Первичный ХИТ способен обеспечить лишь один непрерывный или прерывистый разряд, т. к. химическая необратимость не дает возможности приведения разряженных электродов (или одного из них) в исходное состояние.
В наименовании этих элементов слово "первичный" обычно опускают, например марганцево-цинковый элемент, ртутно-кадмиевая батарея.
Электродвижущая сила.
Электродвижущая сила первичного ХИТ представляет собой разность потенциалов неработающего источника, к которому не подключен потребитель.
Для гальванических элементов ЭДС определяется разностью потенциалов положительного и отрицательного электродов:
Е = Фк - Фа
где Е – электродвижущая сила(ЭДС);
Фа - потенциал анода;
Фк - потенциал катода.
Величина ЭДС в основном зависит от величины электродных потенциалов, т. е. от состояния активных масс электродов, степени их окисления или восстановления, а также от состава электролита и температуры.
Напряжение гальванического элемента - это разность положительного и отрицательного потенциалов при замкнутой внешней цепи.
|
|
Напряжение отличается от ЭДС на величину падения напряжения внутри гальванического элемента.
Первичные ХИТ имеют только напряжение разряда, которое всегда
меньше ЭДС.
Разрядное напряжение определяется как:
Up = E-IPr,где
ü Up- напряжение при разряде;
ü Е - электродвижущая сила;
ü IР- ток разряда;
ü r - внутреннее сопротивление, Ом.
Основными факторами, определяющими напряжение гальванического элемента, являются внутреннее сопротивление и сила разрядного тока. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем выше напряжение.
Внутреннее сопротивление.
Внутреннее сопротивление определяет режим работы гальванического элемента. При малом внутреннем сопротивлении падение напряжения на самом элементе небольшое, вследствие чего гальванический элемент может быть нагружен на большую мощность.
Внутреннее сопротивление определяется омическим сопротивлением электродов и электролита, а также сопротивлением поляризации, возникающим при изменении электродных потенциалов при разряде.
Внутреннее сопротивление г для разряда рассчитывается по формуле:
r = (Е-up)/Ip.
Внутреннее сопротивление гальванических элементов и батарей зависит от их конструкции, размера и степени разряженности.
Чем больше времени хранится гальванический элемент, тем больше его внутреннее сопротивление. В процессе разряда элемента его внутреннее сопротивление увеличивается.