Соединение гальванических элементов

[Iving]

Помогите мне разобраться с гальваническими элементами. Как известно, когда мы подключаем плюс одного элемента к минусу другого то общая разность потенциалов вычисляется сложением. Если к примеру разность потенциалов между точками AB = CD = 1В, то напряжение между AD будет уже 2В. При этом разница потенциалов между BC = 0. Но я не совсем понимаю внутреннюю физику этого процесса.
Скажем в момент соединения элементов электроны из B перетекают в C до тех пор пока потенциалы не выравняются, или как это происходит?
Меняется ли как-то внутреннее состояние отдельных гальванических элементов при их соединении?

[wrest]

Iving в сообщении #1337322 писал(а):

Скажем в момент соединения элементов электроны из B перетекают в C до тех пор пока потенциалы не выравняются,

Да, перетекают, но необязательно из B в C, может и наоборот, но это мизерное количество, жалкая горстка электронов и все очень быстро.

Iving в сообщении #1337322 писал(а):

Меняется ли как-то внутреннее состояние отдельных гальванических элементов при их соединении?

Нет, не меняется.

[Iving]

wrest в сообщении #1337342 писал(а):

Нет, не меняется.

То есть количество ионов в электролите, электрические поля между электролитом и электродом и количество электронов на электродах A и D остается тем-же, что и до соединения?
Тогда я не понимаю: если на сопротивление R замкнуть сначала один гальванический элемент, а потом два соединенных последовательно, то ток во внешней цепи увеличится в 2 раза (пренебрегаем внутренним сопротивлением), соответственно и ток в каждом гальваническом элементе также должен увеличиться в 2 раза, но в гальванических элементах ток генерируется за счет окисления/растворения электродов, следовательно они тоже должны начать растворяться в два раза быстрее, но если их внутреннее состояние не изменилось, то за счет увеличивается скорость реакции?

[wrest]

Iving
Ну так у вас в первом посте не было резисторов.
А так-то конечно, все по закону Ома, $I=U/R$
У вас возможно ошибка тут:

Iving в сообщении #1337346 писал(а):

в гальванических элементах ток генерируется

Генерируется напряжение, а ток уже как получится по закону Ома... (с учетом внутреннего сопротивления, ессно)

[Iving]

wrest в сообщении #1337355 писал(а):

Генерируется напряжение, а ток уже как получится по закону Ома...

Ну это понятно, но раз ток увеличивается во внешней цепи он должен увеличиваться и в гальванических элементах, проходящий заряд должен же куда-то деваться, значит химическая реакция должна происходить быстрее.

Ну давайте я чуть-чуть переформулирую вопрос: у двух параллельно соединенных гальванических элементов на крайних электродах образуется на минусе избыток, а на плюсе недостаток электронов, и этот избыток / недостаток больше по модулю чем у одного элемента?
Соответственно напряженность поля внутри элементов тоже должна меняться, следовательно внутреннее состояние изменяется даже без внешней цепи?

Поправьте меня где я не прав.

[wrest]

Iving в сообщении #1337362 писал(а):

Ну это понятно, но раз ток увеличивается во внешней цепи он должен увеличиваться и в гальванических элементах, проходящий заряд должен же куда-то деваться, значит химическая реакция должна происходить быстрее.

Да.

[realeugene]

Iving в сообщении #1337362 писал(а):

и этот избыток / недостаток больше по модулю чем у одного элемента?

Поверхностная плотность электронов на поверхности проводников зависит только от напряженности электрического поля вблизи этой поверхности и ни от чего другого. Напряженность электрического поля зависит в первую очередь от геометрии проводников в пространстве. И, для одной и той же геометрии проводников, пропорциональная ЭДС элементов в системе. Полная ЭДС конечно, зависит от соединения элементов, но когда вы начинаете изменять соединение элементов, вы, в первую очередь, очень сильно изменяете геометрию проводников в пространстве. Поэтому, да, плотность электронов меняется, но не очевидным образом.

