請問電源的工作原理是什麼?是怎樣提供電能的

2022-01-17 08:08:00 字數 6727 閱讀 7433

1樓:

家用交流電:是機械能轉化為電能(外力使電動機轉就會放電)

電池:裡面的物質發生氧化還原反應,放出能量就有了倍。

例如:原電池(和我們常說的乾電池,就是一個原電池)

1.瞭解原電池的組成

組成原電池有三個不可缺少的條件,這三個條件是:

(1)電極 由兩塊活潑效能不同的金屬作為原電池的兩個電極。活潑的金屬是電池的負極,不活潑金屬(或非金屬導體)是電池的正極。

(2)電解質溶液 根據電解材料,可以選擇酸、鹼、鹽溶液作為組成的電解質溶液。

(3)導線 用以連線兩極,才能使浸入電解質溶液的兩極形成閉合迴路,組成正在工作的原電池。

2.理解原電池的工作原理

當把鋅板和銅板平行放入盛有稀硫酸的燒杯裡,用連有電流計的導線連線兩極時,可以觀察到三個重要的現象:鋅片溶解,銅片上有氣體逸出,導線中有電流通過。

透過這些現象,分析兩極反應的實質,便可理解原電池是怎樣把化學能轉變為電能的原理。鋅是活潑金屬,容易失去電子變為進入溶液,鋅電極發生的電極反應式是:

鋅片 zn-2e=zn2+ (氧化反應)

鋅失去的電子沿導線經電流計流入銅片,溶液裡的在銅電極上得到電子變為氫原子,進而結合為氫分子,銅電極發生的電極反應式是:

銅片 2h++2eh2↑ (還原反應)

由於在鋅、銅兩個電極上不斷髮生的氧化還原反應,使化學能轉變為電能。鋅片是給出電子的一極,是電池的負極,銅片是電子流入的一極,是電池的正極。電流的方向同電子流的方向相反,從正極銅流向負極鋅。

2樓:千書僅剩

電源有不同和種類,其工作原理也不同。如:

化學電池:一般由電解液、正負電極組成,是將化學能轉化為電能;

太陽能電池:由太陽能聚能板和電極組成,將太陽能轉化為電能;

發電機:由磁鐵(或產生磁場的線圈)和線圈組成,將機械能轉化為電能。

請問電源的工作原理是什麼?是怎樣提供電能的?

3樓:單于芳苓蹇偲

家用交流電:是機械能轉化為電能(外力使電動機轉就會放電)

電池:裡面的物質發生氧化還原反應,放出能量就有了倍。

例如:原電池(和我們常說的乾電池,就是一個原電池)

1.瞭解原電池的組成

組成原電池有三個不可缺少的條件,這三個條件是:

(1)電極

由兩塊活潑效能不同的金屬作為原電池的兩個電極。活潑的金屬是電池的負極,不活潑金屬(或非金屬導體)是電池的正極。

(2)電解質溶液

根據電解材料,可以選擇酸、鹼、鹽溶液作為組成的電解質溶液。

(3)導線

用以連線兩極,才能使浸入電解質溶液的兩極形成閉合迴路,組成正在工作的原電池。

2.理解原電池的工作原理

當把鋅板和銅板平行放入盛有稀硫酸的燒杯裡,用連有電流計的導線連線兩極時,可以觀察到三個重要的現象:鋅片溶解,銅片上有氣體逸出,導線中有電流通過。

透過這些現象,分析兩極反應的實質,便可理解原電池是怎樣把化學能轉變為電能的原理。鋅是活潑金屬,容易失去電子變為進入溶液,鋅電極發生的電極反應式是:

鋅片zn-2e=zn2+

(氧化反應)

鋅失去的電子沿導線經電流計流入銅片,溶液裡的在銅電極上得到電子變為氫原子,進而結合為氫分子,銅電極發生的電極反應式是:

銅片2h++2eh2↑

(還原反應)

由於在鋅、銅兩個電極上不斷髮生的氧化還原反應,使化學能轉變為電能。鋅片是給出電子的一極,是電池的負極,銅片是電子流入的一極,是電池的正極。電流的方向同電子流的方向相反,從正極銅流向負極鋅。

電的工作原理

4樓:匿名使用者

在電源的非靜電力作用下,同種帶電微粒會發生定向移動,正電荷向電源負極移動、負電荷向電源正極移動。帶電微粒的定向移動就是電流,一般規定正電荷移動的方向為電流的正方向。電流方向不隨時間變化的電流叫直流電,電流方向隨時間變化的電流叫交流電。

