البطاريَّة
مصدر جهدٍ يستخدم بكثرةٍ في البيوت والمصانع والمحلات وحتى في إنارات الشوارع، فلا يخلو مكانٌ إلّا وتستعمل فيه البطارية، في الإنارة وأجهزة التحكم، وألعاب الأطفال بشكلها البسيط، وفي السيارات ووسائل النقل بشكلها المتوسط، وفي المصانع الكبرى وشركات الطاقة والكهرباء وتكون ذو شكل معقدٍ في التركيب والعمليات.
اكتشفت البطارية على يد العالم ألساندرو فولتا عام 1800ميلاديّ، باستخدام طبقات من الزنك ومحلول كثيف من الماء المالح، وكانت الكهرباء وقت ذاك تولد عن طريق دلك قطعةٍ من القماش مع قضيب من المعدن أو البلاستيك، وهي ما بعرف بالكهرباء السكونيّة، ويمكن توليد الكهرباء السكونيّة عن طريق فرك مشط الشعر بصوف الملابس، ثمّ تقريبه على الشعر، سيبدأ الشعر بالانجذاب نحوه.
تجربة فولتا لإنتاج الكهرباء
قام فولتا بعدة تجارب تثبت نظرياته بخصوص الكهرباء، أشهرها وضع قضيب من الزنك وآخر من النحاس في محلول ملحي أو حمضي، وبما أن الزنك أنشط كيميائياً من النحاس، فيتفاعل مع الأيونات السالبة في المحلول؛ لأنّ ذريته موجبة أو ما يطلق عليه في الكيمياء رقم تأكسد،فتتجمع الأيونات السالبة عند قضيب الزنك، ويبقى النحاس موجب الشحنة، ممّا يولد تياراً كهربائياً إذا ما تمّ وصل القضيبين بسلك موصل، وبهذا تتحول الطاقة الكيميائية إلى كهربائيّة، وبذلك بدأت فكرة تصنيع البطارية، وتلا تجربة فولتا العديد من التجارب، وتطوّرت البطاريات الجافة في يومنا هذا إذ أصبح القطب الموجب عبارة عن قطعة من الفحم محاطة ببيوسيد المنكنيز، والقطب السالب قضيب من الزنك يحتوي على كلولور النشادر، وتعطي البطارية الجافة قدرة 1.5 فولت، والفولت هو وحدة قياس الجهد الكهربائي الوحدة المستخدمة في قياس قوة البطاريات، نسبة الى مخترعها أليساندرو فولتا.
أنواع البطاريات
تصنف البطاريات حسب القدرة على استعمالها إلى نوعين رئيسين وهما:
- البطاريات غير القابلة للشحن: حيث تستمر بإعطاء الجهد أو التيار الكهربائي حتى تنتهي عملية التفاعل بين أجزائها الداخلية، ومن أشهر أنواع البطاريات من هذا النوع بطاريات الزنك.
- البطاريات طويلة الأمد أو القابلة للشحن: ويتمّ وصلها بالكهرباء لمدة معينة حتى تترتب الجزيئات السالبة والموجبة بشكل يسمح للبطارية بإعطاء الجهد الكهربائي من وقت إلى آخر، ومن أشهر أنواعها بطارية النيكل كانديو، و بطارية الليثيوم المستعملة في الهواتف النقالة.
كيف تصنع بطارية بسيطة
يمكنك أن تصنع بطارية بسيطة في منزلك من خلال:
- أحضر حبة بطاطا، ويفضل أن تكون مغلية بالماء قبل الاستعمال، ومسمار حديدي، مثل: المستعمل في البناء، وعملة نقدية، وسلكيّ توصيل.
- اغرس المسمار والقطعة النقدية في مكانين مختلفين من حبة البطاطا.
- وصل القطعة النقدية بسلك توصيل، والمسمار بقضيب آخر.
- يشكل كلٌ من المسمار والقطعة المعدنية القطبين السالب والموجب على التوالي، وتشكل البطاطا وسط التفاعل بين الجزيئات الموجبة والسالبة.
- استخدم الفولتميتر أو مصباح كهربائي صغير في عملية فحص الناتج، على أن تراعي توصيل الجزء السالب مع المسمار، والجزء الموجب مع القطعة النقدية، ستلاحظ وجود قراءات تصل الى 1 فولت في الفولتميتر، وإن استخدمت المصباح سيضيء.
يمكنك استخدام أكثر من حبة بطاطا للحصول على فولتيّة أعلى، على أن تقوم بوصلها على التوالي، ويمكن استخدام الليمون بدلاً من البطاطا بنفس الطريقة.
