ทุกสิ่งเกี่ยวกับเซลล์กัลวานิก

เซลล์ไฟฟ้าเคมีแบบกัลวานิกเครื่องแรกของโลกได้รับการพัฒนาโดยลุยจิ กัลวานี อ่านเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาได้ที่นี่ ในบทความนี้โดยพื้นฐานแล้ว มันคือแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าชั่วคราวที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี การไหลของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน ผลที่ได้คือ พลังงานเคมีถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้

เซลล์กัลวานิกแบบความเข้มข้นเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าโลหะสองขั้วที่เหมือนกัน วางอยู่ในส่วนผสมของเกลือของโลหะชนิดนั้นในความเข้มข้นต่างๆ กัน

นอกจากกัลวานีแล้ว แดเนียล จาโคบีก็ทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพเช่นกัน เขาได้ปรับเปลี่ยนแหล่งพลังงานของเขาเล็กน้อย โดยประกอบด้วยแผ่นทองแดงที่วางอยู่ใน CuSO4 และแผ่นสังกะสีที่จุ่มอยู่ใน ZnSO4 เพื่อป้องกันไม่ให้สารทั้งสองทำปฏิกิริยากันโดยตรง จึงมีการวางผนังพรุนไว้ระหว่างกัน ด้านล่างนี้คือแผนภาพของเซลล์กัลวานิกของแดเนียล จาโคบี

สังกะสีและทองแดงมีปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกัน ดังนั้นประจุของพวกมันจึงแตกต่างกัน ส่งผลให้ระดับประจุของขั้วไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ ทำให้พวกมันเคลื่อนที่และสร้างกระแสไฟฟ้าหรือกระแสกัลวานิกได้ กระแสไฟฟ้านี้จะเริ่มไหลเมื่อบุคคลหรือผู้ประดิษฐ์อุปกรณ์เก็บกระแสไฟฟ้าเชื่อมต่อโหลด โหลดนั้นอาจเป็นหลอดไฟ วิทยุ เมาส์คอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ

แผนภาพแสดงวงจรของเซลล์กัลวานิก

แผนภาพวงจรหมายถึงองค์ประกอบและโครงสร้างของมัน วงจรสามารถสร้างขึ้นจากธาตุเคมีหลายชนิดโดยใช้อุปกรณ์เสริม ด้านล่างนี้จะอธิบายโครงสร้างของเซลล์กัลวานิกโดยสังเขป อ่านเพิ่มเติมได้ในบทความนี้!

โครงสร้างของเซลล์กัลวานิก

อุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ง่ายที่สุดประกอบด้วย:

1. แท่งถ่านหิน
2. โลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน
3. อิเล็กโทรไลต์
4. เรซินหรือพลาสติก
5. ฉนวน.

จากแผนภาพนี้ จะเห็นได้ว่าเซลล์กัลวานิกประกอบด้วยขั้วลบและขั้วบวก เซลล์เหล่านี้สามารถทำจากทองแดง สังกะสี หรือโลหะอื่นๆ บางครั้งก็เรียกว่าเซลล์ทองแดง-สังกะสี หรือเรียกอีกอย่างว่า... แบตเตอรี่แห้ง.

การกำหนดตำแหน่งเซลล์กัลวานิกในแผนภาพ มันถูกสร้างขึ้นในรูปทรงของเส้นแนวตั้งสองเส้นที่อยู่ใกล้กันในระยะห่างเล็กน้อย โดยเส้นหนึ่งจะเล็กกว่า ที่ขอบของแต่ละเส้นจะมีสัญลักษณ์บ่งบอก ขั้วเส้นยาวแสดงถึงขั้วบวก และเส้นสั้นแสดงถึงขั้วลบ อาจมีการระบุแรงดันไฟฟ้าไว้ข้างๆ ด้วย ซึ่งหมายความว่าวงจรที่ใช้แบตเตอรี่จะทำงานได้เฉพาะที่แรงดันไฟฟ้านั้นเท่านั้น

หลักการทำงานของเซลล์ไฟฟ้าเคมี

เซลล์กัลวานิกทำงานโดยอาศัยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากขั้วโลหะหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ของเซลล์กัลวานิกและการเกิดกระแสไฟฟ้ากัลวานิก ที่นี่.

