Pin hoạt động như thế nào? Nguyên lý hoạt động của viên Pin

He lô, xin chào tất cả anh em !

Mỗi ngày tiếp nhận thêm một chút kiến thức mới sẽ giúp chúng ta hiểu biết nhiều hơn. Và đến với bài viết ngày hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về cách thức hoạt động của viên Pin.

Như các bạn đã biết, điện đã trở thành một phần của cuộc sống, điện đóng vai trò hết sức quan trọng và có tầm ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của toàn xã hội. Không có điện là con người sẽ có ngay một vé về với thời kỳ đồ đá 😀

Bình thường thì chúng ta vẫn sử dụng nguồn điện trực tiếp thông qua các hệ thống dây dẫn điện, đó là nguồn điện chính mà chúng ta vẫn thường sử dụng hằng ngày.

Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, ví dụ như để phòng ngừa lúc mất điện thì người ta thường sử dụng nguồn điện trong các cục pin hoặc là bình ắc quy…

Pin xuất hiện rất nhiều trong đời sống hiện đại ngay nay, từ điện thoại, laptop và các thiết bị điện tử có điều khiển thì hầu như phải dùng đến Pin.

Vậy bạn đã từng đọc được ở đâu đó về cách hoạt động của viên Pin chưa? tại sao năng lượng điện lại có thể lưu trữ được trong những cục pin? Nguyên lý hoạt động của nó như thế nào…

I. Lịch sử ra đời và phát triển của Pin

Bạn có tin là Pin được phát minh ra vào những năm 150 TCN không?

Chưa biết đúng sai như thế nào nhưng theo các nhà khoa học thì vào khoảng những năm 150 Trước Công Nguyên thì ở Mesopotamia (nền văn hóa Parthia) đã sử dụng một thiết bị có tên là Baghdad.

Mà cấu tạo của Baghdad thì thực sự rất giống với cấu tạo của viên Pin hiện đại và có thể tạo ra dòng điện từ 1,5 – 2V.

Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học lại không tin rằng đây là Pin mà loài người lúc đó đã phát minh ra để lưu trữ dòng điện. Họ nghĩ rằng, đây chỉ là thiết bị được sử dụng trong các nghi lễ tôn giáo hoặc dùng để mạ kim loại mà thôi.

Năm 1780, Luigi Galvani – nhà sinh vật học người Ý trong 1 thí nghiệm với đôi “giò” của con ếch và đã phát hiện ra rằng: khi ông chạm một dụng cụ bằng kim loại (dẫn điện được) lên trên một dây thần kinh của con ếch thì sẽ khiến cho chân của nó bị co giật.

Ông cho rằng, đây là loại điện năng động vật và ông tin rằng đó là loại điện năng được lưu trữ trong rất nhiều thứ có sẵn trong tự nhiên.

Tuy nhiên, nhà vật lý học Alessandro Volta thì không nghĩ như thế, ông cho rằng chính thanh kim loại đã làm cho cái chân của con ếch bị co giật.

Cũng chính từ đây mà một cuộc tranh luận lớn đã diễn ra và nó chỉ kết thúc khi Volta chứng minh được qua thí nghiệm của mình.

Volta đã thử nghiệm ý tưởng của mình bằng cách chồng các lớp Kẽm và Đồng xen kẽ nhau. Mỗi lớp đều được cách nhau bằng giấy hoặc vải và được ngâm trong dung dịch muối.

Và thật bất ngờ, 2 đầu của 2 thanh đồng và kẽm lại sinh ra một dòng điện. Thí nghiệm này cũng đặt nền móng cho việc phát triển Pin sau này. Và để tưởng nhớ phát minh vĩ đại này, người ta đã lấy tên của ông để làm kí hiệu cho Hiệu Điện Thế ( Volt – kí hiệu là V đó các bạn).

II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Pin

#1. Cấu tạo của Pin

Cấu tạo của những viên Pin sau này không có gì khác so với viên Pin mà Volta đã làm trong thí nghiệm của mình.

