In locurile unde nu există reţele electrice, se întrebuinţează pentru alimentarea instalaţiilor de radio elemente galvanice şi acumulatori, care se mai numesc şi surse chimice de curent. Cel mai simplu element galvanic se compune dintr-o placă de cupru şi una de zinc (fig. 61) intoduse într-o soluţie de acid sulfuric. Datorită reacţiei chimice care se petrece între zinc şi acidul sulfuric, se creează pe zinc un excedent de electroni. Electronii excedentari pentrucâ zincul negativ şi în felul aceşta el devine pol negativ. In acelaşi timp, soşi placa de cupru inîn soluţie se încarcă pozitiv. In urma acestui fapt se produce o f.e.m. de 1 V care se menţine âtîta timp cît circuitul este deschis.
Inchizhid circuitul, prin el va trece curent, iar în îuteriorul elemetului începe să se degaje hidrogen care frapară suprafaţa plăcilor cu un strat de bule de gaz. Âeest strat de hule de gaz împiedică circulaţia curentului şi micşorează astfel tensiunea la polii elementului. Fenoinenul se numeşte polarizare. Cu cat curentul este mai mare, cu atat polarizarea se manifestă mai puternic şi cu atît tensiunea elementului scade mai repede.
Pentru înlăturarea polarizării, sînt introduse în element substanţe capabile să absoarbă hidrogenul, care se numesc depolarizatori. In elementele galvanice moderne, ca depolarizator se foloseşte, în special, o substanţă chimică numită peroxid de mangan.
Pentru ca tensiunea la poli să ramînă constantă, depolarizatorul trebuie să absoarbă repede hidrogenul care se formează în timpul funcţionării elementului.
Absorbind hidrogenul, depolarizatorul devine treptat inutilizabil. Deobicei însă, se strică mai întîi electrolitul şi placa de zinc, care sub acţiunea electrolitului este expusă coroziunii. In general, energia electrică din elemente se obţine prin consumul de zinc, de electrolit şi de depolarizatori, şi deaceea fiecare element dispune de o anumită cantitate de energie, putînd funcţiona un timp limitat. Diferitele elemente sunt caracterizate de următoarele valori: forţă electromotoare, curent maxim de descărcare şi capacitate. Să analizăm mai amănunţit aceste valori.
Forţa electromotoare este determinată de tipul elementului, adică de materialul din care sunt confecţionaţi electrozii, de substanţa electrolitului şi a depolarizatorului. Ea nu este în funcţie de dimensiunile elementului, adică de mărimea electrozilor, de cantitatea electrolitului şi de cantitatea depolarizatorului. Cînd elementul este conectat la un circuit închis, tensiunea la bornele lui este întotdeauna ceva mai mică decît f.e.m. şi scade atunci cînd creşte curentul.
In timpul .descărcării elementului, curentul nu trebuie să depăşească o anumită valoare. Un curent prea mare cauzează un consum accelerat al zincului, iar tensiunea scade repede pînă la o valoare inadmisibil de mică. Acelaşi fenomen, într-o măsură însă mai mare, se petrece la scurtcircuitarea elementului, adică în cazul legării polilor acestuia cu un conductor cu rezistenţă mică. Nu este permisă scurtcircuitarea elementului. In niciun caz elementele nu vor fi încercate la „scînteie”, printr-o legătură între conductorii care pleacă dela poli.
La majoritatea elementelor, curentul de descărcare maxim admisibil este numai de cîteva fracţiuni de amper. Cu cît dimensiunile elementului sînt mai mari, cu atît curentul de descărcare maxim va fi mai mare. Creşterea excesivă a acestui curent duce la slăbirea rapidă a elementului.
Capacitatea elementului reprezintă cantitatea de electricitate pe care o poate da elementul la o descărcare de curent care nu depăşeşte curentul maxim admisibil. De obicei, capacitatea elementelor se măsoară în amperi-ore (Ah), adică prin produsul dintre mărimea curentului de descărcare în amperi şi totalul orelor de lucru a elementului. Elementul este complect descărcat, dacă tensiunea la borne s-a micşorat cu aproximativ 50% faţă de valoarea iniţială.
Un amper-oră înseamnă cantitatea de electricitate desvoltată prin trecerea unui curent de 1 amper timp de o oră. Dacă elementul are, de exemplu, o capacitate de 20 Ah, iar curentul de descărcare este de 100 mA, adică de 0,1 A, elementul poate fi descărcat fără întrerupere timp de 200 ore, întrucît 200×0,1 = 20. Dacă curentul de descărcare va fi pe jumătate (50 mA), durata de descărcare se va dubla, adică va fi de 400 ore. Durata funcţionării elementului poate fi determinată împărţind capacitatea exprimată în amperi-ore, la curentul de descărcare exprimat în amperi. Curentul nu trebuie să depăşească valoarea maximă admisibilă.
Capacitatea elementului este în funcţie de cantitatea de zinc, de electrolit şi de depolarizator pe care o are. Cu cît dimensiunile elementului sînt mai mari, cu atît vor intra în acesta substanţe în cantităţi mai mari şi deci şi capacitatea lui va creşte. Pe lîngă aceasta, capacitatea depinde într-o mare măsură de valoarea curentului de descărcare, de întreruperile din timpul descărcării, cît şi de durata acestor întreruperi. Capacitatea normală a elementului corespunde curentului de descărcare maxim admisibil, la o descărcare fără întrerupere. Cînd curentul este sub valoarea maximă şi cînd descărcarea are loc cu întreruperi, capacitatea se măreşte, însă la un curent peste cel maxim admisibil, capacitatea scade brusc. Datorită acestor situaţii, calculul duratei de funcţionare a elementului pe baza capacităţii normale şi a valorii curentului de descărcare, este totdeauna aproximativ.
Articole din aceasi publicatie
