Piller Ve Akümulatörler Hakkında Bilgi

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-21-2012

Piller ve Akümulatörler Hakkında bilgi

Piller kimyasal enerjiden elektrik enerjisi üreten düzeneklerdir

Günlük hayatta çok kullandığımız pillerin en büyük avantajı elektrik

enerjisini taşınır kılmasıdır

Çeşitli metaller kimyasal reaksiyonlar sırasında elektron verirler,*

buna yükseltgenme adı verilir

Çesitli metaller de bunun tersi olarak*

elektron alırlar buna da indirgenme adı verilir

Bu* reaksiyonlar sırasında ;her metalin elektron verirken veya*

alırken, yarı pil potansiyeli adını verdiğimiz, verilen veya alınan*

elektronların karşılığı olan bir elektrik potansiyeli mevcuttur

Bir pili oluşturan iki metalin yarı pil potansiyelinin cebirsel*

toplamı o pilin ürettiği voltaja eşittir

Yükseltgenmenin olduğu elektrot Anotdur

Anoda gelen iyon da*

Anyondur,o halde Anyon negatif yüklü iyondur

Bunun tersi*

Katot ve Katyon olarak adlandırılır

İlk zamanlarda piller tek defa kullanılabiliyordu ve tekrar*

kullanılabilen elektrik kaynağı olarak akümülatörler bulunmuştu

Zamanımızda pek çok çeşit pil, birden çok kullanılabilme, yani*

tekrar şarj edilebilme özelliğine sahiptir

Akümülatörlerde cell başına* 2 volt gerilim elde edilir

Anot Kahverengi Kurşun oksit Katot ise sülfürik aside*

daldırılmış gözenekli kurşundan yapılmıştır

Piller şu şekilde sınıflanabilir:

1-) Atom pili

2-) Yakıt* pili

3-) Güneş pili

4-) Kuru pil

5-) Sıvı piller

6-) Gazlı piller

Atom pili uranyum ve grafit bloklardan oluşan ve nükleer enerjiden*

elektrik enerjisi elde etmeye yarayan pillerdir

Yakıt pili dışarıda ki yakıttan örneğin: hidrojen ve oksijen gibi,*

elektrik enerjisi elde etmeye yarayan düzeneklerdir

Güneş pilleri veya fotopiller amorf silisyum kristallerinden elde*

edilen P- N* kavşaklı bir yarıiletken yapıdır

Takriben açık güneşli

havada desimetrekare de 1 watt enerji* verebilir

Pil İlk kez 1800 yılında Alessandro Volta tarafından yapılmıştır

Bu pil yuvarlak çuha veya karton parçaları ile birbirinden ayrılmış*

bakır ve çinko disklerinin asitli suya batırılması ile oluşmuştu

*

Bu tip pillerde*

Volta pili

zamanla pozitif elektrot üzerinde* hidrojen kabarcıkları oluştuğu*

ve EMK de azalma olduğu ortaya kondu,buna* elektrot un*

kutuplanması denir,bunu azaltmak için çesitli oksitleyiciler*

kullanmak gerekir

Bu iş için kullanılan yükseltgen maddeler*

arasında;