คำตอบสำหรับคำถามที่พบบ่อย

กัลวานิก	คำอธิบาย
แบตเตอรี่	แหล่งพลังงานที่ทำงานผ่านกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในพื้นที่จำกัดขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พลังงานจะถูกสร้างขึ้นผ่านปฏิกิริยาเคมี
เซลล์ไฟฟ้าเคมี หรือ กองเซลล์ไฟฟ้าเคมี	นี่คือธาตุพลังงานที่นักวิทยาศาสตร์ชื่อโวลต์คิดค้นขึ้นเป็นครั้งแรก
กระบวนการ	ปฏิกิริยาระหว่างธาตุทางเคมีที่ส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้า
การจำหน่าย	นี่คือจุดสิ้นสุดของปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือ จะไม่มีปฏิกิริยาระหว่างสารต่างๆ อีกต่อไป การปล่อยประจุไฟฟ้า (Galvanic discharge) มีอยู่ในเกม Warframe โดยพื้นฐานแล้วมันคือการดัดแปลงที่หายาก ใช้สำหรับอาวุธระยะประชิด ขั้วเวอร์ชัน 2
การสัมผัสทางไฟฟ้า	นี่คือจุดสัมผัสระหว่างขั้วไฟฟ้ากับสารละลาย
ผล	การปรากฏของความแตกต่างระหว่างหน้าสัมผัสสองจุดที่ทำจากโลหะสองชนิด ขนาดของความแตกต่างขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและองค์ประกอบทางเคมีของตัวนำ โดยพื้นฐานแล้วนี่คือกฎข้อแรกของโวลตา
การเชื่อมต่อ/การเชื่อมโยง/ห่วงโซ่	การเชื่อมต่อส่วนต่างๆ ของวงจรไฟฟ้าตั้งแต่สองส่วนขึ้นไปเข้ากับแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า
ประจุไฟฟ้า	เติมพลังงานให้กับแบตเตอรี่

การชุบสังกะสีเป็นกระบวนการทางเคมีโดยใช้กระแสไฟฟ้า ปฏิกิริยาจะลดปริมาณไอออนโลหะที่ละลายลงจนกระทั่งในที่สุดไอออนเหล่านั้นจะก่อตัวเป็นชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอบนขั้วโลหะ ส่งผลให้ชิ้นงานมีความทนทานมากขึ้น รอยบุบเล็กๆ หายไป และมีรูปลักษณ์ที่สวยงามยิ่งขึ้น

ประเภทของเซลล์กัลวานิก

แบตเตอรี่มีหลายประเภทเฉพาะเจาะจง

ตารางเซลล์ไฟฟ้าเคมี

พิมพ์	แรงดันไฟฟ้า	ข้อได้เปรียบหลัก
ลิเธียม	3 โวลต์	ใหญ่ ความจุกระแสไฟฟ้าสูง
แบตเตอรี่เกลือ หรือคาร์บอน-สังกะสี	1.5 นิ้ว	ราคาถูกที่สุด
นิกเกิลออกซีไฮดรอกซิล NiOOH	1.6 โวลต์	กระแสไฟฟ้าสูง ความจุสูง
ด่างหรืออัลคาไลน์	1.6 โวลต์	กระแสไฟสูง เสียงดังฟังชัด

หัวข้อนี้จะกล่าวถึงโดยละเอียดในบทความ ประเภทของแบตเตอรี่!

วัตถุประสงค์ของเซลล์กัลวานิก

อุปกรณ์นี้ออกแบบมาเพื่อใช้ในการสตาร์ทอุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งอาจรวมถึง:

1. ดู.
2. รีโมทคอนโทรล
3. ไฟฉาย
4. อุปกรณ์ทางการแพทย์
5. แล็ปท็อป
6. ของเล่น
7. พวงกุญแจ
8. โทรศัพท์
9. เลเซอร์พอยเตอร์
10. เครื่องคิดเลข

และสิ่งต่างๆ ที่คล้ายคลึงกันรอบตัวเรา

เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่บ้าน

คุณสามารถสร้างแหล่งพลังงานอย่างง่ายได้ด้วยตัวเอง ในการทำเช่นนั้น คุณจะต้องเตรียมอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:

1. ถ้วยพลาสติก
2. อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอาจเป็นสารละลายเกลือ โซดา หรือกรดซิตริกเจือจางในน้ำ
3. แผ่นโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมและทองแดง
4. สายไฟ

กระบวนการผลิต

นำถ้วยพลาสติกมาเทสารละลายอิเล็กโทรไลต์ลงไป อย่าเทจนเต็มถ้วย ควรเว้นช่องว่างไว้ประมาณ 1-2 เซนติเมตร ต่อสายไฟเข้ากับแผ่นโลหะ จากนั้นวางแผ่นทองแดงและแผ่นอลูมิเนียมไว้ที่ขอบของภาชนะ โดยให้ขนานกัน เมื่อทุกอย่างพร้อมแล้ว คุณสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์ได้

เชื่อมต่ออุปกรณ์และนำหัววัดไปแตะกับขั้วของแหล่งจ่ายไฟ กดค้างไว้จนกว่าหน้าจอจะแสดงค่าแรงดันไฟฟ้า โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.5-0.7 โวลต์ ค่าเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรไลต์ หรือที่แม่นยำกว่านั้นคือ สารที่ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์

นี่คือวิธีการสร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีแบบทำเองที่บ้าน