שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.
»
«
איך פועלת הסוללה החשמלית?
הסוללה החשמלית, או "בטריה" כמו שקראו לה פעם, מכילה חומרים כימיים שיוצרים חשמל.
את הסוללה החשמלית, המייצרת חשמל באמצעים כימיים, המציא בשנת 1800 הממציא האיטלקי אלסנדרו וולטה.
התהליך הכימי ותכונות החומרים הכימיים שבסוללה, חומרים שיש ביניהם הבדל פוטנציאלי, מאפשרים לה לייצר חשמל בזרם ישר.
הבעיה היא שעם השימוש בסוללות חשמליות כאלה, החומרים הכימיים שבהן מתרוקנים מהתכונות שלהם. במצב כזה הסוללות אינן פעילות יותר ונזרקות ומזהמות את העולם מאוד.
זו הסיבה שלצד הסוללות הרגילות הללו ובהמשך גם מתוך כוונה להחליפן החלו משתמשים בסוללות נטענות, טכנולוגיה עדיפה, מכיוון שסוללות כאלה ניתן לטעון שוב ושוב ולהשתמש בהן בחיסכון ותוך שמירה על כדור הארץ.
כך פועלות הסוללות (מתורגם):
https://youtu.be/9OVtk6G2TnQ
עוד על דרך הפעולה של הסוללה החשמלית:
http://youtu.be/gWKOjncBMCQ
ודרך מעניינת ליצור סוללה חשמלית מלימון:
http://youtu.be/D23JH30ZMK0
איך פועלת סוללה נטענת?
בעיקרון הסוללה הנטענת היא סוללה חשמלית. כמו סוללה רגילה, גם בה יש חומרים כימיים שמפיקים חשמל. זה קורה על ידי מעבר של אלקטרונים מצד לצד שלה.
אבל ליד חומרי יצירת החשמל הרגילים, יש בסוללה נטענת גם תא אלקטרוליטי. תפקידו של התא הזה הוא להשיב את האנרגיה החשמלית, האלקטרונים, אל הסוללה המרוקנת מחשמל.
זה נעשה באמצעות שינויים כימיים. השינויים הללו מחייבים אנרגיה ולכן מחברים את המטען אל החשמל, או לקולטי שמש שייצרו חשמל. רק אז יכולה הסוללה הנטענת להיטען מחדש.
הנה סרטון מפורט על פעולת הסוללות הללו (מתורגם):
http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ
וכך פועלת סוללה נטענת:
http://youtu.be/3KX_KuS6FPI
איך נטענות הסוללות הנטענות?
הסוללה הנטענת הפכה בעידן המודרני לאחד המרכיבים החשובים במכשירים שאנו כל כך מרבים להשתמש בהם.
ממחשבים ניידים ועד לטלפונים סלולאריים, רמקולי בלוטות', טאבלטים ושעונים חכמים, נראה שכמעט הכל היום מתבסס על אנרגיה שנטענת לתוך סוללות שכאלה.
אבל איך הן נטענות בעצם?
אז ראשית, הטעינה בסוללות נטענות היא בעצם המרה של אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.
בטעינה של סוללה נטענת גורם הזרם החשמלי המופעל על הסוללה לתגובה כימית שאוגרת באלקטרודות שבסוללה אנרגיה חשמלית. התגובה הכימית הזו היא בעצם נדידת יונים שמתאפשרת במגע עם הקוטב החיובי והשלילי שבקצוות הסוללה.
בעת השימוש בסוללה אנחנו משתמשים באנרגיה החשמלית שנטענה בה, כלומר בזרם החשמלי שנטען בה, לצורך השימוש במכשירים המחוברים אליה, עד שהיא מתרוקנת.
כך אנו מרוקנים את הסוללה ומחזירים אותה בחזרה למצב לא טעון, מצב של אנרגיה כימית.
למתעניינים בכימיה של העניין - התגובה הכימית שנאגרת בסוללה הטעונה כוללת העברה של יונים טעונים, דרך תמיסת אלקטרוליט, מאלקטרודה אחת לאחרת.
