2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Соединение гальванических элементов
Сообщение07.09.2018, 22:26 


29/12/16
14
Изображение
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 08:58 


05/09/16
11461
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 09:46 


29/12/16
14
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 11:37 


05/09/16
11461
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)

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 12:34 


29/12/16
14
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 12:43 


05/09/16
11461
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 12:43 


27/08/16
9426
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 12:54 


05/09/16
11461
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 13:39 


29/12/16
14
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 14:07 


27/08/16
9426
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 14:46 


29/12/16
14
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 15:27 


27/08/16
9426
Iving в сообщении #1337390 писал(а):
Или я ошибаюсь?

Ошибаетесь. Выше я подробно описал, почему.

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 15:27 


05/09/16
11461
Iving в сообщении #1337390 писал(а):
Или я ошибаюсь?

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

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 16:02 


29/12/16
14
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.?

 Профиль  
                  
 
 Re: Соединение гальванических элементов
Сообщение08.09.2018, 16:10 


27/08/16
9426
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.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 32 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group