Тема 4.1. Гальванические элементы

Электрический ток в жидких проводниках

Преобразователи электрической энергии – это, в основном, химические источники электрической энергии, преобразующие энергию химических реакций в электрическую. К ним относятся гальванические элементы и аккумуляторы.

В жидких проводниках (электролитах) происходит процесс электролитической диссоциации, т. е. непрерывный самопроизвольный распад молекул на составные части. Например, при растворении медного купороса CuSO4 в воде, его молекулы распадаются на положительные ионы меди Cu и отрицательные ионы SO4 (кислотный остаток). В электролите происходит беспорядочное движение ионов и в целом такой раствор является электрически нейтральным, т. к. в нём содержится одинаковое количество положительно и отрицательно заряженных ионов. Однако если жидкий проводник, например раствор медного купороса, поместить в электрическое поле (рис. 61), созданное при помощи двух электродов (заряженных медных пластин), то на положительные и отрицательные ионы начнут действовать электрические силы.

- отрицательный ион (SO4)

+ положительный ион (Cu)

Рис.61. Схема прохождения электрического тока через электролит:

1 – электролит; 2 – анод; 3 – катод.

При этом положительные ионы меди Cu устремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные ионы кислотного остатка SO4 – к положительному аноду. Это упорядоченное движение ионов представляет собой электрический ток в жидких проводниках. Следовательно, ток в жидких проводниках существенно отличается от тока в металлах, т. к. вместо лёгких электронов здесь движутся в тысячи и десятки тысяч раз более тяжёлые положительные и отрицательные ионы.