แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร

แบตเตอรี่ทำงานโดยอาศัยหลักการของปฏิกิริยาเคมีอย่างง่าย ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นระหว่างธาตุสามชนิด ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารเหล่านี้จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า นั่นคือสาระสำคัญของมัน

วัตถุสำคัญสามประการ:

1. ขั้วบวก "+"
2. แคโทด "-"
3. อิเล็กโทรไลต์

แอโนด หรือขั้วบวก ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอน โดยปกติจะทำจากสังกะสี ขั้วไฟฟ้าทั้งสองจะทำปฏิกิริยากันผ่านอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์โดยทั่วไปจะเป็นเกลือ แอมโมเนียมคลอไรด์ หรือด่าง อาจเป็นแบบแห้งหรือแบบเหลวก็ได้ ผู้ผลิตบางรายเติมสารประกอบโพลีเมอร์เพื่อเพิ่มความหนืด บางครั้งก็ใช้แป้ง

แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร

กระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อมีการเชื่อมต่อโหลดเข้ากับแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบเข้าด้วยกันโดยตรงด้วยสายไฟจะทำให้เกิดการลัดวงจร ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่หมดเร็วและอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้

แคโทดทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ โดยรับอิเล็กตรอนจากแอโนด ในสภาพแวดล้อมของอิเล็กโทรไลต์ ไอออนจะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและช่วยให้เกิดการสร้างกระแสไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

เกิดอะไรขึ้นในเชิงเคมี?

ตัวอย่างเช่น ในแก้ว ความจุลองเทสารละลายกรดซัลฟิวริกแล้ววางแท่งสังกะสีลงไป ไอออนที่มีประจุบวกจะอยู่บนพื้นผิวของแท่งสังกะสี ส่วนไอออนที่มีประจุลบของสารละลายจะสะสมอยู่รอบๆ วัตถุสังกะสีในสารละลาย สารละลายจะออกแรงดึงดูดที่ทำให้ไอออนของสังกะสีหลุดออกมาได้ง่าย ผลที่ได้คือ ของเหลวจะมีประจุบวก และแผ่นหรือแท่งสังกะสีจะมีประจุลบ หลักฟิสิกส์บอกเราว่า ความต่างศักย์เท่ากับแรงดันไฟฟ้า นี่คือสิ่งที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

ดังนั้น เมื่อสารละลายกรดและโลหะสัมผัสกัน สนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นที่บริเวณรอยต่อ ในขณะนั้น พลังงานเคมีจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า นี่คือหลักการทำงานของแบตเตอรี่

หลังจากใช้งานไปสักระยะ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็จะหมดลง ขึ้นอยู่กับสถานที่และวิธีการใช้งาน ตัวอย่างเช่น หากใช้กับไฟฉาย แบตเตอรี่ขนาด 1.5 โวลต์สองก้อนจะใช้งานได้นานประมาณหนึ่งเดือน แต่ถ้าใส่แบตเตอรี่เหล่านี้ลงในรถยนต์ไฟฟ้า ก็จะใช้งานได้เพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น

จากข้อมูลทั้งหมดนี้ เราจึงสรุปได้ว่า ยิ่งใช้งานหนักเท่าไหร่ แบตเตอรี่ก็จะยิ่งหมดเร็วขึ้นเท่านั้น

อ่านเพิ่มเติม:

โครงสร้างแบตเตอรี่