С другой стороны, плотность электронов на поверхности проводников никак непосредственно не влияет на описания электрических явлений в электрических схемах, поэтому, в электротехнике её вообще не рассматривают. И вам не советую. Существуют гораздо более полезные для электротехники понятия, такие, как напряжение между двумя проводниками.

[wrest]

Iving в сообщении #1337362 писал(а):

Соответственно напряженность поля внутри элементов тоже должна меняться, следовательно внутреннее состояние изменяется даже без внешней цепи?

Если элементы одинаковые (т.е. напряжение одинаковое), и вы их соединили параллельно, то ток не пойдет. Если у одного элемента напряжение больше чем у другого, то он будет разряжаться (а второй будет греться или заряжаться).

Вообще гальванический элемент можно представить как много одинаковых соединенных параллельно. Например, каждая "банка" в автомобильном аккумуляторе это несколько электродов соединенных параллельно, считайте что это несколько одинаковых элементов, соединенных параллельно. А сами "банки" соединены последовательно.

[Iving]

realeugene в сообщении #1337368 писал(а):

Полная ЭДС конечно, зависит от соединения элементов, но когда вы начинаете изменять соединение элементов, вы, в первую очередь, очень сильно изменяете геометрию проводников в пространстве. Поэтому, да, плотность электронов меняется, но не очевидным образом.

Хорошо, предположим я соединил гальванические элементы как на рисунке, а потом вытащил из электролита крайние электроды А и D, что будет с разностью потенциалов между ними?

[realeugene]

Iving в сообщении #1337376 писал(а):

а потом вытащил из электролита крайние электроды А и D, что будет с разностью потенциалов между ними?

Не знаю точно. Зависит от конструкции элементов.
На электродах идут химические реакции, которые все вместе и создают ЭДС элемента. При вытаскивании электродов вы эти химические реакции убираете из системы. Вы не можете непосредственно подключить внешнюю цепь к электролиту чтобы пользоваться понятием ЭДС, у вас будет какой-то электрод, возможно, другой. Можно замыкать внешнюю цепь через "солевой мостик", например. Но электрохимия сложнее электротехники и не сводится к ней.

[Iving]

Я это себе представляю так: если электроды выполнены в виде металлических пластин, то вытаскивая крайние пластины, их, грубо говоря, можно рассматривать как конденсатор на обкладках которого сосредоточен заряд, и разность потенциалов между ними примерно равна разности потенциалов между крайними контактами последовательно соединеных гальванических элементов откуда они были вытащены. Или я ошибаюсь?

[realeugene]

Iving в сообщении #1337390 писал(а):

Или я ошибаюсь?

Ошибаетесь. Выше я подробно описал, почему.

[wrest]

Iving в сообщении #1337390 писал(а):

Или я ошибаюсь?

Ошибаетесь. Разность потенциалов между обкладками конденсатора зависит по известной формуле от заряда и геометрии.

[Iving]

realeugene в сообщении #1337394 писал(а):

Ошибаетесь. Выше я подробно описал, почему.

wrest в сообщении #1337395 писал(а):

Ошибаетесь. Разность потенциалов между обкладками конденсатора зависит по известной формуле от заряда и геометрии.

Про конденсатор я конечно загнул :)) Я имел ввиду скапливается ли заряд на крайних электродах... Насколько я понял не скапливается.

Получается через всю батарею последовательно соединенных элементов проходит электрическое поле с каждым новым элементом напряженность которого увеличивается на какую-то величину? И если напряженность поля каким-то способом измерить в электролите первого гальванического элемента (скажем, между электродами), то во втором элементе оно будет больше и т.д.?

[realeugene]

Iving в сообщении #1337399 писал(а):

Получается через всю батарею последовательно соединенных элементов проходит электрическое поле с каждым новым элементом напряженность которого увеличивается на какую-то величину?

Нет.