एक सूखी कोशिका क्या है: संरचना और इसका कार्य

एक सूखा सेल बिजली बनाने वाले स्रोत का सबसे सरल रूप है। संयुक्त कोशिकाओं की एक संख्या एक बैटरी बनाती है। सीसा तेजाब या निकल-कैडमियम बैटरी ड्राई सेल का उन्नत संस्करण है। इस सेल का आविष्कार सबसे पहले फ्रांसीसी इंजीनियर जॉर्जेस लेक्लेच ने वर्ष 1866 में किया था। उनके आविष्कार का नाम उनके नाम पर लेकलेच बैटरी रखा गया था। लेकिन उस समय, यह बहुत भारी था और आसानी से टूट सकता है। एक सूखी कोशिका का एक ही सिद्धांत है और यह लेक्लेन्च बैटरी का उन्नत संस्करण है और विभिन्न वोल्टेज और आकारों में आता है। जिंक-कार्बन सेल का वाणिज्यिक रूप जो लेक्लेन्च बैटरी का संशोधित रूप है, जिसका आविष्कार 1881 में मेंज़ के कार्ल गैस्नर ने किया था। यह बड़ी मात्रा में निर्मित होता है और खिलौने, रेडियो, कैलकुलेटर आदि जैसे कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

एक सूखी कोशिका क्या है?

ड्राई सेल एक उपकरण है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर बिजली उत्पन्न करता है। जब सेल के दो इलेक्ट्रोड एक बंद रास्ते से जुड़े होते हैं, तो सेल इलेक्ट्रॉनों को एक छोर से दूसरे छोर तक प्रवाह करने के लिए मजबूर करता है। इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह से विद्युत धारा बंद सर्किट में प्रवाहित होती है।

सूखी सेल परतें

रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सहायता से, इलेक्ट्रॉन एक छोर से दूसरे छोर तक प्रवाहित होते हैं। जब दो या दो से अधिक कोशिकाएँ, सही ध्रुवता से जुड़ी होती हैं, तो अधिक इलेक्ट्रॉन उच्च क्षमता के कारण प्रवाहित होते हैं। इस संयोजन को बैटरी कहा जाता है। 1.5 वी से 100 वी के न्यूनतम वोल्टेज से, एक बैटरी का उपयोग वोल्टेज की एक श्रृंखला प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। यहां तक ​​कि बैटरी के आउटपुट डीसी वोल्टेज को बिजली के इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स जैसे उपयोग करके विभिन्न स्तरों पर विनियमित किया जा सकता है चोपर सर्किट।

सेल की संरचना

जिंक-कार्बन ड्राई सेल की संरचना चित्र में दिखाई गई है। इसमें जिंक या सामान्य ग्रेफाइट रॉड के रूप में एनोड टर्मिनल होता है। कार्बन कैथोड टर्मिनल बनाता है। यह देखा जा सकता है कि सूखे सेल के पुराने संस्करणों में जिंक का उपयोग कैथोड के रूप में किया जाता था और ग्रेफाइट का उपयोग एनोड टर्मिनल के रूप में किया जाता था। तत्वों का चयन मौलिक रूप से तत्वों की सबसे बाहरी कक्षा के अपने रासायनिक विन्यास पर आधारित है।

सूखी कोशिका संरचना

यदि इसकी बाहरी कक्षा में अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉन हैं, तो यह एक दाता के रूप में कार्य कर सकता है, और इसलिए कैथोड बनाता है। इसी तरह, अगर बाहरी कक्षा में कम इलेक्ट्रॉन हैं, तो यह आसानी से स्वीकार कर सकता है और इसलिए एनोड बनाता है। बीच में रखा इलेक्ट्रोलाइट रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक का काम करता है। सामान्य तौर पर, हम इलेक्ट्रोलाइट के रूप में अमोनियम क्लोराइड जेली का उपयोग करते हैं। दिखाए गए आंकड़े में, इस्तेमाल किया जाने वाला इलेक्ट्रोलाइट जस्ता और क्लोराइड का मिश्रण है। इसके अलावा, सोडियम क्लोराइड का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में भी किया जाता है। एनोड रॉड के चारों ओर मैंगनीज डाइऑक्साइड और कार्बन का मिश्रण घिरा हुआ है।

पूरे कॉन्फ़िगरेशन को एक धातु ट्यूब में रखा गया है। सेल के शीर्ष पर एक पिच का उपयोग करके जेली को सूखने से रोका जाता है। नीचे एक कार्बन वॉशर रखा गया है। इस वॉशर का उद्देश्य जिंक एनोड रॉड को कंटेनर के संपर्क में आने से रोकना है।

इसे एक स्पेसर भी कहा जाता है जैसा कि आरेख में दिखाया गया है। जिंक भी इन्सुलेशन प्रयोजनों के लिए कागज इन्सुलेशन से घिरा हुआ है। बड़ी बैटरी के लिए, अन्य इन्सुलेट सामग्री जैसे माइका, आदि का भी उपयोग किया जाता है। सबसे ऊपर ell का धनात्मक टर्मिनल बनता है। आधार पर सेल का नकारात्मक टर्मिनल बनता है।

ड्राई सेल का कार्य करना

एक सूखा सेल मूल रूप से रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर काम करता है। इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड के बीच होने वाली प्रतिक्रियाओं के कारण, इलेक्ट्रॉनों एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में प्रवाहित होते हैं। आयनित कणों को बनाने के लिए अम्ल जैसे पदार्थ पानी में घुल जाते हैं। आयनित कण दो प्रकार का होता है। सकारात्मक आयनों को पिंजरे कहा जाता है और नकारात्मक आयनों को आयन कहा जाता है। जो अम्ल पानी में घुल जाते हैं उन्हें इलेक्ट्रोलाइट्स कहते हैं।

