基本信息播报
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伏打电池是1800年由意大利物理学家伏打发明的,早期称为“电池堆”。
1789年,伽伐尼做过一个实验,他用铁棒吊住一只青蛙,然后用铜线触碰青蛙的肌肉,导致青蛙抽搐。当时,伽伐尼并没有太注意这个现象,他认为这只是青蛙身体里的“动物电”。然而,伏特却对这个现象产生了兴趣。伏特在研究中发现,导电物体可以分为两类:一类是金属物体,另一类是液体,也就是我们今天所说的电解质。当两种不同的导体接触时,就会产生电位差。这个电位差很微弱,但如果将电位差叠加起来,就能产生很大的电位差。青蛙身体抽搐是因为导体接触产生了电,而不是因为“动物电”。
1800年,伏特根据电位差叠加的思想设计出一种装置。他用布把锌板和铜板隔开哪个意大利物理学家,叠在一起,浸入酸性溶液中,接上电路,就能产生电流。这个装置实验成功后,伏特把它命名为“电池堆”,也就是电池组。这种电池堆是早期的电力来源,后来的电池就是在这个基础上发明的。[2]
伏打电池的组成及原理
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铜锌电池半电池
每个伏打电池由两个半电池组成,它们通过含有阴离子和阳离子的导电电解质串联在一起。一个半电池由电解质和正极(称为阴极)组成。带负电的离子(称为阴离子)迁移到阴极;另一个半电池由电解质和负极(称为阳极)组成。带正电的离子(称为阳离子)迁移到阳极。在驱动电池的氧化还原反应中,阳离子在阴极被还原(获得电子),阴离子在阳极被氧化(失去电子)。电极不相互接触,而是通过电解质电连接。图 1 显示了铜锌电池(丹尼尔电池)的半电池 [4]。[3]
在铜锌电池中,锌比铜更容易失去电子。当两个电池通过盐桥和电导体连接起来,形成一个电子和离子流动的闭合电路时,铜离子 (Cu2+) 实际上会获得电子并变成铜金属。电子流过连接电极的电导体,而离子则流过盐桥,产生电流。[3]
伏电池电动势报告
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伏打电池的净电动势是半反应损失的势能差。电池的电驱动力称为端电压,以伏特为单位。理想电池的内部电阻可以忽略不计,因此它会保持恒定的端电压,直到能量耗尽。
如果电池保持 1.5V 电压并存储 1C 电量,那么在完全放电时它将完成 1.5J 的工作。电池通常是电化学电池的集合;例如,1.5V AAA 电池是单个 1.5V 电池,而 9V 电池是六个串联的 1.5V 电池。[3]
电池伏特的含义
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在伏打之前,人们只能利用摩擦发电机旋转发电,然后将电能储存在莱顿瓶中以备使用。这种方法相当麻烦,获得的电量也有限。伏打电池的发明改善了这些缺点哪个意大利物理学家,使获取电能变得非常方便。伏打电池是电力带来的文明的重要起点,它带动了后续电气研究的蓬勃发展,而后续基于电磁感应原理的电动机、发电机的发展也归功于它。发电机之后的电气文明的开始,引发了第二次工业革命贝语网校,改变了人类社会的格局。[3]