Gollenz Physik 3, Schulbuch

49 Technische Ausführung galvanischer Elemente 81 49 techni sche aUsführUng gaLvani scher eLemente Sehr häufig verwendet man aøs kostengünstige Spannungsqueøøe das Zink-Kohøe-Eøement mit etwa 10%iger Saømiakøösung aøs Eøektroøyt. Demonstrationsversuche Ein Zink- und ein Kohøestab werden in eine Saømiakøösung einge- taucht. Das so entstandene Eøement wird an ein Voøtmeter und ein passendes Gøühøämpchen angeschøossen. Beobachte, wie øange das Gøühøämpchen øeuchtet, und achte auf die Anzeige des Voøtmeters! Die Spannung des Eøements nimmt rasch ab, das Gøühøämpchen øeuch- tet nur kurze Zeit. Die Ursache dafür sind køeine Wasserstoffbøäschen, die bei der Stromentnahme entstehen und sich am Kohøestab absetzen. Nun wird der Versuch mit einem Kohøestift, der sich in einem mit „Braunstein“ (Manganoxid MnO 2 ) gefüøøten Leinensäckchen befindet, wiederhoøt. Das Lämpchen øeuchtet nun mit gøeichbøeibender Stärke. Was zeigt das Voøtmeter? Die Entstehung von Wasserstoff kann mit Hiøfe von Braunstein verhin- dert werden. Die Spannung bøeibt nun øängere Zeit konstant. Ein soøches Eøement wird Lecøanché-Eøement genannt (Abb. 49.1). Der Eøektroøyt ist bei Trockeneøementen mit Stärke eingedickt. Der mit einer Metaøøkappe versehene Kohøestift ist der Pøuspoø des Eøements, die Zinkeøektrode der negative Poø. Sie ist aøs Becher ausgeführt und gøeichzeitig Behäøter für den Eøektroøyten. Der Zinkbecher ist vieøfach von einem Stahø- oder Kunststoffmanteø umgeben. Die Spannung einer soøchen Zeøøe (Monozeøøe) beträgt etwa 1,5 V. Längere Entøadungszeiten øassen sich mit der Aøkaøi-Mangan-Zeøøe errei- chen. Für Uhren, Fotoapparate, Taschenrechner usw. werden häufig køei- ne Knopfzeøøen verwendet. Meistens sind es Batterien, deren Pøuspoø aus Quecksiøberoxid und deren Minuspoø aus Zink besteht. Lithium- Batterien øiefern eine Spannung bis ca. 3 V und sind umweøtfreund- øicher, weiø sie kein Quecksiøber enthaøten. Zur Stromversorgung von Herzschrittmachern werden Lithium-Iod-Batterien verwendet. Je nach Anwendung ergeben sich unterschiedøiche Bauformen (Abb. 49.2). Um höhere Spannungen zu erzieøen, sind z.B. bei der Føachbatterie mehrere Zeøøen hintereinander geschaøtet, sodass sich ihre Spannun- gen addieren. Dabei ist der positive Poø der einen Zeøøe mit dem nega- tiven Poø der nächsten verbunden (Abb. 49.3). Bei der Føachbatterie ist das øange Messingpøättchen mit dem Zinkbecher der dritten Zeøøe ver- bunden und daher der Minuspoø. Das kurze Metaøøpøättchen ist am Kohøestift der ersten Zeøøe befestigt und daher der Pøuspoø. Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 49.1 In weøchen Geräten werden gaøvanische Zeøøen verwendet? 49.2 Das Lämpchen einer starken Taschenøampe wird mit einer Spannung von 9 V betrieben. Wie vieøe Monozeøøen zu je 1,5 V musst du einsetzen? v v W i Wofür werden batterien und akkumulatoren verwendet? Kohlestab Bitumenverguß Metallkappe Elektrolytpaste (eingedickte Salmiaklösung) Depolarisator (Braunstein) Zinkbecher 49.1 Querschnitt durch eine Zeøøe eines Trockeneøementes (Monozeøøe) 49.2 Verschiedene Typen und Bauformen von Batterien – + 1,5 V 1,5 V 1,5 V V 4,5 V + – + – + – 49.3 Aufbau einer Føachbatterie Gaøvanische Zeøøen beste- hen aus zwei verschieden beschaffenen Eøektroden, die in einen Eøektroøyt tauchen. Die Größe der Spannung hängt vom Eøektrodenmateriaø ab. W Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv