1. 電池的工作原理是什麼
在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。
正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。
當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學能並不轉換為電能。
當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。
電池能將化學能轉化成電能的裝置。具有正極、負極之分。隨著科技的進步,電池泛指能產生電能的小型裝置。如太陽能電池。
電池的性能參數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。利用電池作為能量來源,可以得到具有穩定電壓,穩定電流,長時間穩定供電,受外界影響很小的電流,並且電池結構簡單,攜帶方便,充放電操作簡便易行,不受外界氣候和溫度的影響,性能穩定可靠。
2. 電池的工作原理是什麼
電池有很多種類,不同種類的原理大致相同。
構成電池的基本元件:陽極,陰極和電解液
陽極:電子通過外電路被移出,電極本身發生氧化反應。陰極:通過外電路獲得電子,電極本身發生還原發應。
電解液:在電池內部提供離子從一個電極到另一個電極的遷移通道。
電極的活性材料可以是氣體、液體或固體,電解液可以是液體或固體
1.鹼性電池
負極反應
Zn + 2 OH- —> ZnO + H2O + 2 e-
正極反應
2MnO2 + H2O + 2 e- —>Mn2O3 + 2 OH-
完整的反應
Zn + 2MnO2 —> ZnO + Mn2O3 1.5 V
2.鋰亞硫醯氯電池
負極反應
Li —> Li+ + e-
正極反應
4Li+ + 4e- + 2SOCl2 —> 4LiCl + SO2 + S
完整的反應
4Li + 2SOCl2 —> 4LiCl + SO2 + S 3.6V
3.鋰二氧化錳電池
負極反應
Li —> Li+ + e
正極反應
MnO2 + Li+ + e —> MnIIIO2(Li+)
完整的反應
Li + MnO2 —> MnIIIO2(Li+) 3.6V
4.鎳氫電池
負極反應
MH + OH- <—> M + H2O + e-
0.83V
正極反應
NiOOH + H2O + e- <—> Ni(OH)2 + OH-
0.49V
完整的反應
NiOOH + MH <—> Ni(OH)2 + M
1.32V
5.鎳鎘電池
負極反應
Cd + 2OH- <—> Cd(OH)2 + 2e-
0.81V
正極反應
NiOOH + 2H2O + 2e- <—> Ni(OH)2 + 2OH-
0.49V
完整的反應
Cd +NiO2 + 2H2O <—> Cd(OH)2 + Ni(OH)2
1.30V
6.鋰離子電池
負極反應
6C+Li+ +e-<—>6CLi
正極反應
LiCoO2<—> CoO2 + Li+ + e-
完整的反應
6C+ LiCoO2<—> CoO2+6CLi
3.7 V
7.鋰聚合物電池
負極反應
6C+Li+ +e-<—>6CLi
正極反應
LiCoO2<—> CoO2 + Li+ + e-
完整的反應
6C+ LiCoO2<—> CoO2+6CLi
3.7 V
8.鎳鋅電池
負極反應
Zn + 2OH- <—> Zn(OH)2+ 2e
1.24V
正極反應
NiOOH + 2H2O + 2e- <—> Ni(OH)2 + 2OH-
0.49V
完整的反應
2NiOOH + Zn + 2H2O <—> 2Ni(OH)2 + Zn(OH)2
1.73V
9.鈉硫電池
負極反應
2Na <—> 2Na+ + 2e-
正極反應
3S + 2e-< —> S32-
完整的反應
2Na + 3S <—> Na2S3
2.076V
10.鐵鎳電池
負極反應
Fe + 2OH- <—> Fe(OH)2 +2e-
3Fe(OH)2 + 2OH-< —> Fe3O4 + 4H2O + 2e-
0.81V
正極反應
2NiOOH + 2H2O<—> 2Ni(OH)2 + 2OH-
0.49V
完整的反應
3Fe + 8NiOOH + 4H2O<—>8 Ni(OH)2 + Fe3O4
1.30V
3. 電池發電原理
電池(battery)指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或復合容器的部分空間。隨著科技的進步,電池泛指能產生電能的小型裝置.
