proudu se část vody v elektrolytu rozkládá.

Vodík je unášen k anodě, na níž se usazuje v podobě malých bublinek. A tím se tvoří uvnitř článku nový článek, v němž je usazený vodík elektrodou zápornou a zinek výjimečně kladnou. Jsou to vlastně dva články zapojené v sérii, ale jejich napětí směřují proti sobě. Navenek se to projevuje jako pokles napětí článku. Čím více roste napětí článku, který se tak zlomyslně usadil v původním článku, tím menší napětí z něho dostáváme, až zanikne úplně. Napětí obou článků jsou stejná.
Jsou však galvanické články, u nichž je tato vada odstraněna. Když přidáme do elektrolytu látku, která se bude s vodíkem slučovat, pak se vnitřní parasitní článek vůbec neutvoří. Taková látka se jmenuje depolarisátor.
Příkladem je suchá baterie do kapesní svítilny.

Každý jsme ji jistě ze zvědavosti rozebíral. Zápornou elektrodu tvoří zinková nádobka, v níž je kladná uhlíková elektroda, obklopená vrstvou burelu v plátěném sáčku. Elektrolytem je roztok salmiaku, kterým je napojena vrstvička dřevěných pilinek. Burel má zde funkci depolarisátoru. Uvolňuje kyslík, který se s vodíkem váže na vodu. Polarizace je znemožněna. Vnitřní článek se nevytvoří a napětí baterie zůstává konstantní.

Reloaded Ladislav Smrz 1956

TEXT Z OBLASTÍ
SOUVISEJÍCÍ KONTAKT

Konec tisknuté stránky z portálu Elektrika.cz.