@vaskalapos (31244): Érdekes.. Annyira nem érdekel, hogy kinyiss egy tankönyvet és alaposan megtanuld mind azt ami itt szóba került.
Mégis egy-egy mondaton fennakadsz.. Ezzel pedig azt az érzést kelted bennem, hogy érdemes veled foglalkozni, mert érdeklődő vagy.
Nos, jó. Segítségként egy látszólag távoli kérdés: Tudod-e, hogy egy akkutöltő elektronikája és miért éppen olyan amilyen?
Példának találomra a Google:
http://oldradio.tesla.hu/szetszedtem/26 ... erahoz.htm
"Az alsó két tranyó áramgenerátor, a maximum töltőáramot állítja be 200 milliamper környékére."
Ilyen mondatok kapcsán felmerülhetne, hogy:"Miért kell áramgenerátor?"
Egyszerűbb kapcsolásban az egyenirányított feszültséget az akkuval sorba kötött izzólámpával (vagy izzó lámpa sorral) oldják meg.. Vajon miért?
Ha egy multiméterrel mérjük az akku kapocsfeszültségét miközben 10 V-ról 42 V-ra növeljük a trafó szekunderén a feszültséget akkor azt látjuk, hogy a kapocsfeszültség 12 V-tól max 14 V-ig növekszik..
Ennek az a magyarázata, hogy az akku elektródpotenciáljait, nem befolyásolja jelentősen a kapocsfeszültség.. Miután az elektródpotenciálok a kémiai jellemzők függvényei.
Miután ezek ennyire pontos, szinte természeti állandók (
http://hu.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta) annyira, hogy az ilyen elektródpotenciálokat (
http://hu.wikipedia.org/wiki/Galv%C3%A1nelem) standardpotenciáloknak nevezzük és a mai napig felhasználjuk kalibrálási céllal.
Az értékeket pedig táblázatba foglaljuk:
http://kemiasuli.fw.hu/standardpot.pdf
Ez azt jelenti, hogy egy elemnek és ionjának a kapcsolata mindig egy adott feszültség "elektromos potenciál" értékében jelenik meg.
Fentebb írtam, hogy ezeknek a potenciáloknak "tól-ig" határai vannak abból adódóan, hogy függenek néhány környezeti hatástól (pl.: nyomás, hőmérséklet) ,
valamint ami a lényeges: az atomok/ionok elektronszerkezetében az ionizációs energia minden elem esetében más értékű.
Ebből következően minden elem esetében lesz egy minimum ionizációs energia szint, egy olyan potenciál ami alatt nem történik ionizáció, azaz csak a már jelen lévő ionok vezetik az elektrolitban az áramot mint másodfajú elektromos vezetők..
Így nullától ezen határértékig csak melegít az átfolyó elektromos áram.
Az elektród potenciálok változásának van felső határa is. Ez általában a bomlás valamilyen mellékhatása, mint például vízbontásnál a képződő oxigén okozta "ellen potenciálnak" - vagy oxigén potenciálnak vagy megint másként "oxigén-túlfeszültségnek" nevezik.
Azt jelenti ez a fogalom, hogy az elektrolízis szó szerint leáll ha túl magas az áramsűrűség.
Na, de: Mitől lehet túl magas ez az áramsűrűség?
Nos, ha a bevezetett feszültség okozta áram túl kis felületű elektródon folyik bele az elektrolitba.. Mert ekkor az egy négyzet mm-re eső áram túl sok oxigént termel.
Na jó, de egy adott elektródán mitől lehet túl nagy az áramsűrűség?
Attól, hogy túl magasra emeljük az elektródra kapcsolt feszültséget.
Ugyanis, úgy tekintendő az áramkör, hogy van egyszer a vezetékek ellenállása, és van a folyadék oszlop ellenállása.
Ezen a kettőn eső feszültség képezi a feszültség esések összegét.
Az ellenállásokon eső feszültségek mellé vannak a feszültségforrások, a kapocsfeszültség és a két elektródon létrejövő elektród potenciál.
Ez a három olyan mint egymással egy áramköri hurokba kapcsolt pl. lapos elemek..
A feszültségeik előjeles összege határozza meg az ellenállásokon eső teljes feszültséget.
(Az esések és a források eredője csak nulla lehet Kirchoff törvénye szerint)
Azaz miután a potenciálok szűk sávban "működnek", a külső forrás feszültségének emelése csak az ellenállásokon létrejövő feszültség esés növekedése árán lehetséges.
Azaz a túl nagy külső feszültség csak a melegítésre fordítódhat.
A vezetékek, és az elektródok vezető anyagának ellenállásán és az elektrolit ellenállásán képezhet akkora feszültség esést ami azonos nagyságú a kapocsfeszültség többletének nagyságával. ( Hiszen azonos nagyságúnak kell lennie a forrásfeszültségek összegének a feszültségesések összegével..)
Ezért az elektrolízis során ha mérjük az elektródokon leváló ionkoncentrációt, akkor azt látjuk, hogy a kapocsfeszültség növelésével mind addig arányosan (nagyjából egyenes arányossággal, de csak nagyjából) növekszik ez a koncentráció és ezzel az időegység alatt leválasztható anyag, amíg az elektródokon nem alakul ki a túlfeszültségi potenciál.
Nos, igen. A leváló ionkoncentráció növekedésével az elektródpotenciálok értéke finoman változik egészen a túlfeszültségi határig.
Akkuk esetében sajnos gyakorta tapasztalhatjuk, ha például az autó töltőáram szabályzója elromlik és csak pár volttal a névleges töltő feszültség fölé emelkedik a kapocsfeszültség az akku véglegesen tönkremegy..
Ez általában abban nyilvánul meg, hogy a felső küszöb felett forrásba jövő elektrolit az elektródok préselt anyagából iszapszerű leválást okoz.
Az iszap anyaga pedig nem csak hiányzik az elektródról és ezzel csökkenti a tárolható kapacitást, hanem tetejében cellazárlatot is okoz, ami extrém esetben az akku felrobbanásával jár.
Szóval igen.. Képződik a víz forralása mellett némi hidrogén-oxigén gázkeverék is..
De elenyésző az ennek a gázkeveréknek a gyártására fordított töltésmennyiség a forralásra fordítotthoz viszonyítva.
Azaz váltófesszel vizet forralunk, és melléktermékként néhány mili gáz is képződhet..
Ilyenkor joggal felteheted a kérdést, hogy akkor mondhatjuk-e, hogy lehet vizet bontani váltóárammal?
Az arányokat tekintve ez éppen olyan lenne, mint amikor egy veréb hátulról nekimegy a kocsidnak Csepelnél és Visegrádnál magához térve az ájulásból azt állítaná, hogy ő tolta a kocsit Csepeltől-Visegrádig.. a motor csak volt..de a fő munkát a veréb végezte..