22.Електротехнічні пристрої як перетворювачі електричної енергії в хімічну і механічну.

Якщо в елект­роліт опустити два провідники і з'єднати їх з джерелом стру­му , то дістанемо замкнуте електричне коло і через електроліт проходитиме струм. Занурені в електроліт провідники для підведення до нього струму називаються електродами: позитивний елек­трод — анодом, а негатив­ний — катодом.

При проходженні електрич­ного струму через електроліт на електродах звичайно виділяються продукти хімічного розпаду розчину (електроліту). В цьому можна легко переконатися, опустивши в розчин мідного купоросу ( ) два електроди і пропустивши через електроліт електричний струм. Через певний час катод вкриваєть­ся тоненькою плівкою міді, а анод — пухирцями якогось газу. Цей процес розкладу речовини електроліту на складові частини називається електролізом.

Що ж становить собою електричний струм в електролітах? Як пояснити, що на відміну від металів електрич­ний струм у розчинах кислот, солей і лугів пов'язаний з перенесенням речовини?

При розчиненні у воді будь-якої солі, кислоти або лугу частина молекул цих речовин розпадається на іони, при­чому частинки металів і водню мають завжди позитив­ний, а кислотні й водні залишки — негативний заряд. Сума позитивних зарядів у іонів розчину завжди дорів­нює сумі негативних зарядів, а тому розчин в цілому є електронейтральний.

Розпад молекул на іони називається електролітичною дисоціацією, або іонізацією. Іони одновалентних елемен­тів мають або надлишок або недостачу одного електро­на, іони двовалентних елементів — надлишок або недо­стачу двох електронів і т. д. Процес розпаду молекул речовини електроліту на складові частини — іони — від­бувається безперервно навіть у випадку відсутності елек­тричного струму, тому в електроліті завжди знаходяться вільні іони різних знаків.

Поряд з іонізацією в розчині одночасно відбувається і зворотний процес: протилежно заряджені іони притягую­ться один до одного, утворюючи нейтральні молекули. З'єднання іонів розчину в нейтральні молекули називає­ться молізацією. Процеси іонізації і молізації відбуваю­ться одночасно й безперервно, перебуваючи в динаміч­ній рівновазі, і тому в електроліті одночасно існують і іони, і нейтральні молекули, лише їх співвідношення в різних розчинах може бути різним.

Якщо в електроліт опустити два електроди й з'єднати їх з джерелом струму, то під дією сил електричного поля джерела іони водню й металів, заряджені позитивно, рухатимуться в напрямі поля до катода, а іони решти речовин, заряджені негативно,— проти поля до анода.

Таким чином, проходження електричного струму через електроліт пов'язане з взаємопротилежним рухом пози­тивних і негативних іонів або, іншими словами, з перене­сенням речовини електроліту. Досягнувши електродів, іони віддають їм свої заряди, після чого відкладаються безпосередньо на електродах або вступають в реакцію з речовиною електрода або електроліту.

Електрохімічні процеси, що виниуають при проходженні по електроліту постійного електричного струму, використовуються для виготовлення електрохімічних джерел струму – галванічних елементів і акумуляторів.

На відміну від гальванічних елементів електричні акумулятори є хіміч­ними джерелами постійного струму з оборотними елект­рохімічними процесами. Вони здатні нагромаджувати порівняно велику кількість хімічної енергії, а потім у мі­ру потреби витрачати її у вигляді енергії електричного струму.

Процес нагромадження активної маси електродами відбувається в результаті електролізу і звичайно нази­вається зарядкою акумулятора. Процес витрачання ак­тивної маси, при якому хімічна енергія активної речови­ни перетворюється в електричну, називається розряджан­ням акумулятора.

Кислотні акумулятори. Дія кислотних акумуляторів грунтується на явищі поляризації електродів. При зану­ренні в розчин сірчаної кислоти двох свинцевих електро­дів і пропусканні електричного струму від стороннього джерела внаслідок електролізу розчину на позитивному електроді виділяється кисень і свинець окисляється, а на негативному електроді у вигляді бульбашок виділяє­ться водень, який із свинцем не взаємодіє, і тому сви­нець цієї пластини залишається чистим. Отже, свинцеві електроди в розчині сірчаної кислоти при електролізі ста­ють різнорідними, і в результаті хімічної взаємодії між цими різнорідними електродами й сірчаною кислотою ви­никає е. р. с. величиною близько 2 в. Напрям цієї е. р. с. протилежний до напряму е. р. с, прикладеної від сто­роннього джерела струму.

Перетворювачі електричної енергії в механічну.

Електричними машинами називаються пристрої, призначені для перетворення електричної енргії в механічну, і навпаки. Це є двигуни. Вони бувають змінного струму – асинхронні та синхронні, а також постійного струму. Найбільше використовується асинхронний двигун змінного струму.