Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » مبدأ الكومة الفولتية

مبدأ الكومة الفولتية

1800
  • Alessandro Volta
Voltaic pile demonstrating early electrochemical energy conversion.

(صورة توضيحية فقط)

أول بطارية كهربائية، تُنتج تيارًا مستمرًا بتكديس أزواج من أقراص معدنية مختلفة (مثل الزنك والنحاس)، مفصولة بقطعة قماش مبللة بمحلول ملحي. يُشكل كل زوج خلية جلفانية، ويؤدي تكديسها على التوالي إلى زيادة الجهد الكلي. أظهر هذا الترتيب أول تحويل مستمر للطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، ممهدًا الطريق للكيمياء الكهربائية الحديثة.

يعمل الكومة الفولتية وفقًا للمبدأ الأساسي للسلسلة الكهروكيميائية. عند توصيل معدنين مختلفين، مثل الزنك والنحاس، بواسطة إلكتروليت (في هذه الحالة، ورق منقوع في محلول ملحي)، يحدث تفاعل كهروكيميائي. الزنك، كونه أكثر تفاعلية، يتأكسد بسهولة، ويفقد الإلكترونات ويشكل أيونات الزنك التي تذوب في الإلكتروليت. تنتقل هذه الإلكترونات عبر المسار المعدني الخارجي إلى قرص النحاس. على سطح النحاس، يحدث تفاعل اختزال؛ عادةً ما تستقبل أيونات الهيدروجين من الماء في الإلكتروليت الإلكترونات لتكوين غاز الهيدروجين. يشكل هذا التدفق من الإلكترونات تيارًا كهربائيًا.

Each zinc-copper pair, separated by the electrolyte, is a single ‘cell’ that produces a small voltage (around 0.76 volts). The genius of Volta’s design was stacking these cells in series. By placing them one on top of another (copper, zinc, brine-soaked cloth, copper, zinc, etc.), the voltages of the individual cells add up. A pile with 20 cells could produce about 15 volts. This was the first device to provide a steady, continuous source of electric current, unlike the static discharges from Leyden jars.

However, the Voltaic pile had significant limitations. The hydrogen gas produced at the copper electrode would form a layer of bubbles, insulating the electrode from the electrolyte. This phenomenon, known as polarization, quickly increased the internal resistance and caused the voltage to drop. Additionally, the electrolyte would leak and evaporate, and local short-circuits could occur, limiting its practical عمر.

UNESCO Nomenclature: 2203
– Electrochemistry

يكتب

Physical Device

خلل

Revolutionary

الاستخدام

Obsolete

مقدمات

  • Luigi Galvani’s discovery of ‘animal electricity’ in frog legs
  • اختراع جرة ليدن لتخزين الشحنات الساكنة
  • فهم الموصلات والعوازل الكهربائية
  • مفهوم السلسلة الكهروكيميائية للمعادن

التطبيقات

  • early التحليل الكهربائي experiments (e.g., decomposition of water)
  • مصدر الطاقة لأول التلغرافات الكهربائية
  • الطلاء الكهربائي
  • عروض إضاءة القوس

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • مصادر الطاقة المتكاملة بيولوجيًا باستخدام سوائل الجسم الطبيعية كإلكتروليتات
  • أكوام فولتية نانوية ذاتية التجميع لتنشيط توصيل الأدوية المستهدفة
  • بطاريات قابلة للتحلل الحيوي من مواد عضوية مكدسة لأجهزة استشعار بيئية يمكن التخلص منها
  • textile-based wearable power sources woven into clothing
  • بطاريات الطوارئ التي يتم تنشيطها بالماء لمجموعات البقاء على قيد الحياة
  • مجموعات تعليمية توضح مبادئ الكيمياء الكهربائية باستخدام مواد منزلية آمنة
  • voltaic pile arrays for low-power الحماية الكاثودية of small metal structures
  • المنشآت الفنية التي تولد الضوء أو الصوت من التفاعلات الكهروكيميائية
Related to: voltaic pile, Alessandro Volta, battery, direct current, galvanic cell, electrochemistry, zinc, copper.

السياق التاريخي

مبدأ الكومة الفولتية

1785
1788
1800
1800
1800
1800
1802
1757
1788
1800
1800
1800
1800
1801
1802

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.