Apa itu Sel Kering: Struktur & Kerjanya

Sel kering adalah bentuk sumber elektrik yang paling mudah. Sebilangan sel menggabungkan sel membentuk bateri. The asid plumbum atau nikel-kadmium bateri adalah versi sel kering yang maju. Sel ini pertama kali dicipta oleh jurutera Perancis Georges Leclanche pada tahun 1866. Penemuannya dinamakan sempena namanya sebagai bateri Leclanche. Tetapi pada masa itu, ia sangat berat dan mudah patah. Sel kering mempunyai prinsip yang sama dan ia adalah versi lanjutan bateri Leclanche dan terdapat dalam voltan dan ukuran yang berbeza. Bentuk komersial sel karbon-zink yang merupakan bentuk bateri Leclanche yang diubah suai diciptakan pada tahun 1881 oleh Carl Gassner dari Mainz. Ia dihasilkan dalam jumlah yang banyak dan digunakan dalam banyak aplikasi seperti mainan, radio, kalkulator, dll.

Apa itu Sel Kering?

Sel kering adalah alat yang menghasilkan elektrik berdasarkan tindak balas kimia. Apabila dua elektrod sel dihubungkan melalui jalan tertutup, maka sel memaksa elektron mengalir dari satu hujung ke ujung yang lain. Aliran elektron menyebabkan arus mengalir dalam litar tertutup.

Lapisan Sel Kering

Dengan bantuan tindak balas kimia, elektron mengalir dari satu hujung ke ujung yang lain. Apabila dua atau lebih sel, dihubungkan dengan kekutuban yang betul, lebih banyak elektron mengalir kerana potensi tinggi. Gabungan ini dipanggil bateri. Dari voltan minimum 1.5 V hingga 100 V, bateri dapat digunakan untuk mendapatkan julat voltan. Malah voltan DC output bateri dapat diatur ke tahap yang berbeza menggunakan penukar elektronik kuasa seperti pencincang litar.

Struktur Sel

Struktur sel kering karbon-zink ditunjukkan dalam gambar. Ia terdiri daripada terminal anod sebagai zink atau batang grafit am. Karbon membentuk terminal katod. Mungkin diperhatikan bahawa dalam versi sel kering yang lebih lama, zink digunakan sebagai katod dan grafit digunakan sebagai terminal anod. Pemilihan elemen pada asasnya berdasarkan konfigurasi kimianya dari orbit terluar elemen.

Struktur Sel Kering

Sekiranya ia mempunyai lebih banyak bilangan elektron di orbit terluar, maka ia boleh bertindak sebagai penderma, dan dengan itu membentuk katod. Begitu juga, jika orbit terluar mempunyai elektron yang lebih sedikit, ia dapat dengan mudah menerima dan karenanya membentuk anoda. Elektrolit yang diletakkan di antara bertindak sebagai pemangkin bagi tindak balas kimia. Secara amnya, kita menggunakan jeli ammonium klorida sebagai elektrolit. Dalam gambar yang ditunjukkan, elektrolit yang digunakan adalah campuran zink dan klorida. Juga, natrium klorida juga digunakan sebagai elektrolit. Campuran mangan dioksida dan karbon dikelilingi di sekitar batang anod.

Keseluruhan konfigurasi diletakkan dalam tiub logam. Jeli dihalang mengering dengan menggunakan nada di bahagian atas sel. Mesin basuh karbon diletakkan di bahagian bawah. Tujuan mesin basuh ini adalah untuk mengelakkan batang anod zink tidak bersentuhan dengan bekas.

Ini juga disebut spacer seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Kaleng zink juga dikelilingi oleh penebat kertas untuk tujuan penebat. Untuk bateri besar, bahan penebat lain seperti mika, dll juga digunakan. Terminal positif ell terbentuk di bahagian atas. Terminal negatif sel terbentuk di pangkalan.

Kerja Sel Kering

Sel kering pada asasnya berfungsi pada tindak balas kimia. Oleh kerana tindak balas yang berlaku antara elektrolit dan elektrod, elektron mengalir dari satu elektrod ke elektrod yang lain. Bahan seperti asid larut dalam air untuk membentuk zarah terion. Zarah terion adalah dua jenis. Ion positif disebut kation dan ion negatif disebut anion. Asid yang dilarutkan dalam air disebut elektrolit.