原理
電池
在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學能並不轉換為電能。當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此,電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時,電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的,才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。因此,電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。為吉布斯反應自由能增量(焦);F為法拉第常數=96500庫=26.8安·小時;n為電池反應的當量數。這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關系式,也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。實際上,當電流流過電極時,電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢,這種現象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大,極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。極化的原因有三:①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化;②由電極-電解質界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化;③由電極-電解質界面層中傳質過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應面積、減小電流密度、提高反應溫度以及改善電極表面的催化活性。
4. 發電的原理是什麼
水力發電
水力發電
水力發電的基本原理是利用水位落差 ,配合水輪發電機產生電力,也就是利用水的位能轉為水輪的機械能,再以機械能推動發電機,而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件,有效的利用流力工程及機械物理等,精心搭配以達到最高的發電量,供人們使用廉價又無污染的電力。 於1882年,首先記載應用水力發電的地方是美國威斯康辛州。到如今,水力發電的規模從第三世界鄉間所用幾十瓦的微小型,到大城市供電用幾百萬瓦的都有。
火力發電
火力發電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產生的熱能來加熱水,使水變成高溫、高壓水蒸氣,然後再由水蒸氣推動發電機來發電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發電廠統稱為火電廠。 火力發電站的主要設備系統包括:燃料供給系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統及其他一些輔助處理設備。 火力發電
火力發電系統主要由燃燒系統(以鍋爐為核心)、汽水系統(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(以汽輪發電機、主變壓器等為主)、控制系統等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽;電氣系統實現由熱能、機械能到電能的轉變;控制系統保證各系統安全、合理、經濟運行。 火力發電的重要問題是提高熱效率,辦法是提高鍋爐的參數(蒸汽的壓強和溫度)。90年代,世界最好的火電廠能把40%左右的熱能轉換為電能;大型供熱電廠的熱能利用率也只能達到60%~70%。此外,火力發電大量燃煤、燃油,造成環境污染,也成為日益引人關注的問題。 熱電廠為火力發電廠,採用煤炭作為一次能源,利用皮帶傳送技術,向鍋爐輸送經處理過的煤粉,煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變為水蒸汽,經一次加熱之後,水蒸汽進入高壓缸。為了提高熱效率,應對水蒸汽進行二次加熱,水蒸汽進入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發電機發電。從中壓缸引出進入對稱的低壓缸。已經作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業,其餘部分流經凝汽器水冷,成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經過凝結水泵,經過低壓加熱器到除氧器中,此時為160度左右的飽和水,經過除氧器除氧,利用給水泵送入高壓加熱器中,其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料,最後流入鍋爐進行再次利用。以上就是一次生產流程。
核能發電
核能發電
核能發電的核心裝置是核反應堆。核反應堆按引起裂變的中子能量分為熱中子反應堆和快中子反應堆。 快中子是指裂變反應釋放的中子。熱中子則是快中子慢化後的中子。目前,大量運行的是熱中子反應堆,其中需要慢化劑,通過它的原子核與快中子彈性碰撞將快中子慢化成熱中子.熱中子堆使用的材料主要是天然鈾(鈾-235含量3%)和稍加濃縮鈾(鈾-236含量3%左右)。根據慢化劑、冷堆劑和燃料不同, 熱中子反應堆分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆和石墨水冷堆。目前已運行的核電站以輕水堆居多,中國已選定壓水堆作為第一代核電站。 核反應堆的起動、停堆和功率控制依靠控制棒,它由強吸收中子能力的材料(如硼、鎘)做成。為保證核反應堆安全,停堆用的安全棒也是由強吸收中子材料做成。
風力發電
把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單,風輪在風力的作用下旋轉,它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。 風輪是集風裝置,它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中,已採用的發電機有3種,即直流發電機、同步交流發電機和非同步交流發電機。 風力發電