היתרון של סוללות נטענות, למעשה, הוא שעל ידי הפעלת זרם חשמלי בכיוון ההפוך, ניתן בהן להפוך את התהליך הזה וכך לטעון ולהשתמש שוב ושוב באנרגיה החשמלית שנטענה בהן.
קיימים כיום כמה סוגים של סוללות נטענות, כולן פועלות על עיקרון בסיסי זהה, של המרה חוזרת ונשנית של אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.
בין סוגי הסוללות הנטענות יש את סוללות הניקל-קדמיום (NiCad) שבהן אלקטרודות ניקל אוקסיד קדמיום, סוללות ליתיום-יון (Li-ion), המשתמשות ביוני ליתיום ואלקטרודת גרפיטי, סוללות ניקל-מטאל-הידריד (NiMH), שעושות שימוש בתחמוצת ניקל ואלקטרודת מתכת הידרידית וסוללות עופרת-חומצה, עם אלקטרודות עופרת ועופרת אוקסיד ובהן משתמשים בדרך כלל במכוניות ובכלי רכב אחרים.
כך פועלת סוללה נטענת:
http://youtu.be/3KX_KuS6FPI
סים שהשתלטה על מכרות ליתיום לצורך הייצור (עברית):
https://youtu.be/URKBvousvYI
וזה אופן הפעולה של סוללות כאלו (מתורגם):
http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ
מהי סוללת בגדד?
יש הטוענים שהפקת חשמל היא תגלית עתיקה הרבה יותר משידענו. סוללת בגדד היא אולי סוללה עתיקה במיוחד, "בטרייה" בת כ-2,000 שנה.
בשנת 1936 נמצאו סוללות כאלה עשויות חימר, בהריסות הכפר פארטיאן, במקום שבו בנויה כיום בגדד בירת עיראק.
החוקרים מעריכים שאת המתקן בנו הפרתים, ששלטו באזור בסביבות שנת 250 לפני הספירה.
היה זה הארכיאולוג הגרמני וילהלם קניג שחקר את המתקן עשוי החימר, שהתגלה כשהפועלים הניחו פסי רכבת. כשבחן היטב את הסיר העשוי קרמיקה ובתוכו מוט ברזל וצילינדר מנחושת, הוא נדהם. התברר לו שככל הנראה ולמרבה ההפתעה הוא אוחז בידיו מתקן קדום שיתכן ששימש להפקת חשמל מחומרים חומציים (מיצי הדרים, ענבים וסוגי חומץ).
מטרת המכשיר, לדעתו של קניג, הייתה לצורך ציפוי של חפצים באלקטרופלט. טענה זו אינה מקובלת היום, מאחר שמעולם לא התגלו באזור חפצים מצופים מאותה תקופה.
מתנגדים להשערה הזו גורסים שאותם כדי חימר שימשו לאיחסון מגילות, או כמשככי כאבים, המקילים על הכאב באמצעות העברת מטען חשמלי, תחליף לדגי החשמל ששימשו לא פעם את התרבויות היוונית והרומית לטיפול בכאבי ראש ושאר מיחושים.
מכל מקום, ההשערה הפופולרית היא שזו אולי סוללה עתיקה, שקדמה באלפי שנים לכל טכנולוגיה חשמלית מודרנית. הרי הסוללה החשמלית המודרנית הומצאה רק בשנת 1867.
כך או כך, סוללות בגדד ההן הפיקו באמצעים כימיים בערך וולט אחד של חשמל. זה אולי לא הרבה אבל זה הספיק לפרתים כדי לצפות מטבעות כסף בציפוי זהב, או לאלקטרוליזה, גלוון או ציפוי של תכשיטים וחפצי אמנות בזהב.
ואכן, אם צודקים החוקרים התומכים בטענת הסוללה, הרי שהידע לגבי יצור של חשמל ושמירתו במעין סוללה, היה בידי האדם הרבה לפני מחקריו של אלסנדרו וולטה, מי שייצר את הסוללה הראשונה.
הנה הדגמה של הסוללות העתיקות של בגדד:
http://youtu.be/fSDGpJwRSzM
סיפור התגלית של הסוללות העתיקות הללו:
http://youtu.be/8Evm9hTWYxQ
ובטריית בגדד ברצף ההיסטורי של תולדות גילוי החשמל:
https://youtu.be/dqm8PTEIcBA
סוללה חשמלית
הסוללה החשמלית, או "בטריה" כמו שקראו לה פעם, מכילה חומרים כימיים שיוצרים חשמל.