Dalam rajah yang disebutkan di atas, zink klorida terbentuk sebagai elektrolit. Demikian juga jeli ammonium klorida juga terbentuk sebagai elektrolit. Batang logam yang direndam dalam elektrolit membentuk elektrod. Berdasarkan ciri kimia rod logam, kita mempunyai elektrod positif sebagai anod dan elektrod negatif sebagai katod.

Elektrod menarik ion bercas yang berlawanan ke sisinya. Contohnya, katod menarik anion dan anod menarik kation. Dalam proses ini elektron mengalir dari satu arah ke arah yang lain, oleh itu kita mendapat aliran cas. Ini dipanggil semasa .

Reaksi Kimia

Reaksi yang berlaku di dalam sel ditunjukkan di bawah. Pertama ialah tindak balas pengoksidaan.

Dalam ini, katod zink dioksidakan menjadi ion zink bermuatan positif yang melepaskan dua ion. Elektron ini dikumpulkan oleh anod. Kemudian datang reaksi penurunan.

Reaksi penurunan pada anod ditunjukkan di atas. Tindak balas ini menghasilkan arus elektrik. Ia membebaskan ion oksida dengan magnesium oksida. Tindak balas ini terbentuk apabila magnesium digabungkan dengan elektrolit.

Dua tindak balas yang lain mewakili reaksi asid-basa dan tindak balas pemendakan yang berlaku di sel kering. Dalam tindak balas asid-basa, NH digabungkan dengan OH untuk menghasilkan NH3 bersama dengan air. Hasilnya adalah NH3 dan dasar air.

Perbezaan Antara Sel Kering dan Sel Basah

Perbezaan utama antara sel kering dan sel basah adalah bentuk elektrolit. Seperti yang telah dibincangkan sebelumnya, dalam sel kering, elektrolit seperti amonium klorida bersifat kering. Sel kering seperti itu lebih biasa dan digunakan dalam mainan, radio, dll. Tetapi dalam sel basah, elektrolit berada dalam keadaan cair.

Elektrolit cair seperti asid sulfurik, yang merupakan cecair korosif berbahaya digunakan. Oleh kerana sifat cecair tersebut, sel basah lebih mudah meletup dan perlu ditangani dengan berhati-hati. Kelebihan terbaik sel basah seperti itu dapat diisi semula dengan mudah dan digunakan untuk banyak aplikasi. Bateri seperti itu biasa digunakan dalam penerbangan, utiliti, penyimpanan tenaga, dan menara telefon bimbit.

Fungsi Sel Kering

Fungsi sel kering berdasarkan tindak balas kimia antara elektrod dan elektrolit. Apabila elektrod diletakkan di dalam elektrolit, ia menarik ion bercas yang berlawanan ke arah mereka. Ini menyebabkan aliran cas, dan oleh itu arus dihasilkan.

Kelebihan

The kelebihan sel kering sertakan perkara berikut.

• Sel kering mempunyai banyak kelebihan seperti
• Ia bersaiz kecil.
• Ia boleh datang dalam pelbagai tahap voltan.
• Sangat berguna dan mempunyai banyak aplikasi.
• Ia adalah satu-satunya sumber voltan DC.
• Ia dapat digunakan bersama dengan rangkaian elektronik daya untuk mengatur voltan keluaran
• Ia boleh dicas semula.

Kekurangan

The kekurangan sel kering sertakan perkara berikut.

• Ia mesti ditangani dengan berhati-hati
• Ia meletup
• Bateri penarafan besar sangat berat

Permohonan

The aplikasi sel kering sertakan perkara berikut.

• Mainan
• Penerbangan
• Telefon bimbit
• Radio
• Kalkulator
• Jam tangan
• Alat pendengaran

Oleh itu, kita telah melihat operasi, klasifikasi, dan aplikasi sel kering . Satu perkara menarik yang perlu diberi perhatian ialah bateri hanya berfungsi apabila elektrod bersentuhan secara fizikal antara satu sama lain. Perlu ada medium pengalir di antara kedua elektrod. Persoalannya adakah air boleh dijadikan media pengalir antara elektrod sel kering? Sekiranya demikian, apa yang akan berlaku sekiranya sel ini dicelupkan ke dalam air?