О, МК-52 - он у меня до сих пор есть! И блок с математическими программами, как на фото

Ага, лежит в загашнике. Блоки памяти есть. А так использую эмулятор TI-89 под Андроидом. Дютая штука, но слегка напрягает, что десятичный логарифм доступен только кружным путем. А так очень приятно троллить студентов численным решением системок уравнений или равновесных составов растворов

Вот разобрал литиевую батарейку



Батарейка со снятым анодом

Сетка служит для контакта половинки корпуса с активной массой MnO₂. Половинки корпуса батарейки разделены пластмассовым кольцом, оно же обеспечивает герметичность.

Собственно половинка корпуса с "плюсом" с обратной стороны и фрагмент сетки


В половинке являющейся катодом находится спрессованный диоксид марганца (активная масса анода), под ним бумага-сепаратор. Пластмассовое кольцо с корпуса снято.

Удалив диоксид марганца и сепаратор, видим это

Согласно описанию конструкции литиевых батареек это активная масса катода - перхлорат лития, а под ним собственно литий. Разглядеть его в этой массе мне не удалось.



После добавления воды осталась только тонкая сеточка и немного осадка, который поднялся наверх.

Согласно теории, при разряде батарейки литий внедряется в кристаллическую решетку диоксида марганца. После добавления воды к массе MnO₂ выделения пузырьков газа не наблюдалось.


Остатки сепаратора и половинка "катод" корпуса батарейки (внутренняя сторона)

Электрические аккумуляторы


Емцов Г., Красная Газета 1927

В книге дается краткое описание, что такое аккумулятор, его теория. Далее идут инструкции, как изготавливать самостоятельно свинцово-сернокислотные аккумуляторы для стационарных и переносных устройств, высоковольтные аккумуляторные батареи. Также даются описания устройств для обслуживания аккумуляторов - всё на уровне тех лет (механические выпрямители тока, электрохимические индикаторы полюсов аккумулятора и т.д.)

А такое видели? Никель-цинковый аккумулятор, редкая в наших краях штука. Дает 1.6В и приличные токи разряда, но ресурс не очень

ЕМНП, обычно используют никель-кадмиевые аккумуляторы, т.к. у никель-цинкового аккумулятора возникает проблема с разрушением мембраны сепаратора в процессе циклов зарядки-разрядки (в результате образования острых кристаллов цинката).

Угу. Но если эту проблему удастся решить, то у никель-цинка будут всякие интересные преимущества типа цены и экологичности. Кое-какие свежие статьи на эту тему находил

По поводу работы светодиода от яблочной батареи. Каждый источник тока имеет собственное внутреннее сопротивление.
Т. е. например, если напряжение батареи 4.7 В, сопротивление диода 1 Ом, сопротивление батареи 10 Ом, тогда общяя сила тока в цепи будет составлять ~430 мА (2 Вт мощность цепи). Из них ~4.3 В (1.84 Вт) будет припадать на батарею, и только ~0.4 В (0.16 Вт) на светодиод.

Поэтому, возможно, стоит попробовать уменьшить внутреннее сопротивление батареи (например, воткнуть электроды поближе друг к другу).

Пробовал с самого начала - не помогло. Чуть позже попробую с лимонами - чтобы не изобретать велосипед.

___________________________

Фруктовая батарейка (из яблок) и светодиод ч.10
http://chemistry-chemists.com/N1_2015/C ... -P1-3.html


Фруктовая батарейка (из яблок) и часы
http://chemistry-chemists.com/N1_2015/C ... .html#1002

Хочу немного проиллюстрировать мой комментарий по поводу внутреннего сопротивления батарей.

Для начала немного теории.
Уравнение закона Ома: I=U/R
Таким образом, зная сопротивление участка цепи, и измерив напряжение на нём, можно посчитать силу тока через этот участок цепи.
Сила тока в цепи на всех элементах одинакова: I₁=I₂
Напряжение на всех участках цепи суммируется, сумма равна полному напряжению в цепи: U=U₁+U₂
Напряжение на участках цепи прямо пропорционально их сопротивлениям: U₁/U₂=R₁/R₂
Таким образом, если на одном из участков цепи сопротивление бесконечно (концы разомкнутой цепи), то на этом участке мы меряем полное напряжение цепи.

Теперь практика.

Для опыта будем использовать:
Цинк-водородный элемент. Пластинка цинка и меди, погружённые в кислый электролит.
При работе на поверхности цинка происходит полуреакция окисления цинка:
Zn -> Zn²⁺ + 2e^-; E₀=-0.763В
На поверхности меди (которая в данном элементе работает как инертный электрод) идёт полуреакция восстановления водорода:
2H⁺ +2e^- -> H₂; E₀=-0.000В

Электролиты:
Яблоко (сорт Ida Red, сладкое, pH около 3)


Лимон (кислый, pH от 1 до 2)


Раствор 1 мл серной кислоты и 10 г натрия хлорида в 100 мл воды.

В качестве нагрузки будет резистор на 10 Ом (найден в Коробке С Очень Нужными Вещами, К Которой Не Должны Прикасаться Женщины). Сопротивление примерно соответствует светодиоду из моего фонарика (1 Вт при 3 В, т.е. сопротивление 9 Ом).

Сначала яблоко.
Цепь разомкнута, меряем полное напряжение:


Теперь включаем нагрузку, и меряем напряжение на ней:

Ууупс. Ниже милливольта.

Попробуем обернуть один из электродов бумажным полотенцем (в качестве сепаратора), и воткнуть электроды вплотную друг к другу:

Полное напряжение немного выросло.

