|
[[Файл:Galvanic cell ru.png|thumb|300px|Схема гальванічного елемента Даніеля-Якобі]]
'''Гальвані́чний елеме́нт''' — [[електрохімічна комірка|хімічне]] [[джерело живлення]], в якому використовується різниця [[електродний потенціал|електродних потенціалів]] двох [[метал]]ів, занурених у [[електроліт]]. Гальванічний елемент є непідзарядним хімічним джерелом електроенергії. <ref>Москатов Е. А. Источники питания. — Киев.: "МК-Пресс", СПб.: "КОРОНА-ВЕК", 2011.—208 с, ил. ISBN 978-5-7931-0846-1 ("КОРОНА-ВЕК") ISBN 978-966-8806-71-1 ("МК-Пресс")</ref>
== Історія ==
[[File:Luigi Galvani, oil-painting.jpg|thumb|left|180px|[[Луїджі Гальвані]]]]
Явище виникнення [[Електричний струм|електричного струму]] при контакті різних металів було відкрито італійським [[Фізіологія|фізіологом]], професором медицини [[Болонський університет|Болонського університету]] [[Луїджі Гальвані]] у 1786 році. Гальвані описав скорочення м'язів задніх лапок жаби, закріплених на мідних гачках, при дотику сталевого [[Скальпель|скальпеля]]. Спостереження були пояснені першовідкривачем як прояв «тваринної електрики».
Італійський фізик і хімік [[Алессандро Вольта]], зацікавившись дослідами Гальвані, побачив зовсім нове явище — створення потоку [[Електричний заряд|електричних зарядів]]. Перевіряючи точку зору Гальвані, А. Вольта проробив серію дослідів і прийшов до висновку, що причиною скорочення м'язів служить не «тварина електрика», а наявність ланцюга з різних провідників в рідині.
Щоб підтвердити це, А. Вольта замінив лапку жаби [[електрометр]]ом і повторив дослід. У 1800 році А. Вольта вперше публічно заявляє про свої відкриття на засіданні [[Лондонське королівське товариство|Лондонського королівського товариства]], що провідник другого класу (рідкий) знаходиться в середині і стикається з двома провідниками першого класу з двох різних металів ... Внаслідок цього виникає електричний струм того чи іншого напряму.
Російський вчений [[Петров Василь Володимирович|Петров]] в 1802 році використовував гальванічний елемент для побудови [[Електрична дуга|електричної дуги]]. <br>
== Принцип дії ==
Як правило, такий елемент складається з двох різних металів, з'єднаних за допомогою сольового містка, а окремі половини комірки відокремлені одна від одної пористою мембраною. Наприклад, це може бути [[цинк]]овий і [[мідь|мідний]] [[електрод]]и, занурені в розчин [[сірчана кислота|сірчаної кислоти]]. Кожен із електродів зокрема разом із електролітом, в який він занурений, утворює [[напівелемент]].
На поверхні кожного з металів, занурених в електроліт, утворюється [[подвійний електричний шар]] внаслідок переходу частини [[атом]]ів металу в розчин у вигляді [[йон]]ів. Як наслідок, кожен із металів одержує електричний заряд. Якщо з'єднати електроди провідником, то заряд стікатиме від електрода з більшим [[Електродний потенціал|потенціалом]], до електрода з меншим потенціалом, утворюючи [[електричний струм]]. При цьому потенціали електродів вирівнюватимуться, що призведе до порушення рівноваги між електродом і електролітом. Це, в свою чергу, викликає перехід нових атомів із електроду в електроліт. В результаті в [[електричне коло|замкненому колі]] підтримується електричний струм, який супроводжується розчиненням електродів.
На малюнку праворуч показана схема дещо складнішого, але досконалішого елемента, в якому кожен із металів перебуває в окремому електроліті. Електроліти з'єднані між собою [[соляний міст|соляним мостом]].
Активна маса електроду — це суміш, яка складається з речовини, хімічна енергія яких під дією заряду перетворюється на електричну енергію (активна речовина), і речовин, які покращують її провідність і певні физико-хімічні властивості.
Гальванічний елемент характеризує електроємність, виражена в ампер-годинах, яка дорівнює добутку тривалості розряду на струм розряду. Електроємність залежить від температури навколишнього середовища: при зменшенні температури електроємність падає.
== Характеристики гальванічних елементів ==
* [[Електрорушійна сила]] (ЕРС) гальванічного елемента залежить від матеріалу електродів і складу електроліту. ЕРС описується термодинамічними функціями протікаючих електрохімічних процесів у вигляді [[рівняння Нернста]].
* Ємність елемента — це кількість електрики, яке джерело струму віддає при розряді. Ємність залежить від маси запасених в джерелі реагентів і ступеня їх перетворення, знижується зі зниженням температури або збільшенням розрядного струму.
* Енергія гальванічного елемента чисельно дорівнює добутку його ємності на напругу. Із збільшенням кількості речовини реагентів в елементі до певної межі, із збільшенням температури, енергія зростає. Енергію зменшує збільшення розрядного струму.
* Термін зберігання елемента, протягом якого його характеристики залишаються в заданих межах; зменшується з ростом температури зберігання.
== Використання ==
Принцип дії гальванічного елемента використовується в [[електрична батарея|електрохімічних батареях]] і [[Електричний акумулятор|акумуляторах]].
== Див. також ==
* [[Паливний елемент]]
* [[Електричний акумулятор]]
* [[Електрохімічна комірка]]
== Примітки ==
{{reflist}}
{{Physics-stub}}
[[Категорія:Джерела живлення]]
[[Категорія:Електрика]]
[[Категорія:Фізичні прилади]]
[[Категорія:Електрохімія]]
[[Категорія:Електрохімічні комірки]]
| 