Kromik asit,Potasyum bikromat, Nitrik asit gibi sıvılar ve kurşun*

dioksit,manganez dioksit gibi katılar vardır

1842 de Poggendorf daha sonra Grenet,Ducretet ve Trouve*

potasyum bikromatlı pili yaptılar ve bu piller 2 volt ve yüksek*

akım vermekteydi

Bu* kutuplanmayan bir sıvı pildi

Lechlanche pili bir kuru pildir

Bu pilde elektrot olarak Çinko*

ve Karbon kullanılır

Lechlanche pilini Fery geliştirdi ve kendi adı ile anılan pili yaptı

Eskiden cep fenerlerinde kullanılan* akıp cihazları berbat eden*

piller bu pillerdir…

Lechlanche pilinde amonyum klorür jel haline getirilmiştir**

çinkoyu sarar

Karbon etrafında bir gözenekli kılıf içinde karbon*

ve manganez dioksit bulunur

Tepe ziftlenir

Burada reaksiyon*

sonucu Amonyak ve hidrojen iyonu oluşur

*

Lechlanche pili

Yukarıda görülen Lechlanche pilinde turuncu renk karbon*

etrafınna sarılı olan manganez dioksit

Yeşil renk çinko katot,

aradaki gri renk ise manganez dioksit ile çinko arasında bulunan*

jel Amonyum klorürdür

Kuru pillerde kutuplaşmayı önlemek için genel olarak kullanılan*

Manganez dioksittir

Bunsen pilinde bu maksatla* nitrik asit kullanılır

*

Alman Fiziko-kimyacısı olan Robert Wilhelm Bunsen (1821 – 1899 )*

1843 de bu pili yapmıştır

Sıvı kutuplanmaz pillerin ilk örneği Daniell pilidir

Daniel pilinde*

Bakır ve Çinko* elektrot olarak kullanılır

1

08 volt elektrik gerilimi*

üretirler her elektrot kendi tuzlarının* çözeltisine batırılmıştır ve arada*

gözenekli bölme ile birbirlerinden ayrılırlar

burada Çinko çözünür,

Bakır ise çöker

Daniell pili bir sıvı pildir

Sıvı pillerde elektrolit sıvıdır

Daniel pili de böyledir, keza Akümülatörlerdede elektrolit sıvı Sülfürik*

asittir

Derişim pilleri de kutuplanmaz pillerdendir,burada aynı metalden*

yapılmış iki elektrot,bu metalin iki farklı tuzu içine konur

Latimer

Clark ve Weston pili* böyledir

Bu piller ölçek pil olarak adlandırılır

ve pillerin iç direnci ve EMK ölçümünde referans alınırlar

Basınç altındaki gaz içinde olan piller gazlı pil olarak adlandırılır

*

Sir William Robert Grove İngiliz fizikçisidir

Aslında Bir hukukçudur*

ve amatör olarak fizikle uğraşmaktadır

1839 da elektrotları*

odunkömüründen olan gazlı pili yapmıştır

Gaugain ve Zeuger*

pilleri de gazlı pillerdendir

Pillerin tipleri ve tarihçesini kısaca bu şekilde özetledikten sonra,

esas konumuz olan gündelik hayatta kullandığımız pilleri inceliyelim

Günlük hayatta kullandığımız kuru piller, çeşitli boylarda ve*

güçlerde imal edilirler

Pillerin üretiği voltaj üzerlerinde yazılıdır

Pillerin eskimesi halinde bu voltaj değerinde düşme meydana gelir,

buna bayat pil deriz

Normalde kullanılmış bir pilde bile çekilen akım,

pilin verebileceği akımdan fazla değilse voltaj düşmesi meydana*

gelmez, bu* şu demektir

biz bir pilin taze mi eski mi olduğunu*

yalnız voltajı ölçerek bulamayabiliriz

Gündelik kullanımda ki piller iki tiptir:

1-) Tekrar şarj edilebilen piller

2-) Tekrar şarj edilemeyen piller

Şarj edilebilen piller :

1-) Nikel Kadmiyum piller

2-) Nikel Metal Hidrit piller

3-) Lityum İon piller

Şarj edilemeyen piller :

1-) Muhtelif alkalen piller

2-) Gümüş oksit piller

3-) Çinko - Karbon pilleri

4-) Civalı piller

Nikel Kadmiyum Piller:

Adından da anlaşilacağı gibi nikel ve kadmiyum dan yapılmış*

pillerdir

Bu piller hafızalı piller olarak ta adlandırılır

*

Şarjlı halde 1

44 volt maksimum voltaja sahiptir

Boş halde 1

2 voltta tutulmalıdır

Bu pillerin verimli kullanılması

için 1

1 volt pil geriliminde mutlaka tekrar şarj edilmeleri gerekir

Bunun için özel düzenekler mevcuttur

Bu pillerin güç eğrisi birden

azalır ve kullanım süresi sonunda güç birden düşer

Tüm pillerin üzerinde mevcut olan pilin akım gücünü gösteren bir*

rakam mevcuttur bu mAmper / saat olarak ifade edilir

Bir pilin üzerinde 800* mA /h yazıyorsa bu şu demektir:*

Bu pil 800 mA akımı ancak bir saat akıtabilir

Eğer bu pilden*

devamlı olarak 100 mA akım çekiyorsanız o zaman bu pil size*

8 saat hizmet edecektir

Nikel kadmiyum piller akım şarjına tabidirler şarj voltajları*

1000 volta kadar çıkabilir

Ni-Cad piller üzerlerinde yazılı olan**

mA/saat değeri ne ise o değerin onda biri kadar bir akım*

ile 14 saat şarj edilirler

10-21-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Piller Ve Akümulatörler Hakkında Bilgi Piller ve Akümulatörler Hakkında bilgi Piller kimyasal enerjiden elektrik enerjisi üreten düzeneklerdir Günlük hayatta çok kullandığımız pillerin en büyük avantajı elektrik enerjisini taşınır kılmasıdır Çeşitli metaller kimyasal reaksiyonlar sırasında elektron verirler,* buna yükseltgenme adı verilirÇesitli metaller de bunun tersi olarak* elektron alırlar buna da indirgenme adı verilir Bu* reaksiyonlar sırasında ;her metalin elektron verirken veya* alırken, yarı pil potansiyeli adını verdiğimiz, verilen veya alınan* elektronların karşılığı olan bir elektrik potansiyeli mevcuttur Bir pili oluşturan iki metalin yarı pil potansiyelinin cebirsel* toplamı o pilin ürettiği voltaja eşittir Yükseltgenmenin olduğu elektrot AnotdurAnoda gelen iyon da* Anyondur,o halde Anyon negatif yüklü iyondurBunun tersi* Katot ve Katyon olarak adlandırılır İlk zamanlarda piller tek defa kullanılabiliyordu ve tekrar* kullanılabilen elektrik kaynağı olarak akümülatörler bulunmuştu Zamanımızda pek çok çeşit pil, birden çok kullanılabilme, yani* tekrar şarj edilebilme özelliğine sahiptir Akümülatörlerde cell başına* 2 volt gerilim elde edilir Anot Kahverengi Kurşun oksit Katot ise sülfürik aside* daldırılmış gözenekli kurşundan yapılmıştır Piller şu şekilde sınıflanabilir: 1-) Atom pili 2-) Yakıt* pili 3-) Güneş pili 4-) Kuru pil 5-) Sıvı piller 6-) Gazlı piller Atom pili uranyum ve grafit bloklardan oluşan ve nükleer enerjiden* elektrik enerjisi elde etmeye yarayan pillerdir Yakıt pili dışarıda ki yakıttan örneğin: hidrojen ve oksijen gibi,* elektrik enerjisi elde etmeye yarayan düzeneklerdir Güneş pilleri veya fotopiller amorf silisyum kristallerinden elde* edilen P- N* kavşaklı bir yarıiletken yapıdırTakriben açık güneşli havada desimetrekare de 1 watt enerji* verebilir Pil İlk kez 1800 yılında Alessandro Volta tarafından yapılmıştır Bu pil yuvarlak çuha veya karton parçaları ile birbirinden ayrılmış* bakır ve çinko disklerinin asitli suya batırılması ile oluşmuştu* Bu tip pillerde* Volta pili zamanla pozitif elektrot üzerinde* hidrojen kabarcıkları oluştuğu* ve EMK de azalma olduğu ortaya kondu,buna* elektrot un* kutuplanması denir,bunu azaltmak için çesitli oksitleyiciler* kullanmak gerekir Bu iş için kullanılan yükseltgen maddeler* arasında; Kromik asit,Potasyum bikromat, Nitrik asit gibi sıvılar ve kurşun* dioksit,manganez dioksit gibi katılar vardır 1842 de Poggendorf daha sonra Grenet,Ducretet ve Trouve* potasyum bikromatlı pili yaptılar ve bu piller 2 volt ve yüksek* akım vermekteydiBu* kutuplanmayan bir sıvı pildi Lechlanche pili bir kuru pildir Bu pilde elektrot olarak Çinko* ve Karbon kullanılır