Tuy nhiên, kể từ những năm 1800 thì các nhà khoa học đã cải tiến và thay thế dung dịch hóa học thành hóa chất khô nhưng vẫn không làm thay đổi về nguyên lý hoạt động của nó.

Cũng giống như 2 thanh kim loại Kẽm và Đồng thì với các viên Pin ngày nay, kim loại thường được dùng là Kẽm và Chì để tăng hiệu năng sử dụng. Vỏ được làm bằng kẽm và lõi được làm bằng chì.

Ngoài ra, dung dịch muối cũng được thay thế bằng các chất hóa học khô khác nhau.

#2. Nguyên lý hoạt động của Pin

Quay trở lại với thí nghiệm của Volta, những thứ xảy ra trong thí nghiệm khi đổ dung dịch muối vào sau này người ta gọi đó là phản ứng Oxi hóa – Khử.

Thanh Kẽm lúc này bị oxy hóa, nghĩa là nó sẽ bị mất các electron. Còn tại bề mặt của thanh Đồng lúc này sẽ được nhận thêm electron (hay còn gọi là quá trình khử).

Khi nối 2 đầu cực của thanh Đồng và Kẽm lại với nhau thì sẽ có dòng di chuyển của các electron tự do (từ thanh Kẽm sẽ di chuyển qua thanh Đồng). Như thế sẽ tạo ra sự chênh lệch về electron => tạo ra hiệu điện thế và sinh ra dòng điện.

Và trong thực tế thì cực Đồng sẽ có dấu + còn Kẽm sẽ mang dấu -.

Sự di chuyển liên tục của các electron và tạo ra dòng điện này sẽ dừng lại nếu khi các phản ứng hóa học dừng lại. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc nếu bạn nối một bóng đèn được nối bởi 2 cực lúc phản ứng xảy ra thì đèn sẽ sáng.

Tuy nhiên, mỗi viên Pin đều có một lượng kim loại giới hạn, vậy nên khi một khi phần kim loại này bị oxy hóa gần hết thì Pin sẽ không còn sử dụng được nữa. Đây chính là những loại Pin sử dụng một lần, sau khi phản ứng hóa học kết thúc thì viên Pin cũng “chết”.

Còn đối với loại Pin sạc được thì người ta đã thiết kế để khi có dòng điện đi qua thì sẽ đảo ngược lại quá trình Oxy hóa khử.

Có nghĩa là Electron từ thanh Đồng sẽ di chuyển ngược lại thanh Kẽm. Và khi di chuyển hết các electron cũng là lúc viên Pin được sạc đầy và chúng ta lại có thể tiếp tục sử dụng được.

Nhưng không có nghĩa là Pin sạc sẽ sử dụng được mãi mãi. Mà theo thời gian, qua các lần sạc thì các electron không còn giữ được đủ số lượng như ban đầu nữa. Đến khi electron đã hết cũng là lúc thời hạn sử dụng của viên pin đó cũng kết thúc.

IV. Lời kết

Như vậy là qua bài viết này thì mình tin là bạn đã hiểu hơn về nguyên lý hoạt động của Pin rồi đúng không.

Ngày nay, pin được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hiện đại, bạn không cần phải đem theo các loại thiết bị có dây loằng ngoằng nữa.

Pin cũng đóng góp rất nhiều vào các tiện ích của cuộc sống, nó có mặt ở hầu hết các thiết bị hiện đại ngày này, như điện thoại, Laptop, các đồ dùng điều khiển…. và cả trong ô tô, xe máy và nhiều thiết bị điện tử khác nữa.

Hi vọng là bài viết này sẽ hữu ích với bạn, đừng quên chia sẻ nếu như bạn thấy bài viết này hữu ích với bạn nhé !

Đọc thêm:

• Thủ thuật chống chai Pin Laptop DELL cực kỳ hiệu quả
• [Bạn có biết] Pin mặt trời tạo ra dòng điện như thế nào?
• Tại sao các Electron không bị hút vào hạt nhân nguyên tử?

CTV: Đinh Tùng – Blogchiasekienthuc.com