Акумулятор та гальванічний елемент
Акумулятор і гальванічний елемент — це два типи електрохімічних пристроїв, що виробляють електричну енергію внаслідок хімічних реакцій. Хоча вони мають схожі принципи роботи, існують ключові відмінності між ними.
Хімічні реакції
Гальванічний елемент є первинним пристроєм, що генерує електричний струм внаслідок одноразової хімічної реакції. Після того, як реактанти вичерпаються, елемент не може бути використаний повторно.
Акумулятор, навпаки, є вторинним пристроєм, який можна перезаряджати. Хімічні реакції в акумуляторі є оборотними, що дозволяє йому зберігати і вивільняти енергію неодноразово.
Електродні матеріали
Гальванічні елементи типові складаються з двох різних металевих електродів, розміщених в електроліті. Електроди виготовлені з металів, які мають різні електродні потенціали.
Акумулятори, з іншого боку, використовують різні матеріали для позитивного і негативного електродів. Ці матеріали часто являють собою металеві оксиди або вуглецеві сполуки.
Конструкція
Гальванічні елементи, як правило, компактні і мають відносно просту конструкцію. Вони складаються з двох електродів, розміщених в електролітичному розчині.
Акумулятори, навпаки, складніші за конструкцією. Вони включають в себе позитивний і негативний електроди, сепаратор між ними і електроліт. Акумулятори також можуть містити додаткові компоненти, такі як клапани контролю тиску і захисні пристрої.
Вихідна напруга
Гальванічні елементи забезпечують відносно стабільну вихідну напругу протягом свого терміну служби. Напруга залежить від типу використовуваних металів і електроліту.
Акумулятори мають більш широку варіативність вихідної напруги. На початку розряду напруга може бути високою, але вона поступово знижується в міру розряду акумулятора.
Термін служби
Гальванічні елементи мають обмежений термін служби, який залежить від швидкості хімічної реакції. Після вичерпання реактантів елемент стає непридатним для використання.
Акумулятори мають більш тривалий термін служби, але вони також можуть деградувати з часом внаслідок багаторазових циклів заряду-розряду. Термін служби акумулятора залежить від типу акумулятора, методів використання та умов експлуатації.
Застосування
Гальванічні елементи широко використовуються в різних пристроях, таких як батарейки, слухові апарати і годинники. Вони також використовуються в деяких наукових і промислових додатках.
Акумулятори мають більш широке застосування. Вони використовуються для живлення портативних електронних пристроїв, електроінструментів, автомобілів і систем відновлюваної енергетики.
Узагальнюючи, акумулятори і гальванічні елементи є двома типами електрохімічних пристроїв, які виробляють електричну енергію внаслідок хімічних реакцій. Гальванічні елементи є первинними пристроями з одноразовою хімічною реакцією, а акумулятори є вторинними пристроями з оборотними реакціями. Вони відрізняються за електродними матеріалами, конструкцією, вихідною напругою, терміном служби і застосуванням.
Запитання 1: У чому полягає основна відмінність у роботі акумулятора та гальванічного елемента?
Відповідь: Гальванічний елемент (батарейка) забезпечує електричний струм за рахунок безповоротної хімічної реакції, тоді як акумулятор може заряджатися та розряджатися багаторазово шляхом обернених хімічних реакцій.
Запитання 2: Як відрізнити акумулятор від гальванічного елемента за зовнішнім виглядом?
Відповідь: На відміну від батарейок, акумулятори часто мають маркування "Rechargeable" (перезаряджуваний) або значок електричної вилки. Крім того, акумулятори, як правило, важчі та об'ємніші за батарейки.
Запитання 3: Які хімічні процеси проходять в акумуляторах та гальванічних елементах?
Відповідь: У гальванічних елементах відбувається одностороння електрохімічна реакція, у результаті якої виділяється енергія у вигляді електричного струму. В акумуляторах відбуваються оборотні електрохімічні реакції, що дозволяють багаторазово заряджати та розряджати пристрій.
Запитання 4: Які переваги акумуляторів перед гальванічними елементами?
Відповідь: Акумулятори є більш екологічними, оскільки їх можна перезаряджати, що зменшує кількість відходів. Крім того, акумулятори мають більший термін експлуатації, що робить їх більш економічними у довгостроковій перспективі.
Запитання 5: Які типи акумуляторів і гальванічних елементів найчастіше використовуються?
Відповідь: Найпоширенішими типами гальванічних елементів є лужні та літієві батарейки. Серед акумуляторів найбільшого поширення набули свинцево-кислотні, нікель-кадмієві, нікель-металогідридні та літій-іонні акумулятори.