Piller enerjiyi depolayarak ve bir elektrik devresi tamamlandığında onu serbest bırakarak çalışır. Enerji ışık, ısı veya hareket yaratmak için kullanılabilir ve kullanılabilir. Bu enerjiye daha çok elektrik denir.
Akülü bir elektrikli aletin güç düğmesine bastığınızda, enerjinin aküden alete akmasını sağlayan ve örneğin bir matkabın dönmesine neden olan bir elektrik devresini tamamlamış olursunuz.
Pil yalnızca sınırlı miktarda enerji depolayabilir ve bittiğinde şarj cihazı kullanılarak yeniden şarj edilmesi gerekir. Şarj cihazı, aküye enerji takviyesi yapmak için şebekeden gelen elektriği kullanır ve tekrar kullanıma hazır hale gelir.
Her şeyin işe yaramasını sağlayan kimyayla ilgileniyorsanız okumaya devam edin!
Pil kimyası
Kablosuz elektrikli aletler için tasarlanmış şarj edilebilir bir pil, birkaç şarj edilebilir "hücreden" oluşur ve şarj edilebilir pil olarak bilinir. Ne kadar çok hücre olursa, pil bitmeden o kadar çok iş yapabilir.
Her hücrenin içinde bir anot, bir katot ve bir elektrolit bulunur. Toplu olarak elektrotlar olarak bilinen anot ve katot, bir araya getirildiğinde reaksiyona giren malzemelerden yapılmıştır. Elektrolit, elektrotları birbirinden ayıran sıvı veya ıslak bir macundur.
Dünyadaki her şey, elektrik yüklerine (pozitif, negatif veya nötr) bağlı olarak etkileşime giren küçük moleküllerden oluşur. Bir pili anlamak için elektrotlardaki moleküllerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğine bakmamız gerekir.
Bir molekül, en küçük yapı taşları olan bir veya daha fazla atomdan oluşur.
Her atomun merkezinde nötron ve protonlardan oluşan bir “çekirdek” bulunur. Elektronlar çekirdeğin etrafında döner. Nötronlar nötr yüke, protonlar pozitif yüke ve elektronlar negatif yüke sahiptir. Yükler arasındaki denge, bir atomun genel yükünü belirler ve bir moleküldeki atomlar arasındaki denge, molekülün genel yükünü belirler.
Her molekül nötr olmak ister. Bunu yapabilmelerinin tek yolu elektron kaybetmek veya kazanmaktır. Genel olarak pozitif yüke sahiplerse elektronları çekerler; genel olarak negatif yüke sahiplerse elektron kaybederler.
Anot molekülleri, elektrolitle reaksiyona girene kadar nötr bir yüke sahiptir; bu, elektronların salınmasına ("oksidasyon reaksiyonu" olarak bilinir) ve pozitif iyonların (yüklü moleküller) oluşumuna neden olur.
Bu "serbest" elektronlar anotta birikerek onu negatif yapar.
Katot molekülleri ayrıca, serbest elektronları tüketen ve negatif iyonlar üreten (indirgeme reaksiyonu olarak bilinen) elektrolit ile reaksiyona girene kadar nötr bir yüke sahiptir.
Serbest elektronların tüketilmesi, hiç elektron kalmayıncaya kadar katodun giderek daha pozitif hale gelmesine neden olur.
Anot artık elektronları iter ve katot onlara ihtiyaç duyar ancak devre eksikse anottaki serbest elektronlar elektrolitten geçemedikleri için katoda gidemezler.
Devre tamamlandığında serbest elektronlar iletken boyunca anottan katoda doğru akabilir. Bir aletten geçtiklerinde taşıdıkları enerji, akülü matkaptaki matkap ucunu döndürmek gibi "iş" yapmak için kullanılabilir.
Katoda ulaştıklarında, indirgeme reaksiyonunu sürdürmek için elektron sağlarlar ve elektronlar eklendikçe daha da fazla negatif iyon üretirler.
Bu arada anotta elektron kaybı, katottaki negatif iyonlara çekilen daha fazla pozitif iyon üretir, böylece pozitif iyonlar elektrolit boyunca hareket etmeye ve katottaki negatif iyonlarla karışmaya başlar.
Tüm pozitif iyonlar katoda hareket ettiğinde ve artık serbest elektron kalmadığında, pil artık düzgün çalışmaz ve yeniden şarj edilmesi gerekir.
Şarj cihazları, boşalmış bir aküden akü voltajından daha yüksek bir voltajı geçirir. Bu durum pildeki reaksiyonların tersine dönmesine neden olur.
Şarj cihazından gelen elektrik girişi, katottaki elektronların devre üzerinden anoda geri dönmesine neden olur. Anot, tüm elektronlar nedeniyle giderek negatif hale geldikçe, anottaki pozitif iyonlar katodu terk etmeye başlar ve elektrolit yoluyla anoda geri dönerek serbest elektronlarla birleşip tekrar nötr hale gelirler.
