В начало на лист изменений

 

 

Аккумуляторы. Статья не закончена.

 

 

 

 

 

 

 

  Во всех учебниках пишут о накоплении заряда в аккумуляторе. Например: заряд аккумулятора ст55 равен 55 ампер часам. Из теории статического электричества следует что  электрический заряд равен одному кулону, доставляемому током в 1 ампер в течении секунды.  И час работы тока аккумулятора при токе разряда один ампер численно равен  прохождению 3600 Кулонов.

    По сегодняшней науке в аккумуляторе заряды различной полярности концентрируются на электродах. Точнее энергия запасена на поверхности  электродов.

  Небольшое отступление.

Электролит является проводником с изменяемым сопротивлением, и оно  очень мало, но только при разряде.  Электролит одновременно является в одну сторону хорошим проводником, а в другую плохим.

Вот уже и полупроводник получили. При заряде сопротивление аккумулятора несомненно меняется и мало того, падает с увеличением температуры, а это как раз свойство полупроводимости. В тоже время при «правильном» включении (разряд) внутреннее сопротивление аккумулятора очень мало.

Как там с электронно-дырочной проводимостью в электролите? На смену ей вступает ионная.    Вот только ток ионов почему-то в одну сторону. Почему в одну и выясним.

 

Теперь немного поразвлекаемся с законом Кулона.

Из  статического  электричества известно о силе, действующей между двумя противоположными по знаку зарядами. Правда, точечными. Еще интересно, что электростатическое взаимодействие работает по поверхности.

Значит в заряженном полностью аккумуляторе, то есть  между поверхностями электродов должна будет действовать неимоверная сила.

И в данном случае силу можно просто посчитать.

F= 3600*55/расстояние 2 между электродами      в ньютонах  ( LMT-2 в системе Си  100 гр.),

 

а расстояние взять 1 см, то сила притяжения  до момента короткого замыкания будет равняться 19800 кг, пускай даже с 10 2 погрешностью. О такого давления направленного внутрь,  аккумулятору придется не по себе. Так как должно развалить аккумулятор в лепешку. Нету этого.

Заряженный аккумулятор целехонек.

Так что закон Кулона тут ни на иоту не работает.

И ни какого объяснения. Тут вам и отговорка найдется, что заряд в электролите объемный. Но и что из этого .  и в объеме должна быть сила стягивающее это дело. Сила то есть, только не проявляется. Второе объяснение приводимое, как правило, это нейтральность атомов и молекул. И дескать сила заключена в них самих как химическая энергия, поэтому и не проявляется.

 

Зато несомненно есть интересный и некрасивый для электростатики факт, стоит замкнуть два электрода накоротко  толстой перемычкой, отодрать ее от них  воистину почти невозможно (эффект прилипания).  Вот вам и электростатика. То же самое происходит и при электросварке  - прилипание электродов.

 

Закон Кулона то есть, а что дальше, в  простейшем случае не работает. Выходит,  статики нет.  А работает динамика. И еще выходит, что именно обмен электроэнергией между электродами, а точнее разряд как процесс прохождения тока есть проявление силы притяжения! Процесс динамический.

 

И по закону того же Кулона, наконец проявившего себя в деле, сила притяжения находится приблизительно в обратно квадратичной зависимости от расстояния при условии, если ток идет электрическим разрядом, дугой!!!!!если проводник воздух, или по очень толстому проводу(который все равно греется очень сильно)

 

Нас  интересует, почему, когда происходит соединение электродов касанием двух проводов эта сила возникает почти мгновенно. Каким образом освобождается энергия и появляется разность потенциалов.

 

С электродинамической стороны, получается, что электрическая энергия в аккумуляторе запасается не в виде зарядов, а в виде самого вещества. В виде плотности и количества. В виде энергии связи молекул. Любой скажет, это и так видно!

 

Попробуем разобраться с химической стороной дела. А уже потом перейдем к физике.

 

Аккумулятор  кислотный.

Свинцовый .

