Из статьи вы узнаете
- что можно назвать ХИТами
- как образуется электричество
- какие есть составляющие ХИТ
Химические источники тока или сокращённо ХИТ - это такие устройства, в результате работы которых, химическая энергия окислительно-восстановительной реакции превращается в электрическую энергию постоянного тока.
Как же в результате химической реакции получается электричество? В ходе окислительно-восстановительной реакции происходит перенос электронов между двумя разными веществами (окислителем и восстановителем). Но чтобы получить электрический ток, нужно сделать так, чтобы электрон не сразу попадал от одного вещества к другому, а проходил через заданный путь.
Итальянский физиолог Луиджи Гальвани еще в 18 веке впервые реализовал данную концепцию. Традиционные гальванические элементы работают за счёт реакций восстановления и окисления металлов с разной активностью.
Приведём в пример стандартную ячейку, в которой на аноде окисляется цинк и на катоде восстанавливается медь. И чтобы ионы металлов не реагировали друг с другом, пространство между катодом и анодом разделяют специальной мембраной. Из-за чего и возникает разность потенциалов между электродами, т.е. электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии реакции.
Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно-разделённых процессов: на отрицательном аноде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к положительному катоду, создавая разрядный ток, где они участвуют в реакции восстановления окислителя.
Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идёт от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода (отрицательного полюса химического источника тока) к положительному. Это соответствует протеканию электрического тока в направлении от положительного полюса к отрицательному, так как направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.
Так же важной составляющей химического источника тока является электролит, ведь на его границах с электродами проходят электрохимические реакции и в нем движутся ионы. Электролит может быть как жидким (водным или неводным), так и твёрдым, все зависит от элемента питания и протекающих в нем токообразующих реакций.
К химическим источникам тока относятся гальванические элементы, аккумуляторы и топливные элементы. О них мы расскажем в следующих статьях.
