PİLLER
Piller,
en çok kullanılan doğru akım kaynaklarıdır. Bütün pillerin yapısı temelde aynı
olup bir elektrolit içerisine batırılmış farklı iki elektrottan oluşur.
Piller
kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürürler. Pilde oluşan yük-seltgenme
ve indirgenme olayları sonucunda pilin (+) ve (-) kutupları arasında potansiyel
farkları oluşur. Elektron fazlalığı olan negatif kutupta düşük potansi-yel,
elektron azlığı olan pozitif kutupta ise yüksek potansiyel oluşarak iki kutbun
birbirine iletken bir telle bağlanması halinde negatif kutuptan pozitif kutba
doğru elektronlar hareket eder. Bu işlem pilin iki kutbunun da potansiyeli eşit
olunca biter ve bu anda pil tükenmiş olur, yani daha fazla akım üretemez.
Pi-lin uçları arasındaki potansiyel farkına pilin voltajı veya gerilimi denir
ve V ile gösterilir. Pilin uçları arasındaki potansiyel farkı da voltmetre ile
ölçülür.
PİLİN TARİHSEL GELİŞİM SÜRECİ
Günümüzden
yaklaşık 2.000 yıl önce, eski Yunan bilgini Thales, bir kumaş parçasını fosil
ağaç reçinesinden oluşmuş sarı bir kayaç türü olan kehribara sürterek, küçük
elektrik kıvılcımları elde etmişti. Ama insanların bu gücü dene-tim altına
alarak, düzenli bir elektrik akımı sağlayan pili üretmeyi başarmaları için
aradan çok uzun bir zaman geçmesi gerekliydi. 1800'de Alessandro Volta
(1745-1827), yaptığı ilk pile ilişkin ayrıntıları yayınladı. Bu pil, asitli
suya batırılmış yuvarlak çuha ya da karton parçalarıyla birbirinden yalıtılmış
bir çinko ve ba-kır disk dizisinden oluşuyor; son bakır diski son çinko diske
bağlayan metal tel-den de akım geçiyordu. Cruikshank, bu pilin sakıncalarını
(asitli suyun akarak parazit bağlantılara neden olması gibi) gidermek için,
asitli su yalağına yatırılmış bir sütundan oluşan gözlü batarya’yı geliştirdi.
1826’da Becquerel, bu pillerde ortaya çıkan gerilim
düşümüne, kontak-lardaki yapı değişikliğinin ve özellikle, pozitif elektrot
üzerinde, elektroliz etki-siyle toplanan hidrojen kabarcıklarının neden
olduğunu açıkladı. Elektrotlar-daki bu kutuplanmayı azaltmak için, elektrolit
içine kutuplanma gidericiler, yani hidrojen birikimini ortadan kaldırma
yeteneği olan yükseltgenler katmak gerekiyordu. Böylece, sıvı (kromik asit,
potasyum bikromat, nitrik asit vb.) ve katı (kurşun dioksit ya da manganez
dioksit) kutuplanma gidericiler içeren piller yapıldı.
1842’de Poggendorff, daha sonra sırasıyla Grenet,
Ducretet ve Trouvé’ nin yetkinleştirecekleri potasyum bikromatlı pil’i
tasarladı. Bunsen pilinde (1843) ise kutuplanma giderici olarak nitrik asit
kullanıldı.
Tek bir katı kutuplanma giderici içeren pillerin en
pratiği Leclanché öğesidir (1868). Bu pil türü, bir amonyum klorür çözeltisi
içinde yer alan ve nega-tif kutbu oluşturan çinko çubuğu içeriyor, merkezde de
gözenekli bir kap ya da kumaş içerisinde bir karni kömürü levhası (pozitif
kutup) bulunuyor-du. Bu levha karşısında, basınç yoluyla manganez dioksit
topraklaştırılmış hal-deydi. Bu pil 1,5 V luk gerilim vermesine karşın ancak
zayıf akımlar üretebiliyor-du. Kesikli kullanımlar için uygun olan bu pili Féry
yetkinleştirdi. Féry pilinde ne-gatif elektrot, kabın dibine yatay olarak
yerleştirilmiş bir çinko levhadan oluşur. Pozitif elektrot, katalizör görevi
gören gözenekli kömürdendir. Elektrolit, bir amonyum klorür çözeltisidir;
havanın, sıvı üst katmanlarında çözünen oksijeni, kutuplanma giderici görevi
yapar. Aynı ilkeden yola çıkılarak, günümüzde çok kullanılan ve kum pili denen,
elektrolitleri soğurucu ya da jelatinli bir mad-deyle akışmaz kılınmış piller
de üretilmiştir.
Öte yandan, farklı iki metal lamı, her birini
tuzlarından birinin çözeltisi içersine daldırarak, kutuplanmaz denen, iki
sıvılı piller de geliştirilmiştir. Bu türün ilk örneğini Daniell, 1836‘da
vermiştir.
|
lise1