 

Здесь ниже приводится схема химических реакций  при зарядке и разрядке аккумулятора.

 

Не будем рассматривать устройство аккумулятора. Оно общеизвестно.

 

Всю работу аккумулятора, прежде всего надо рассматривать с точки зрения накопления энергии.  И в первую очередь как эквивалента энергии- массы вещества и его свойств. У Эйнштейна по иному, свойства это квадрат скорости света, масса она сама по себе, но это к слову.  Между прочим у Фарадея, установившего законы электролиза,

 

m=kIt

 

масса равна количеству электричества, помноженному на время с безразмерным коэффициентом. 

Все свойства массы в электричестве!!!!!! .

 

Свойство инерции уже зарыто в массе. А понятие импульса уже достаточно.

p=mv, чтоб именно его считать энергией движущегося тела. Формулы в математике - формализм.

Давайте вместо тока подставим импульс частиц (электронов, ну пусть это будут электроны!!!) переносящих его энергию. и будем очень аккуратны с размерностями.

М=kmvt  (v=s/t),  время сокращаем,  m=kms    размерности поплыли, появился путь, но этот путь может физически объясним. Это расстояние между электродами. Электричество перемещает массу. Вместо расстояния можно воткнуть безразмерные координаты и формально условие равенства станет выполнимо.

Чего-то не хватает…

 

 

 

Вы наверное заметили,   все таки есть неформальная часть,  волюнтаризм.  Ток действует определенное время, а импульс есть мгновенное значение силы. Интеграл от силы и значит:  .

 

Надо подставлять силу.  F=ma.

 

M=kmat  тогда получим M=kmv, (v=s/t),  а это реальное воплощение  силы тока в массе(массе частиц, которые двигаются), выражение массы через массу с ее инерционными свойствами(импульс) и свойствами конкретного вещества, зависящими от данного тока.

А механическая сила  вот тут и будет  эквивалентна  силе тока. Физически!!!!!

И математически!!!

 

 

Сила тока, умноженная на время и является импульсом!!!!!!  То есть масса пропорциональна  энергии(импульсу) электрического тока, с безразмерным коэффициентом, определяющим свойства вещества.

 

http://fatyf.aiq.ru/newton.htm

 

 

Таким образом, выявлена связь закона Ньютона с законом электролиза Фарадея.

 

Теперь подставим  mv2/2 ,  собственно энергию в классической интерпретации.

 

m=Ktmv2/2   сократим время, получим m=Kms2/2 t    кг м2/сек  это уже физически необъяснимо,  площадь за 1/2 секунды???? Да пусть и пространство-время!!!

 

       Точно так же физически необъясним и  эйнштейновский эквивалент энергии покоя E=mc2   при размерности кг m2/сек2

       Точно так же физически необъяснима постоянная Планка. Дж сек.

1 кг·м²/сек

Да и сам джоуль 1 Дж = 1 кг·м²/с²  как единица измерения Энергии или  работы с дважды пройденным путем, выраженным в квадрате скорости.

 

 

 

Выражение M=kmv, (v=s/t),   справедливо только для одного электрода и для одного вещества, выделяемого на нем.  Однако в электролизе принимает участие молекула вещества, состоящая минимум из двух различных атомов.  И второе вещество выделяется на втором электроде.  Следовательно, нельзя  закон Фарадея для одного электрода считать полностью удовлетворяющему физическому процессу. Те атомы, которые вместе с носителем электрического тока производят перемещение через электролит, выделяются на первом электроде, одновременно перемешивают раствор. И атомам, выделяющимся на втором электроде необходимости в принудительном перемещении нет. То есть нет  этого ионного тока!!!!!!  Есть ток один от положительного к отрицательному и вызванный противоток перемешивания.

 

Поэтому основной закон должен выглядеть так:

 

M12=(k1+k2)mv

 

Тогда, зная время прохождения тока, расстояние между электродами, коэффициенты, и массы веществ, полученных в результате электролиза, можно вычислить   «электромагнитную массу».