خليه جافه

Dry cell - Pile sèche

الخلية الجافة

 

الشكل (1)بنية الخلية الجافة- خلية لكلانشيه

الخلية الجافة dry cell أشهر أنواع الخلايا الأولية primary cells تستخدم مرة واحدة، وبالتالي فهي غير قابلة للشحن rechargeable، ويعود الفضل في ابتكارها إلى العالم الفرنسي لكلانشيه عام 1860، وهي تولد جهداً بين قطبيها يساوي 1.5 فولط، ويظهر في (الشكل-1) بنيتها بشكليها القديم والحديث، وهي تشتمل على قضيب من الفحم وآخر من التوتياء وعلى معجون كلوريد الأمونيوم ومعجون من ثاني أكسيد المنغنيز ومسحوق الكربون يحيط بقطبها الموجب. وتسمى أيضاً بسبب تركيبها هذا خلية الكربون - خارصين.

يؤدي غلاف الخلية الذي يصنع من التوتياء دور القطب السالب للخلية، في حين يشكل قضيب الفحم قطبها الموجب. أما معجون كلوريد الأمونيوم فيؤدي دور المحلول الكهرليتي الكهربائي. وأما ثاني أكسيد المنغنيز الذي يحيط بقضيب الفحم فيستخدم لمنع استقطاب الخلية، أي أنه مزيل لاستقطابها حيث أنه يمنع تشكل غمد من غاز الهدروجين حول قضيب الفحم، يحول دون استمرار التفاعل الكيميائي، وإذا حدث ذلك توقف تدفق التيار الكهربائي في الدارة.

يعود السبب في كون الجهد المتولد بين قطبي الخلية الجافة مساوياً 1.5 فولط، إلى أن الفحم معدن سالب كهربائياً electronegative، وهو يكتسب شحنة موجبة في المعجون الكيميائي المذكور عند التوازن يقارب 1 فولط، في حين يكتسب التوتياء الموجب كهربياً electropositive المغمور في المعجون الكهرليتي عند التوازن جهداً كهربائياً سالباً مقــداره -0.51 فولط. وهكذا يكون فرق الكمون بين قطبي الخلية الجافة مساوياً حاصل طرحهما أي [1- (-0.51)] أو 1.51 فولط.

غالباً ما تجمع الخلايا الجافة على التسلسل للحصول على جهود كهربائية أعلى، كما قد تجمع على التفرع للحصول على تيارات كهربائية أشد. ويظهر في (الشكل-2) رسم رمزي يبين كيفية جمع الخلايا على التسلسل، وفي (الشكل-3) كيفية جمعها على التفرع أو على التوازي.

الشكل (2) جمع الخلايا على التسلسل		الشكل (3) جمع الخلايا على التفرع

تجدر الإشارة أخيراً إلى أن كبر حجم الخلية الجافة لا يغير من الجهد الكهربائي المتولد بين قطبيها، وكل ما يفعله ذلك هو زيادة عمر الخلية، ومتى نفدت المواد الكيميائية التي تتركب منها تفقد الخلية فائدتها. وهي تغدو كذلك إذا زادت مقاومتها الداخلية بحيث تعجز عن تقديم التيار اللازم لتشغيل الحمل الموصول بها. فإذا فرضنا E الجهد بين طرفي الخلية الجافة من دون حمل load، وإذا أضحى الجهد بين طرفيها عند ربط الحمل ذي المقاومة R مساوياً V، وإذا فرضنا I شدة التيار المار في الحمل عندئذ يكون لدينا:

 E = I (r + R)

 ويكون:V = IR

ومنهما نجد:

E – V	R	=	r
V

الشكل (4) مدخرة أو بطارية

هي جمع عدة خلايا جافة تولد جهداً مقداره 9 فولط

 

 

وهي تعطي المقاومة الداخلية للخلية الجافة والتي إذا زادت على حد معين أضحت من دون فائدة.

تستخدم الخلايا الجافة على نطاق واسع في تشغيل أجهزة الراديو والأجهزة الإلكترونية المحمولة، وتأخذ أبعاداً مختلفة. كما تجمع أحياناً على التسلسل بحيث تشكل كتلة واحدة تولد جهداً كهربائياً يساوي 4.5 فولط أو غير ذلك كما هو واضح في (الشكل-4)، ويطلق عليها عندئذ اسم مدخرة[ر] أو بطارية battery.

 

 

 

 

 

 

أحمد حصري 

الموضوعات ذات الصلة:

 

الطاقة ـ المدخرة. 

 

مراجع للاستزادة:

 

- Understanding Science (A Sampson Publication p 2106).

 

---

- التصنيف : الكيمياء و الفيزياء - النوع : علوم - المجلد : المجلدالثامن - رقم الصفحة ضمن المجلد : 903 مشاركة :