風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向,從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常採用鍍鋅薄鋼板。 限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速范圍內保持基本不變。 塔架是風力發電機的支撐機構,稍大的風力發電機塔架一般採用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的,風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的,先要儲存起來。目前風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。
5. 電池是什麼原理放電
放電原理
在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。
負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。
當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。
因此,電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時,電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的,才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。
(5)物理電池發點原理是什麼擴展閱讀:
使用注意事項
1、選購有「國家免檢」、「中國名牌」標志的電池產品和地方名牌電池產品,這些產品質量有保障。
2、根據電器的要求,選擇適用的電池類型和規格尺寸,並根據電器耗電的大小和特點,購買適合電器的電池。
3、注意查看電池的生產日期和保質期,購買電池(新電池),新電池性能好。
4、注意查看電池的外觀,應選購包裝精緻、外觀整潔、干凈,無漏液跡象的電池。
6. 電池的原理是什麼,為什麼能產生電
電池工作原理
電池使用過程是電池放電過程,電池放電時在負極上進行氧化反應,向外提供電子,在正極上進行還原反應,從外電路接受電子,電流經外電路而從正極流向負極,電解質是離子導體,離子在電池內部的正負極之間的定向移動而導電,正離子(陽離子)流向正極,負離子(陰離子)流向負極。電池放電的負極為陽極,放電的正極為陰極,在陽極兩類導體界面發生氧化反應,在陰極的兩類導體界面上發生還原反應。整個電池形成了一個由外電路的電子體系和電解質液的離子體系構成的完整放電體系,從而產生電能供電。
7. 從物理角度解釋原電池原理
鋅是活潑金屬,容易失去電子變為鋅離子進入溶液,鋅電極發生的電極反應式是:
鋅片 Zn-2e-=Zn2+ (氧化反應)
鋅失去的電子沿導線經電流計流入銅片,溶液里的氫離子在銅電極上得到電子變為氫原子,進而結合為氫分子,銅電極發生的電極反應式是:
銅片 2H+2e-=H2↑ (還原反應)
由於,溶液中沒有可自由移動的電子,只有氫離子,硫酸根離子等可移動的帶電粒子。所以鋅失去電子不直接進入硫酸而要經過導線進入正級。
8. 熱化學電池發電的原理是什麼
燃料電池是一種電化學裝置,是不經過燃燒直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的發電裝置。其工作原理與普通電池基本相同,也是通過電化學反應把物質的化學能轉變為電能。
實際的總反應就是氫氧反應,燃料電池汽車需要攜帶著一個經壓縮的氫氣瓶,反應如下:
1.氫氣通過管道或導氣板到達陽極;
2.在陽極催化劑作用下,一個氫分子解離為2個氫離子,並釋放出2個電子;
3.在電池的另一端,氧氣(或空氣)通過管道或導氣板到達陰極,同時氫離子穿過電解質到達陰極,電子通過外電路也到達陰極
4.在陰極催化劑的作用下,氧與氫離子和電子發生反應生成水:
此時,電子在外電路的連接下形成電流,通過適當鏈接就可以向負載輸出電能。
9. 電池產生電的原理是什麼
在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。
正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。
當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學能並不轉換為電能。當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。
同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。
(9)物理電池發點原理是什麼擴展閱讀:
常見電池
1、干電池
干電池也叫錳鋅電池,所謂干電池是相對於伏打電池而言,所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的干電池如氧化銀電池,鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15V。干電池是消耗化學原料產生電能的。它的電壓不高,所能產生的持續電流不能超過1安培。
2、鉛蓄電池
蓄電池是應用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽,注滿硫酸,再插入兩塊鉛板,一塊與充電機正極相連,一塊與充電機負極相連,經過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負極之間有2伏的電壓。
另外,由於它的內阻極小,所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發動機供電,瞬時電流可達20多安培。蓄電池充電時是將電能貯存起來,放電時又把化學能轉化為電能。
3、鋰電池
以鋰為負極的電池。它是60年代以後發展起來的新型高能量電池。
10. 原電池的發電原理是什麼
原電池的工作原理 當把鋅板和銅板平行放入盛有稀硫酸的燒杯里,用連有電流計的導線連接兩極時,可以觀察到三個重要的現象:鋅片溶解,銅片上有氣體逸出,導線中有電流通過。 透過這些現象,分析兩極反應的實質,便可理解原電池是怎樣把化學能轉變為電能的原理。鋅是活潑金屬,容易失去電子變為進入溶液,鋅電極發生的電極反應式是: 鋅片Zn-2e=Zn2+ (氧化反應) 鋅失去的電子沿導線經電流計流入銅片,溶液里的在銅電極上得到電子變為氫原子,進而結合為氫分子,銅電極發生的電極反應式是: 銅片2H++2eH2↑ (還原反應) 由於在鋅、銅兩個電極上不斷發生的氧化還原反應,使化學能轉變為電能。鋅片是給出電子的一極,是電池的負極,銅片是電子流入的一極,是電池的正極。電流的方向同電子流的方向相反,從正極銅流向負極鋅。