區分直流和交流,僅僅是其方向而已,與其它的量無關。電流雖然有方向,但是是一個標量。

電流所流經的路徑即電路。在閉合電路中,實現電能的傳遞和轉換。電路由電源、連線導線、開關電器、負載及其它輔助裝置組成。

電源是提供電能的裝置,電源的功能是把非電能轉換為電能,如電池把化學能轉換為電能,發電機把機械能轉換為電能,太陽能電池將太陽能轉化為電能,核能將質量轉化為能量等。乾電池、蓄電池、發電機等是最常用的電源。負載是電路中消耗電能的裝置,負載的功能是把電能轉變為其它形式的能量。

如電爐把電能轉變為熱能,電動機把電能轉變為機械能等。照明器具、家用電器、機床等是最常見的負載。開關電器是負載的控制裝置,如刀開關、斷路器、電磁開關、減壓起動器等都屬於開關電器。

輔助裝置包括各種繼電器、熔斷器以及測量儀表等。輔助裝置用於實現對電路的控制、分配、保護及測量。連線導線把電源、負載和其它裝置連線成一個閉合迴路,連線導線的作用是傳輸電能或傳送電訊號.

5樓:匿名使用者

首先電荷是成對出現的,能移動的是電子,電子是負電荷,電子跑了,留下的就是正電荷。電流是由電子的移動產生的,電池是讓電子移動的**,看什麼電池,一般電池都是化學反應中產生電子的移動,也就產生了電壓。所以正電荷是不會移動的,移動的是電子,電子的移動是產生電荷的原因。

電池的工作原理是什麼

6樓:種花家的小米兔

在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。

正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。

當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,儲存在電池中的化學能並不轉換為電能。

當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質介面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。

電池能將化學能轉化成電能的裝置。具有正極、負極之分。隨著科技的進步,電池泛指能產生電能的小型裝置。如太陽能電池。

電池的效能引數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。利用電池作為能量**,可以得到具有穩定電壓,穩定電流,長時間穩定供電,受外界影響很小的電流,並且電池結構簡單,攜帶方便,充放電操作簡便易行,不受外界氣候和溫度的影響,效能穩定可靠。

7樓:許昌的比較差

電池的正極材料是鈷酸鋰(licoo2),負極材料是石墨(c)

1、充電的時候,在外加電場的影響下,正極材料licoo2分子裡面的鋰元素脫離出來,變成帶正電荷的鋰離子(li+),在電場力的作用下,從正極移動到負極,與負極的碳原子發生化學反應,生成lic6,於是從正極跑出來的鋰離子就很「穩定」的嵌入到負極的石墨層狀結構當中。

從正極跑出來轉移到負極的鋰離子越多,這個電池可以儲存的能量就越多。

2、放電的時候剛好相反,內部電場轉向,鋰離子(li+)從負極脫離出來,順著電場的方向,又跑回到正極,重新變成鈷酸鋰分子(licoo2)。從負極跑出來轉移到正極的鋰離子越多,這個電池可以釋放的能量就越多。

在每一次充放電迴圈過程中,鋰離子(li+)充當了電能的搬運載體,周而復始的從正極→負極→正極來回的移動,與正、負極材料發生化學反應,將化學能和電能相互轉換,實現了電荷的轉移,這就是「鋰離子電池」的基本原理。

由於電解質、隔離膜等都是電子的絕緣體,所以這個迴圈過程中,並沒有電子在正負極之間的來回移動,它們只參與電極的化學反應。

擴充套件資料

常見電池

1、鋅錳乾電池

鋅-錳電池具有原材料**豐富、工藝簡單,**便宜、使用方便等優點,成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅-錳電池以鋅為負極,以二氧化錳為正極。按照基本結構,鋅-錳電池可製成圓筒形、扣式和扁形,扁形電池不能單個使用,可組合疊層電池(組)。

按照所用電解液的差別將鋅-錳電池分為三個型別:

(1)銨型鋅-錳電池:電解質以氯化銨為主,含少量氯化鋅。

(2) 鋅型鋅-錳電池:又稱高功率鋅-錳電池,電解質為氯化鋅,具有防漏效能好,能大功率放電及能量密度較高等優點,是鋅-錳電池的第二代產品,20世紀70年代初首先由德國推出。與銨型電池相比鋅型電池長時間放電不產生水,因此電池不易漏液。

(3) 鹼性鋅-錳電池:這是鋅-錳電池的第三代產品,具有大功率放電效能好、能量密度高和低溫效能好等優點。

鋅-錳電池額定開路電壓為1.5v,實際開路電壓1.5-1.

