日常工程
电池如何工作
电池利用化学反应,推动电子沿完整路径流动。
想象两个高度不同的水箱。把它们连起来,水就会流向较低的水箱;电池产生电势差,推动电荷通过电路。
步骤 1
电池有两极
两个不同的电极浸在电解质中,隔膜使它们无法直接接触。
步骤 2
化学反应产生电压
反应使一个电极比另一个电极拥有更多可用电子。这种电势差就是电压。
步骤 3
隔膜阻止抄近路
电子无法直接穿过隔膜,因此必须走外部通路。
步骤 4
闭合电路打通路径
用设备连接电池两端后,电子就能通过外部电路移动。
步骤 5
离子在内部移动
电子沿导线流动时,称为离子的带电原子会穿过电解质,让反应继续进行。
步骤 6
反应最终会衰减
随着材料发生变化,电池最终无法维持足够电压。充电电池能逆转其中许多变化。
常见误区
电池像水桶一样储存散装电。
电池储存的是化学能。接通完整电路后,内部反应产生电压并推动电荷移动。
快速检查
电子为什么经过设备,而不直接穿过电池?
- 隔膜挡住了直接路径
- 电子害怕化学物质
- 正极端没有电荷
查看答案
隔膜允许所需的离子移动,却阻止电子在电池内部直接抄近路。
资料来源
- DOE Explains...BatteriesU.S. Department of Energy
- How does a battery work?MIT School of Engineering