Piller ve Çalışma Prensipleri

PİLLER

A- Pilin Tanımı:

Piller; elektrik yükünü biriktiren ve kullanması gereken zamanda harcayan bir depo görevini yüklenmektedir. Pil üreteçler grubunun şimdilik en küçük üyesidir.

B- Pil Çeşitleri:

a)Volta Pili:

Alexsander Volta‘nın 1800’de bulduğu Volta pilinde elektrolit olarak sülfat asidinin suda eriğiyi kullanılır. Elektronlar ise, bir bakır bir de çinko çubuktur. Çinko çubuk negatif, bakır çubuk ta pozitif kutbu oluşturmaktadır. Daha hiçbir elektrik devresine bağlanmamış bir volta pilinin iki ucu arasındaki potansiyel farkı 1 volttur. Devreyi tamamladığımızda 1 voltluk gerilimin hızla düştüğünü göreceksiniz. Çünkü çinko iyon salarak hızla erimeye başlamıştır. Bu iyonlar SO4(sülfat)’la birleşerek ZnSO4 (çinko sülfat karışımı)’ü oluştururlar. Bu arada hidrojen gazı da bakır çubuk etrafında kaçak hava kabarcıkları şeklinde yükselmişlerdir. Akım devam ettikçe gerilim farkı azalır. Artık öyle bir an gelir ki devreden akım geçmez. Eriyik içindeki hidrojen bakır çubuğu kaplar. Elektrolit, artık bakır çubuğun çeperine dokunamaz hale gelmiştir. Kutupların yeni hidrojenle kaplanan bakır çubuğun üzeri temizlenirse ve yeniden eriyik içine batırılırsa, akım geçmeye devam eder. Bu iki türlü yapılır. Biri zımpara kağıdı ile bakırın üzerindeki hidrojen tabakası kazınır. Diğeri ise bakır çubuk ateşe tutularak hidrojen kaplı tabaka yakılır. En basit ve ilk elektrik pili olan volta pili pratik olmadığından günümüzde kullanılmaz.






b) Daniel Pili:

Ortadan gözenekli bir bölümle ikiye bölünmüş bir kap alalım. Bu kabın birinci bölümüne ZnSO4’ün suda eritilmişini, diğerine de CuSO4’ün sudaki eriyiğini koyalım. ZnSO4’ün bulunduğu yere bir çinko çubuk batıralım. Diğerine de bakır bir çubuk batırılır. Daniel pilini yapmış oluruz. Aslında kimyasal tepkimeyi göz önüne alarak, şöyle bir sonuca varabiliriz. Pozitif elektrik yüklü çinko iyonlarının, bakır çubuğu kaplayıp, kutuplaşma meydana getirmesi gerekir. Oysa böyle bir olay meydana gelmez. Pozitif yüklü çinko iyonları bakır çubuğa doğru giderken, gözenekli kabı geçer geçmez çinko çubuğa doğru negatif elektrik yüklü SO4 iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu karşılaşma sonucu bir tepkime oluşur.

İkinci kapta bulunan Cu+SO4’deki pozitif elektrik yüklü iyonları ise pozitif kutbu, yani bakır çubuğa doğru giderlerken ve orada birikirler. Burada biriken bakır iyonları daha lsonra elektrik yüklerini sıfırlarlar. Diğer kaptaki elektrik yükü SO4 iyonları ise negatif kutba, yani çinko çubuğa giderek çinkoyu eritmeye başlar. Bu sırada elektron da verirler. Sonuçta bir kimyasal tepkime olur.

Buraya kadar olanları özetleyecek olursak, çinko çubuğun eridiğini ve bakır çubuk üzerinde de bir bakır tabakası oluşturduğunu görürüz. Aynı cins madde ile kaplandığından pozitif kutuplanma olmadığı görülür. Bu pillerin gerilim farkı değişmez. Bu nedenle günümüzde hala kullanılmaktadır.




c) Kuru Pil:

Silindir şeklinde bir çinko kap alalım. İçine suda eritilmiş nişadırı jelatinle karıştırarak, yoğun bir duruma getirip koyalım. Daha sonra içine mangandioksitle kaplanmış bir kömür çubuk yerleştirelim. Devreyi tamamladığımızda günümüzdeki kuru pil yapılmış olur.

Sadece sıvı elektrolit yerine daha koyulaştırılmış ve katı duruma getirilmiş elektrolit kullanılmıştır. Bu nedenle taşınması açısından kolaylık sağlanmıştır.