उपर्युक्त आरेख में, जस्ता क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट के रूप में बनता है। इसी तरह अमोनियम क्लोराइड जेली भी एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में बनता है। इलेक्ट्रोलाइट्स में डूबी धातु की छड़ें इलेक्ट्रोड बनाती हैं। धातु की छड़ की रासायनिक विशेषताओं के आधार पर, हमारे पास एनोड के रूप में एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड और कैथोड के रूप में एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड है।

इलेक्ट्रोड विपरीत चार्ज किए गए आयनों को अपनी ओर आकर्षित करते हैं। उदाहरण के लिए, कैथोड आयनों को आकर्षित करता है और एनोड पिंजरों को आकर्षित करता है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉन एक दिशा से दूसरी दिशा में प्रवाहित होते हैं, इसलिए हमें आवेशों का प्रवाह मिलता है। यह कहा जाता है वर्तमान ।

रासायनिक प्रतिक्रिएं

सेल में होने वाली प्रतिक्रियाओं को नीचे दिखाया गया है। सबसे पहले ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है।

इसमें जिंक कैथोड को दो आयनों को छोड़ने वाले जिंक आयनों को सकारात्मक रूप से चार्ज करने के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है। इन इलेक्ट्रॉनों को एनोड द्वारा एकत्र किया जाता है। फिर कमी प्रतिक्रिया आती है।

एनोड पर कमी की प्रतिक्रिया ऊपर दिखाई गई है। यह प्रतिक्रिया एक विद्युत प्रवाह पैदा करती है। यह मैग्नीशियम ऑक्साइड के साथ ऑक्साइड आयन जारी करता है। जब मैग्नीशियम इलेक्ट्रोलाइट के साथ संयुक्त होता है तो यह प्रतिक्रिया बनती है।

अन्य दो अभिक्रियाएँ शुष्क कोशिका में होने वाली अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया और वर्षा अभिक्रिया का प्रतिनिधित्व करती हैं। एसिड-बेस प्रतिक्रिया में, NH को पानी के साथ NH3 का उत्पादन करने के लिए OH के साथ जोड़ा जाता है। परिणाम NH3 और पानी के आधार हैं।

ड्राई सेल और वेट सेल के बीच अंतर

ड्राई सेल और वेट सेल के बीच मुख्य अंतर इलेक्ट्रोलाइट का रूप है। जैसा कि पहले चर्चा की गई है, एक सूखी कोशिका में, इलेक्ट्रोलाइट जैसे अमोनियम क्लोराइड प्रकृति में सूखा है। ऐसी सूखी कोशिकाएँ अधिक सामान्य होती हैं और खिलौनों, रेडियो आदि में उपयोग की जाती हैं, लेकिन गीली कोशिका में, इलेक्ट्रोलाइट तरल अवस्था में होता है।

तरल इलेक्ट्रोलाइट्स जैसे कि सल्फ्यूरिक एसिड, जो एक खतरनाक संक्षारक तरल है। इस तरह के तरल पदार्थों की प्रकृति के कारण, गीला सेल प्रकृति में अधिक विस्फोटक है और देखभाल के साथ संभाला जाना चाहिए। ऐसी गीली कोशिकाओं का सबसे अच्छा लाभ यह है कि वे आसानी से रिचार्ज कर सकते हैं और कई अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जा सकता है। ऐसी बैटरी विमानन, उपयोगिताओं, ऊर्जा भंडारण और सेल फोन टावरों में आम उपयोग करती हैं।

शुष्क सेल कार्य

इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर शुष्क सेल फ़ंक्शन। जब इलेक्ट्रोड को इलेक्ट्रोलाइट्स में रखा जाता है, तो यह विपरीत रूप से आवेशित आयनों को अपनी ओर आकर्षित करता है। यह आवेशों के प्रवाह का कारण बनता है, और इसलिए वर्तमान का उत्पादन होता है।

लाभ

ड्राई सेल के फायदे निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• ड्राई सेल के कई फायदे हैं जैसे कि
• यह आकार में छोटा होता है।
• यह विभिन्न प्रकार के वोल्टेज स्तरों में आ सकता है।
• यह आसान है और कई अनुप्रयोग हैं।
• यह डीसी वोल्टेज का एकमात्र स्रोत है।
• इसका उपयोग आउटपुट वोल्टेज को विनियमित करने के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के साथ किया जा सकता है
• यह रिचार्जेबल है।

नुकसान

शुष्क कोशिका के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इसे ध्यान से संभालना चाहिए
• यह विस्फोटक है
• बड़ी रेटिंग वाली बैटरियां बहुत भारी होती हैं

अनुप्रयोग

शुष्क सेल के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• खिलौने
• विमानन
• सेलफोन
• रेडियो
• कैलकुलेटर
• घड़ियों
• कान की मशीन

इसलिए हमने ऑपरेशन, वर्गीकरण और अनुप्रयोगों को देखा है सूखी कोशिकाएँ । ध्यान देने वाली एक दिलचस्प बात यह है कि बैटरी केवल तभी काम करती है जब इलेक्ट्रोड शारीरिक रूप से एक दूसरे के संपर्क में हों। दो इलेक्ट्रोड के बीच एक संचालन माध्यम मौजूद होना चाहिए। सवाल यह है कि क्या सूखे सेल के इलेक्ट्रोड के बीच पानी को एक प्रवाहकीय माध्यम के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है? उस स्थिति में, यदि यह सेल पानी में डूबा हुआ है तो क्या होगा?