את הסוללה החשמלית, המייצרת חשמל באמצעים כימיים, המציא בשנת 1800 הממציא האיטלקי אלסנדרו וולטה.
התהליך הכימי ותכונות החומרים הכימיים שבסוללה, חומרים שיש ביניהם הבדל פוטנציאלי, מאפשרים לה לייצר חשמל בזרם ישר.
הבעיה היא שעם השימוש בסוללות חשמליות כאלה, החומרים הכימיים שבהן מתרוקנים מהתכונות שלהם. במצב כזה הסוללות אינן פעילות יותר ונזרקות ומזהמות את העולם מאוד.
זו הסיבה שלצד הסוללות הרגילות הללו ובהמשך גם מתוך כוונה להחליפן החלו משתמשים בסוללות נטענות, טכנולוגיה עדיפה, מכיוון שסוללות כאלה ניתן לטעון שוב ושוב ולהשתמש בהן בחיסכון ותוך שמירה על כדור הארץ.
כך פועלות הסוללות (מתורגם):
https://youtu.be/9OVtk6G2TnQ
עוד על דרך הפעולה של הסוללה החשמלית:
http://youtu.be/gWKOjncBMCQ
ודרך מעניינת ליצור סוללה חשמלית מלימון:
http://youtu.be/D23JH30ZMK0
בעיקרון הסוללה הנטענת היא סוללה חשמלית. כמו סוללה רגילה, גם בה יש חומרים כימיים שמפיקים חשמל. זה קורה על ידי מעבר של אלקטרונים מצד לצד שלה.
אבל ליד חומרי יצירת החשמל הרגילים, יש בסוללה נטענת גם תא אלקטרוליטי. תפקידו של התא הזה הוא להשיב את האנרגיה החשמלית, האלקטרונים, אל הסוללה המרוקנת מחשמל.
זה נעשה באמצעות שינויים כימיים. השינויים הללו מחייבים אנרגיה ולכן מחברים את המטען אל החשמל, או לקולטי שמש שייצרו חשמל. רק אז יכולה הסוללה הנטענת להיטען מחדש.
הנה סרטון מפורט על פעולת הסוללות הללו (מתורגם):
http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ
וכך פועלת סוללה נטענת:
http://youtu.be/3KX_KuS6FPI
הסוללה הנטענת הפכה בעידן המודרני לאחד המרכיבים החשובים במכשירים שאנו כל כך מרבים להשתמש בהם.
ממחשבים ניידים ועד לטלפונים סלולאריים, רמקולי בלוטות', טאבלטים ושעונים חכמים, נראה שכמעט הכל היום מתבסס על אנרגיה שנטענת לתוך סוללות שכאלה.
אבל איך הן נטענות בעצם?
אז ראשית, הטעינה בסוללות נטענות היא בעצם המרה של אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.
בטעינה של סוללה נטענת גורם הזרם החשמלי המופעל על הסוללה לתגובה כימית שאוגרת באלקטרודות שבסוללה אנרגיה חשמלית. התגובה הכימית הזו היא בעצם נדידת יונים שמתאפשרת במגע עם הקוטב החיובי והשלילי שבקצוות הסוללה.
בעת השימוש בסוללה אנחנו משתמשים באנרגיה החשמלית שנטענה בה, כלומר בזרם החשמלי שנטען בה, לצורך השימוש במכשירים המחוברים אליה, עד שהיא מתרוקנת.
כך אנו מרוקנים את הסוללה ומחזירים אותה בחזרה למצב לא טעון, מצב של אנרגיה כימית.
למתעניינים בכימיה של העניין - התגובה הכימית שנאגרת בסוללה הטעונה כוללת העברה של יונים טעונים, דרך תמיסת אלקטרוליט, מאלקטרודה אחת לאחרת.
היתרון של סוללות נטענות, למעשה, הוא שעל ידי הפעלת זרם חשמלי בכיוון ההפוך, ניתן בהן להפוך את התהליך הזה וכך לטעון ולהשתמש שוב ושוב באנרגיה החשמלית שנטענה בהן.