Lechlanche pilini Fery geliştirdi ve kendi adı ile anılan pili yaptı Eskiden cep fenerlerinde kullanılan* akıp cihazları berbat eden* piller bu pillerdir… Lechlanche pilinde amonyum klorür jel haline getirilmiştir** çinkoyu sararKarbon etrafında bir gözenekli kılıf içinde karbon* ve manganez dioksit bulunurTepe ziftlenir Burada reaksiyon* sonucu Amonyak ve hidrojen iyonu oluşur* Lechlanche pili Yukarıda görülen Lechlanche pilinde turuncu renk karbon* etrafınna sarılı olan manganez dioksitYeşil renk çinko katot, aradaki gri renk ise manganez dioksit ile çinko arasında bulunan* jel Amonyum klorürdür Kuru pillerde kutuplaşmayı önlemek için genel olarak kullanılan* Manganez dioksittir Bunsen pilinde bu maksatla* nitrik asit kullanılır* Alman Fiziko-kimyacısı olan Robert Wilhelm Bunsen (1821 – 1899 )* 1843 de bu pili yapmıştır Sıvı kutuplanmaz pillerin ilk örneği Daniell pilidir Daniel pilinde* Bakır ve Çinko* elektrot olarak kullanılır108 volt elektrik gerilimi* üretirler her elektrot kendi tuzlarının* çözeltisine batırılmıştır ve arada* gözenekli bölme ile birbirlerinden ayrılırlarburada Çinko çözünür, Bakır ise çökerDaniell pili bir sıvı pildir Sıvı pillerde elektrolit sıvıdır Daniel pili de böyledir, keza Akümülatörlerdede elektrolit sıvı Sülfürik* asittir Derişim pilleri de kutuplanmaz pillerdendir,burada aynı metalden* yapılmış iki elektrot,bu metalin iki farklı tuzu içine konurLatimer Clark ve Weston pili* böyledirBu piller ölçek pil olarak adlandırılır ve pillerin iç direnci ve EMK ölçümünde referans alınırlar Basınç altındaki gaz içinde olan piller gazlı pil olarak adlandırılır* Sir William Robert Grove İngiliz fizikçisidir Aslında Bir hukukçudur* ve amatör olarak fizikle uğraşmaktadır1839 da elektrotları* odunkömüründen olan gazlı pili yapmıştırGaugain ve Zeuger* pilleri de gazlı pillerdendir Pillerin tipleri ve tarihçesini kısaca bu şekilde özetledikten sonra, esas konumuz olan gündelik hayatta kullandığımız pilleri inceliyelim Günlük hayatta kullandığımız kuru piller, çeşitli boylarda ve* güçlerde imal edilirlerPillerin üretiği voltaj üzerlerinde yazılıdır Pillerin eskimesi halinde bu voltaj değerinde düşme meydana gelir, buna bayat pil derizNormalde kullanılmış bir pilde bile çekilen akım, pilin verebileceği akımdan fazla değilse voltaj düşmesi meydana* gelmez, bu* şu demektirbiz bir pilin taze mi eski mi olduğunu* yalnız voltajı ölçerek bulamayabiliriz Gündelik kullanımda ki piller iki tiptir: 1-) Tekrar şarj edilebilen piller 2-) Tekrar şarj edilemeyen piller Şarj edilebilen piller : 1-) Nikel Kadmiyum piller 2-) Nikel Metal Hidrit piller 3-) Lityum İon piller Şarj edilemeyen piller : 1-) Muhtelif alkalen piller 2-) Gümüş oksit piller 3-) Çinko - Karbon pilleri 4-) Civalı piller Nikel Kadmiyum Piller: Adından da anlaşilacağı gibi nikel ve kadmiyum dan yapılmış* pillerdir Bu piller hafızalı piller olarak ta adlandırılır* Şarjlı halde 144 volt maksimum voltaja sahiptir Boş halde 12 voltta tutulmalıdırBu pillerin verimli kullanılması için 11 volt pil geriliminde mutlaka tekrar şarj edilmeleri gerekir Bunun için özel düzenekler mevcuttur Bu pillerin güç eğrisi birden azalır ve kullanım süresi sonunda güç birden düşer Tüm pillerin üzerinde mevcut olan pilin akım gücünü gösteren bir* rakam mevcuttur bu mAmper / saat olarak ifade edilir Bir pilin üzerinde 800* mA /h yazıyorsa bu şu demektir:* Bu pil 800 mA akımı ancak bir saat akıtabilir Eğer bu pilden* devamlı olarak 100 mA akım çekiyorsanız o zaman bu pil size* 8 saat hizmet edecektir Nikel kadmiyum piller akım şarjına tabidirler şarj voltajları* 1000 volta kadar çıkabilir Ni-Cad piller üzerlerinde yazılı olan** mA/saat değeri ne ise o değerin onda biri kadar bir akım* ile 14 saat şarj edilirler