Включаем нагрузку:

Всего 2 милливольта. При практически касающихся электродах.

Теперь лимон.

Для разнесённых электродов:



Теперь электроды, разделённые сепаратором из бумажного полотенца:


4 милливольта из 800, для абсолютно идеального случая. Т. е. внутреннее сопротивление такой "фруктовой" батарейки (понятное дело, что цинковой) никак не меньше двух тысяч ом. Оно настолько большое, что даже мегаомный резистор, на котором измеряется напряжение внутри тестера, работает, как нагрузка (это заметно по тому, как увеличивается полное напряжение цепи при сдвигании электродов).

Не удивительно, что для питания хоть какой нибудь реальной нагрузки приходится соединять сотни таких батареек, причём не последовательно, а парралельно, чтобы уменьшить их общее сопротивление по закону 1/R=1/R₁+1/R₂+...

Ну и последний эксперимент, электролит - разбавленная серная кислота (даёт в растворе окислитель - ионы водорода) и поваренная соль (для уменьшения сопротивления раствора).

Полное напряжение на разомкнутой цепи:


И напряжение на нагрузке:

Целых 155 милливольт! Т. е. внутреннее сопротивление такой батарейки примерно в 4 раза больше сопротивления резистора, примерно 40 Ом.
Всё ещё не сравнимо с сопротивлением обычного элемента питания (0.05-0.2 Ом, чем больше размер, тем меньше сопротивление, для щелочных батареек меньше, чем для солевых), но всё таки.

Неплохая лабораторная работа на тему поляризации электродов. Точнее о вредном воздействии оной при работе элемента под нагрузкой.
В таких случаях можно либо увеличить площадь электродов, либо ввести деполяризатор.

Пришла мне в голову идея - сделать самодельные батарейки для питания радиоприёмника. Радиоприёмник хорошо работает от 4 больших батареек по 1,5В каждая. В целом, ничего сложного. Цинка и графита (башмаки троллейбусов) навалом. Но я как всегда усложняю - хочу собрать долговечные батарейки, чтобы приёмник проработал в постоянном режиме около месяца, не требуя ухода. Почти начал собирать первую батареку - на дно банки медного купороса, не много. А сверху залить кашицей из золы с раствором поваренной соли. Но остановился - элемент вовсе не долговечный. Как только иссякнет соль меди, элемент резко снизит напряжение, почти до нуля. Конечно, можно взять избыток медного купороса по отношению к цинку, но это уж очень расточительно.
Вот решил спросить, может кто подкинет идею электролита, чтобы батарея работала до почти полной выработка цинка? Низкие токи не страшны - элементарно можно сделать ряд из батарей, добиваясь необходимой мощности.

А уж если с цинком долговечная батарея так запросто не получится, то есть запасной и проверенный вариант - электроды графит и магний. Электролит поваренная соль (раствор). Дёшево и сердито.

Примерно такая лабораторная работа "Определение ЭДС и внутреннего сопротивления гальванического элемента" была у нас в школе, на уроке физики. Выдавался элемент, вольтметр и магазин сопротивлений. Начало 70-х.

Из старой батарейной массы с деполяризатором сделать металл-воздушный элемент.
Марганец на воздухе окисляется легко.
Алюминий-воздушный, например. Щелочной или кислый, надо смотреть, сравнивать.

Ну, если не туда прикрепил, то извеняюсь, но мне показалось, что материал этой книги, немного дополнит информацию про батарейки и аккамуляторы

оформил:

Внутреннее сопротивление гальванического элемента (на примере фруктовой батарейки)
http://chemistry-chemists.com/N3_2015/C ... -P1-1.html

Можно точно расчитать внутреннее сопротивление.
Для яблока:
I = U/R = 0,002/10 = 0,0002 A
r = (E - U)/I = (0,915 - 0,002)/0,0002 = 4565 Ом (4,6 кОм)

Аналогично для лимона:
I = U/R = 0,004/10 = 0,0004 A
r = (E - U)/I = (0,826 - 0,004)/0,0004 = 2055 Ом (2,06 кОм)
Т.о. чтобы получить аналог свинцового аккумулятора (Е = 12 В, r = 0,7 Ом, округлим до 1 Ом) нужно соединить последовательно 12/0,8 = 15 элементов. Сопротивление которых будет 2,06*15 = 31 кОм. А потом соединить параллельно 31 000 таких сегментов для понижения их общего сопротивления. Мощность такой батареи будет 148,8 Вт (150 Вт).

Заинтересовала меня тема термогальванических элементов. Прочитал реферат любопытной статейки на эту тему:
Lutz, Burkart; Woehrmann, Holger Thermogalvanische Zellen.//Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 41 (1988) 3, S. 131-136
Найти статью, в месте доступном для скачивания не удалось.
Краткий пересказ реферата:
Описана история термогальванических элементов от Walcker, который в 1825 г. обнаружил ток между двумя платиновыми электродами, нагретыми до разных температур и погруженными в разбавленный раствор серной кислоты, до новых работ R. Haase und J. N. Agar по теории термогальванических элементов, теоретические основы возникновения тока описаны с использованием термодинамических потенциалов, описаны измерение термотоков и использование термогальванических элементов в обучении...
Интересная, видимо, статейка. Никто не знает где можно скачать?

Никель-металлгидридный аккумулятор от рации. Используем такие рации на посту. Рация от него работает около суток.


Как на зло, три дня подряд аккумулятор садился именно когда я был в наряде (это создавало небольшую проблему, т.к. по рации нужно сообщить, что аккумулятор садиться ДО того, как он разрядится окончательно).