تعتمد معظم الأجهزة والمعدات على البطاريات ، مثل ساعة الحائط أو ساعة اليدين, وجهاز التحكم عن بعد ، والهواتف المحمولة ، وهناك  أنواع عديدة هذه البطاريات ، في هذا الموضوع سنتعرف أكثر على البطارية الكهربائية وانواعها ومبدأ عملها وسنتحدث عن حياة مخترع البطارية الكهربائية واهم انجازاته.

من هو مخترع البطارية الكهربائية

مخترع البطارية الكهربائية

البطارية الكهربائية

تعتمد العديد من الأجهزة على البطارية الكهربائية ، وهناك أشكال وأحجام مختلفة ، فهناك بطارية كهربائية صغيرة علي سبيل المثال بطاريات يتم استخدامها في ساعة اليدين ، ويوجد بطارية كهربائية متوسطة الحجم مثل تلك التي يتم استخدامها في المصباح الكهربائي وساعة الحائط الخ...، ويوجد بطارية كهربائية كبيرة ايضا مثل التي تستخدم في السيارات أو القوارب أو مولدات كهربائية ، وجميع الأحجام تشترك في خاصية واحدة وهي هو تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية نتيجة لحدوث تفاعلات كيميائية متعلقة بالأكسدة والاختزال التلقائي للخلية الكهربائية.

مخترع البطارية الكهربائية

اليساندرو فولتا "مواطن إيطالي" اخترع البطارية الكهربائية عام 1799 م. وتتكون مكونات هذه البطارية التي اختراعها هي القرص النحاسي وقرص الخارصيني ، والتي تتخللها قطعة قماش مشبعة بمحلول ملحي مثل الإلكتروليت ، وكانت تتسم بقوة دافعة منخفضة، وعمل المخترع الإيطالي على تجميع مجموعة من الخلايا للحصول على القوة العظمى للقوة الدافعة الكهربائية المعروفة بعمود فولتا.

كيف تعمل البطارية الكهربائية؟

تنتج الخلية الكهربائية طاقة كهربائية تتكون من قطبين أحدهما سالب والآخر موجب ، بالإضافة للكهرل المعروف بالإلكتروليت  والذي يقع بين الطرفين من البطارية ، ويأتي الإلكتروليت من إحدى المواد الكيميائية أو مزيج من المواد الكيميائية على شكل سائل أو معجون يوصل الطاقة الكهربائية.

ينتج لحدوث تفاعلات كيميائية في الخلية الكهربائية ، تمر الإلكترونات من قطب البطارية السالب عبر جهاز التشغيل إلى القطب الموجب ، وتستخدم البطارية كأحد مصادر الكهرباء في توصيل الأداء المستهلك بأقطاب البطارية الموجبة والسالبة.

البطارية الجافة

توجد نقاط اختلاف بين البطارية الجافة والبطارية السائلة من حيث طرق ومواد بناء القطبين الموجب والسالب للبطارية ، لكنها متشابهة في طريقة الاستخدام ، حيث تختلف في مادة المنحل بالكهرباء. توجد بطارية جافة من البطاريات المشهورة جدا والمعروفة باسم خلية لاكالانش حسب مخترعها أو بطارية الزنك.

يتكون هذا النوع من البطاريات من قضيب الكربون الذي يمثل الأنود أو غلافه من الزنك أو ما يسمى بالزنك الذي يمثل القطب السالب ، والعجين المكون من كلوريد الأمونيوم المشرب بالكهرباء ، مع فاصل غشاء رقيق بين الأقطاب السالبة والموجبة للبطارية ، ومن الخارج مغطاة بطبقة عازلة لمنعها من درجة حرارة الهواء ، وقوة تدفق الكهرباء لهذا النوع من البطاريات 1.5 فولت.

في أواخر سبعينيات القرن الماضي ، استبدلت العديد من الدول بطارية Clanche بإحدى البطاريات الأخرى ، والتي تتميز باستخدامها على المدى الطويل ، والأداء المتميز ، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة هواء عالية. ، وهذه البطارية القلوية "المنغنيز". ما اخترعه لويس أوري الحامل للجنسية الأمريكية ، والجدير بالذكر أن هذه البطاريات من أكثر البطاريات انتشارًا اليوم.

تصنع الولايات المتحدة بطارية "المنغنيز" القلوية بنسبة 80٪ من إجمالي تصنيع البطاريات الأولية لأنها تتميز باحتفاظها بالسائل بالداخل عند نفادها وانتهاء صلاحيتها ، بالإضافة إلى حقيقة أن لقد كان يعمل لفترة طويلة من الوقت منذ أن بدأ استخدامه مقارنة بالبطاريات الأخرى ، ولكن الجانب السلبي الوحيد هو تكلفته العالية.

البطاريات القلوية مصنوعة من "المنغنيز" من قطبين رئيسيين ، القطب "السالب" الأول مصنوع من الزنك (الزنك) والثاني القطب "السالب" مصنوع من (ثاني أكسيد المنغنيز). 