8v ,其工作電壓與放電負荷有關,負荷越重或放電電阻越小,閉路電壓越低。用於手電筒照明時,典型終止電壓為0.9v,某些收音機允許電壓降至0.

75v。

2、鋰原電池

又稱鋰電池,是以金屬鋰為負極的電池總稱。鋰的電極電勢最負相對分子質量最小,導電性良好,可製成一系列貯存壽命長,工作溫度範圍寬的高能電池。

根據電解液和正極物質的物理狀態,鋰電池有三種不同的型別,即:固體正極—有機電解質電池、液體正極—液體電解質電池、固體正極—固體電解質電池。li—(cf)n的開路電壓為3.

3v,比能量為480w·h·l-1,工作溫度在-55~70℃間,在20℃下可貯存10年之久!

它們都是研製的新產品,主要用於軍事、空間技術等特殊領域,在心臟起搏器等微、小功率場合也有應用。鋰電池與鋰離子電池不同。前者是一次電池,後者可反覆充電。

3、蓄電池

蓄電池在放電過程中屬於原電池反應。這類電極反應都有電解質溶液參與,如果能分析清楚電解質溶液是否參與電極反應,那麼負極的電極反應式和正極的電極反應式的書寫就可迎刃而解了。

8樓:吃番茄的土豆

電池的工作原理如下:

在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。

負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。

當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,儲存在電池中的化學能並不轉換為電能。當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質介面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。

電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。

因此,電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時,電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的,才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。

因此,電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。g為吉布斯反應自由能增量(焦);f為法拉第常數=96500庫=26.8安·小時;n為電池反應的當量數。

這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關係式,也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。

實際上,當電流流過電極時,電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢,這種現象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大,極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。

極化的原因有三:

①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化;

②由電極-電解質介面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化;

③由電極-電解質介面層中傳質過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應面積、減小電流密度、提高反應溫度以及改善電極表面的催化活性。

擴充套件資料:

常見電池有:

1、乾電池

乾電池也叫錳鋅電池,所謂乾電池是相對於伏打電池而言,所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的乾電池如氧化銀電池,鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15v。

乾電池是消耗化學原料產生電能的。它的電壓不高,所能產生的持續電流不能超過1安培。

2、鉛蓄電池

蓄電池是應用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽,注滿硫酸,再插入兩塊鉛板,一塊與充電機正極相連,一塊與充電機負極相連,經過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負極之間有2伏的電壓。

蓄電池的好處是可以反覆多次使用。另外,由於它的內阻極小,所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發動機供電,瞬時電流可達20多安培。

蓄電池充電時是將電能貯存起來,放電時又把化學能轉化為電能。

3、鋰電池

以鋰為負極的電池。它是60年代以後發展起來的新型高能量電池。按所用電解質不同分為:

①高溫熔融鹽鋰電池;

②有機電解質鋰電池;

③無機非水電解質鋰電池;

④固體電解質鋰電池;

⑤鋰水電池。

鋰電池的優點是單體電池電壓高,比能量大,儲存壽命長(可達10年),高低溫效能好,可在-40~150℃使用。缺點是**昂貴,安全性不高。另外電壓滯後和安全問題尚待改善。

大力發展動力電池和新的正極材料的出現,特別是磷酸亞鐵鋰材料的發展,對鋰電發展有很大幫助。

4、水果電池

水果電池是利用水果中的化學物質和金屬片發生反應產生電能的一種電池。

水果電池的發電原理是:兩種金屬片的電化學活性是不一樣的,其中更活潑的那邊的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子,由於產生了正電荷,整個系統需要保持穩定(或者說是產生了電荷,電荷造成下列結果)。

所以在組成原電池的情況下,自由電子從迴路中保持系統的穩定,這樣的話理論上來說電流大小直接和果酸濃度相關,(如果是要表達為一個函式關係的話,那麼這個函式其實是和離子強度有關的而且還是定量關係,和離子濃度有定性的關係),在此情況下,如果迴路的長度改變,勢必造成迴路的改變,所以也會造成電壓的改變。

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