ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрические характеристики химических источников тока из "Прикладная электрохимия" Разработано большое число элементов, работающих за счет различных окислительно-восстановительных процессов. Однако практическое применение в качестве источников тока находят лишь те гальванические элементы, которые по техническим характеристикам удовлетворяют потребителей, достаточно дешевы и просты в эксплуатации. Кроме того, при оценке качества химических источников тока большое значение имеют их электрические характеристики. [c.15] Электродвижущая сила. На границе соприкосновения электродов с электролитом возникает разность потенциалов. Если электроды выполнены из различных материалов или соприкасаются с разными по химическому составу или концентрации растворами, то потенциал одного электрода будет отличаться от потенциала другого. Электрод, заряжающийся до более положительного потенциала, называется катодом, а до меньшего потенциала — анодом. [c.15] Вследствие возникновения между электродами разности потенциалов при замыкании элемента через внешнюю цепь в направлении от катода к аноду начинает протекать электрический ток. При этом активные вещества на электродах вступают в реакции окисления на аноде и восстановления на катоде. [c.15] Разность потенциалов между выводами химического источника тока при разомкнутой внешней цепи называется электродвижущей силой (э.д.с.) элемента. [c.15] элемента выражается как алгебраическая разность обратных значений потенциалов отдельных электродов. Для получения элемента с высокой э.д. с. необходим такой подбор электродных реакций, при протекании которых обеспечивается наиболее отрицательный заряд анода и высокий положительный потенциал катода. При прочих равных условиях большую практическую ценность имеют элементы с высокой э. д. с. [c.15] С известной степенью точности э.д.с. может быть измерена вольтметром, имеющим большое внутреннее сопротивление. Для точного измерения э. д. с. следует пользоваться компенсационным методом. [c.15] Напряжение элемента меньше его э.д.с. Е) на величину поляризации т) и напряжения, теряемого на преодоление омического сопротивления источника тока г, т. е. [c.15] Значение р изменяется в зависимости от режима разряда. Поэтому при оценке элемента необходимо придерживаться установленных условий испытаний, которые обычно должны быть близки к условиям эксплуатации элемента данного типа. [c.16] Внутреннее сопротивление элементов стремятся сделать небольшим. Это достигается уменьшением межэлектродного расстояния, увеличением поверхности электродов, применением электро- лита с высокой электропроводностью, подбором электродных ре- акций, протекающих с большой скоростью, и т. д. [c.16] Емкость и энергия. Емкость элемента — это количество электричества, которое химический источник тока отдает при разряде. [c.16] При разряде напряжение элемента падает, так как поляризация, а часто и его омическое сопротивление с течением времени увеличиваются. Графическое изображение изменения напряжения в зависимости от времени представляет собой кривую. При установленном конечном разрядном напряжении площадь, ограниченная кривой (рис. 1-1), определяет значение интеграла из уравнения (I, 8). [c.16] При определении емкости от элемента отбирается меньшее количество электричества, чем можно было бы получить при полном разряде, т. е. при снижении разрядного напряжения до нуля. Надо иметь в виду, что практический интерес представляет разряд элемента лишь до тех пор, пока его напряжение остается достаточным для обеспечения нормальной работы прибора, потребляющего электрическую энергию. [c.17] Емкость зависит от условий эксплуатации источника тока. При интенсивном разряде в течение короткого времени сказывается отрицательное влияние поляризации, но в то же время уменьшаются потери емкости вследствие саморазряда. [c.17] При длительном режиме разряда малым током, наоборот, относительная потеря емкости за счет саморазряда возрастает. Максимальную емкость элемент будет иметь при определенном режиме разряда, характерном для каждого типа элемента. [c.17] Удельная энергия — энергия источника тока, отнесенная к единице массы или объема активного вещества. Эта величина зависит от условий разряда. Поэтому сравнение между собой элементов различных типов и размеров удобнее производить по кривым, характеризующим зависимость удельной энергии от удельной мощности (последняя определяет интенсивность разряда источника тока). [c.17] Для всех элементов с увеличением удельной мощности удельная энергия снижается. Желательно, чтобы оно было минимальным. В современных элементах интенсивного действия достигнуты значительные успехи в повышении их удельной мощности и удельной энергии. [c.17] Сохранность и саморазряд. При хранении элементов в них протекают процессы, приводящие к постепенной потере емкости. [c.17] Саморазряд могут вызывать присутствующие в электролите ионы металлов, имеющих более положительный потенциал, чем металл анода. В этом случае более благородный металл выделяется на электроде и образует на его поверхности короткозамкнутые пары, способствующие коррозионному разрушению анода источника тока. [c.18] На сохранность элемента также неблагоприятно влияет присутствие в электролите ионов переменной валентности, например и Ре +. Так, ионы Ре + восстанавливаются до Ре на аноде, вызывая его коррозию. Ионы Ре + у катода окисляются деполяризатором и вновь образующиеся ионы Ре + взаимодействуют с анодом. [c.18] Саморазряд катода, наоборот, может вызываться восстановителями. Так, двуокись свинца в аккумуляторах может реагировать с органическими веществами деревянных сепараторов. [c.18] Вернуться к основной статье