البطاريات الأولية والبطاريات الثانوية

تُعرف البطاريات الأولية باسم بطارية الزنك (الكربون) ، وهي إحدى البطاريات القلوية التي لا يتم إعادة شحنها بعد أن تكون فارغة (أي طاقة التفاعل الكيميائي تعمل من أجل توليد الكهرباء أيضًا لبدء النفاد) ، وعدم قبول إعادة الشحن مرة أخرى مثل بطاريات الهاتف المحمول ، يتم استخدامه مرة واحدة فقط ، ثم استبداله بأخرى جديدة.

أما البطارية الثانوية فتستخدم عدة مرات بعد تفريغها عن طريق إعادة الشحن ، كما يتم استبدالها ، ولكن بعد أن تنخفض كفاءتها وأدائها مع الاستخدام والشحن المتتاليين ، وأثناء تفريغها تبدأ المواد الكيميائية. لتتفاعل حتى تنتج طاقة كهربائية ، ويمكن البدء في شحنها عن طريق توصيلها بمصدر كهربائي خارجي. مناسب ليعكس التفاعلات التي حدثت معهم.

ومن أمثلة البطاريات الثانوية بطاريات النيكل والكادموم وبطارية الليثيوم أيون ، والتي تستخدم في الهواتف المحمولة والسيارات والأجهزة الحديثة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية.

حياة مخترع البطارية الكهربائية

ولد الفيزيائي أليساندرو فولتا (مخترع البطارية الكهربائية) عام 1745 م في الدولة الإيطالية ، ودرس في المدرسة الإيطالية المعروفة باسم (مدرسة كومو) ، وكان ملتزمًا بدراسة الكيمياء ، وتمكن من اكتشاف الميثان ، وتمكن من فصله.

ولد مخترع البطارية الكهربائية في 18/2/1745 في كومو بإيطاليا ، وكان ينتسب إلى إحدى العائلات النبيلة التي لم تكن ثرية ، حيث كان والده من أشهر الشخصيات. أكثر إسرافًا ، توفي مدى الحياة عن عمر يناهز السابعة ، وكان لديه 6 إخوة ، وبعد وفاة والده ذهب فولتا للبقاء مع عمه للانضمام إلى خدمة الكنيسة.

ثم استطاع أن يخترع البطارية الكهربائية ، هذا الاختراع الذي عمل على الترويج له بشكل واضح ، لأنه أعجب بنابليون بونابرت ، الذي دعاه إلى المعهد الفرنسي لتقديم جميع الاختراعات التي حققها. لجميع الأعضاء ، وتمكن من الحصول على العديد من الجوائز والأوسمة.

انجازات أليساندرو فولتا

هناك العديد من إنجازات الفيزيائي أليساندرو فولتا ، من بينها ما يلي:

• واصل مخترع البطارية الكهربائية البحث العلمي الذي أعده عام 1771 بعد الميلاد ، وبعد قراءة الأوراق العلمية التي أعدها جوزيف بريستلي عن الطاقة الكهربائية ، تأكد من أن العديد من النتائج التي توصلت إليها كان قادرًا على تحقيق ما حققه بالفعل من قبل الآخرين ، وفي عام 1774 ذهب أليساندرو للتدريس في إحدى المدارس. كومو يعلم الطلاب من مختلف العلوم.

• في عام 1775 م ، أوضح مخترع البطارية الكهربائية لجوزيف بريستلي في رسالة أرسلها إليه الاختراع الذي يمكنه الوصول إليه ، وهو جهاز يمثل مصدرًا للطاقة الكهروستاتيكية وإمكانية ينقل الكهرباء إلى أشياء أخرى من خلال هذا الجهاز. سواء كان جديدًا أم لا ، أخبره أن العالم يوهان ويلكي اكتشف جهازًا مشابهًا في عام 1762 بعد الميلاد ، لكنه عمل على تشجيعه على مواصلة تجاربه.

• في عام 1776 ، نجح أليساندرو في عزل الميثان وفصله ، حيث اكتشف أنه إذا كان موجودًا في إحدى الحاويات المغلقة ومختلطًا بتهوية الهواء ، فإنه معرض لخطر الانفجار إذا كان في الداخل. بالقرب من أحد الشرارات الكهربائية.

• اقترح أليساندرو أن الأدوات المستخدمة لتوليد الكهرباء أثناء تفجير غاز الميثان يمكن استخدامها لإرسال هذه الشرارات عبر المدن بالأسلاك ، ثم استخدمها في جهازه الصغير (مقياس اليود) الذي يقيس النسبة المئوية للأكسجين لتحديد ما إذا كان مناسبًا للتنفس أم لا.
• في عام 1778 م تم تعيين فولتا رئيسًا لقسم الفيزياء التجريبية بجامعة بافيا ، واستطاع أن يستمر في هذا المنصب لمدة أربعين عامًا. كهربائي.
• مخترع البطارية الكهربائية,من مخترع البطارية الكهربائية,البطارية الكهربية