קיימים כיום כמה סוגים של סוללות נטענות, כולן פועלות על עיקרון בסיסי זהה, של המרה חוזרת ונשנית של אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.
בין סוגי הסוללות הנטענות יש את סוללות הניקל-קדמיום (NiCad) שבהן אלקטרודות ניקל אוקסיד קדמיום, סוללות ליתיום-יון (Li-ion), המשתמשות ביוני ליתיום ואלקטרודת גרפיטי, סוללות ניקל-מטאל-הידריד (NiMH), שעושות שימוש בתחמוצת ניקל ואלקטרודת מתכת הידרידית וסוללות עופרת-חומצה, עם אלקטרודות עופרת ועופרת אוקסיד ובהן משתמשים בדרך כלל במכוניות ובכלי רכב אחרים.
כך פועלת סוללה נטענת:
http://youtu.be/3KX_KuS6FPI
סים שהשתלטה על מכרות ליתיום לצורך הייצור (עברית):
https://youtu.be/URKBvousvYI
וזה אופן הפעולה של סוללות כאלו (מתורגם):
http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ
יש הטוענים שהפקת חשמל היא תגלית עתיקה הרבה יותר משידענו. סוללת בגדד היא אולי סוללה עתיקה במיוחד, "בטרייה" בת כ-2,000 שנה.
בשנת 1936 נמצאו סוללות כאלה עשויות חימר, בהריסות הכפר פארטיאן, במקום שבו בנויה כיום בגדד בירת עיראק.
החוקרים מעריכים שאת המתקן בנו הפרתים, ששלטו באזור בסביבות שנת 250 לפני הספירה.
היה זה הארכיאולוג הגרמני וילהלם קניג שחקר את המתקן עשוי החימר, שהתגלה כשהפועלים הניחו פסי רכבת. כשבחן היטב את הסיר העשוי קרמיקה ובתוכו מוט ברזל וצילינדר מנחושת, הוא נדהם. התברר לו שככל הנראה ולמרבה ההפתעה הוא אוחז בידיו מתקן קדום שיתכן ששימש להפקת חשמל מחומרים חומציים (מיצי הדרים, ענבים וסוגי חומץ).
מטרת המכשיר, לדעתו של קניג, הייתה לצורך ציפוי של חפצים באלקטרופלט. טענה זו אינה מקובלת היום, מאחר שמעולם לא התגלו באזור חפצים מצופים מאותה תקופה.
מתנגדים להשערה הזו גורסים שאותם כדי חימר שימשו לאיחסון מגילות, או כמשככי כאבים, המקילים על הכאב באמצעות העברת מטען חשמלי, תחליף לדגי החשמל ששימשו לא פעם את התרבויות היוונית והרומית לטיפול בכאבי ראש ושאר מיחושים.
מכל מקום, ההשערה הפופולרית היא שזו אולי סוללה עתיקה, שקדמה באלפי שנים לכל טכנולוגיה חשמלית מודרנית. הרי הסוללה החשמלית המודרנית הומצאה רק בשנת 1867.
כך או כך, סוללות בגדד ההן הפיקו באמצעים כימיים בערך וולט אחד של חשמל. זה אולי לא הרבה אבל זה הספיק לפרתים כדי לצפות מטבעות כסף בציפוי זהב, או לאלקטרוליזה, גלוון או ציפוי של תכשיטים וחפצי אמנות בזהב.
ואכן, אם צודקים החוקרים התומכים בטענת הסוללה, הרי שהידע לגבי יצור של חשמל ושמירתו במעין סוללה, היה בידי האדם הרבה לפני מחקריו של אלסנדרו וולטה, מי שייצר את הסוללה הראשונה.
הנה הדגמה של הסוללות העתיקות של בגדד:
http://youtu.be/fSDGpJwRSzM
סיפור התגלית של הסוללות העתיקות הללו:
http://youtu.be/8Evm9hTWYxQ
ובטריית בגדד ברצף ההיסטורי של תולדות גילוי החשמל:
https://youtu.be/dqm8PTEIcBA
