طريقة عمل البطاريات

لا يوجد في الكيمياء سوى وظيفة واحدة ذات أهمية أساسية: قدرة الذرات على مشاركة الإلكترونات. في أي مشاركة من هذا القبيل ، يجب أن يكون هناك متبرعون للإلكترون ومتقبلون للإلكترون. في عدد كبير من المركبات ، تتبرع جميع الذرات المتزامنة وتقبل الإلكترونات في وقت واحد ، والجميع سعداء. لكن كل نوع من الذرة المعروفة له هيكله الذره الفريده الذي يضفي قدرات مختلفة بشكل فريد للتبرع أو قبول الإلكترونات. يشار إلى المدى الذي تشارك فيه الذرة بالفعل إلكتروناتها بـ "حالة الأكسدة". عندما تمر ذرة بتغيير تقبل فيه المزيد من الإلكترونات ، تنخفض حالة الأكسدة ، وعندما تتخلى الذرة عن إلكترونات أكثر يقال إنها أكسدة. تُعرّف حركة الإلكترونات من موقع إلى آخر التيار الكهربائي ، والقوة التي تتحرك بها الإلكترونات هي الجهد الكهربائي ، أو "الجهد".
في الممارسة العملية ، فإن جعل مادتين لهما إمكانات مختلفة للأكسدة والاختزال (أو "الأكسدة") في اتصال مع بعضهما البعض يؤدي إلى تدفق الإلكترونات من واحدة إلى أخرى. هذا المبدأ هو أساس جميع البطاريات الكهربائية. في البطارية ، يتم عزل هاتين المادتين المختلفتين عن بعضهما البعض بطريقة لا تتلامس إلا من خلال وسيلة خارجية مثل السلك أو الدوائر داخل راديو يعمل بالبطارية أو مصباح يدوي أو جهاز تحكم عن بُعد أو أيًا كان يتم استخدام البطاريات في الطاقة. في البطاريات الصغيرة مثل بطاريات AAA و AA و C و D و 9V ، يتم ختم إحدى المواد كطبقة رقيقة بين ورقتين من المواد العازلة. يتم بعد ذلك لف "الشطيرة" الناتجة حول طبقة رقيقة من المادة الثانية لإنشاء الجزء الداخلي من البطارية.

الهيكل مصنوع بحيث يمكن الوصول إلى إحدى المواد من أحد طرفي البطارية ، بينما يمكن الوصول إلى المواد الأخرى من الطرف الآخر من البطارية. وبذلك يتم تصنيع المواد التي ستتخلى عن الإلكترونات في الجهاز "السالب" أو "السالب" للبطارية. المواد الأخرى تشكل "الأنود" أو "الموجب" للبطارية وستقبل الإلكترونات التي يفوتها الكاثود. عندما يتصل الطرفان ببعضهما البعض من خلال دائرة كهربائية ، يمكن أن تتصرف هاتان المادتان كما لو أنهما على اتصال بالفعل ببعضهما البعض ، وتبدأ الإلكترونات في التدفق من الكاثود إلى الأنود. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن جميع بطاريات A و C و D الحجم تنتج الإلكترونات من خلال عملية الأكسدة والاختزال وجود فرق محتمل قدره 1.5 فولت. وهي تختلف فقط في عدد الإلكترونات التي يمكن نقلها في وقت معين ، وهو التيار الكهربائي الذي ينتجونه.
المصدر
اعدادوترجمة/ فادي طارق