หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 90 – แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร (3)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร

กรด (Acid) (เหมือนสารที่อยู่ภายในน้ำมะนาว) ทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นตัวนำไฟฟ้า (Electrolyte) ภายในแบตเตอรี่ แล้วแยกตัว (Dissociate) กลายเป็นอะตอม (Atom) ที่มีประจุบวกและลบ (Ion) ตัวอย่างง่ายๆ ที่เห็นได้ชัดก็คือ เกลือแกง (Table salt) ซึ่งเกิดจากโซเดียม (Sodium) 1 อะตอม และคลอไรน์ (Chlorine) 1 อะตอม มารวมกัน

เมื่อเกลือแกงละลายในน้ำ อะตอมของโซเดียมและคลอไรน์จะแยกตัวออกกลายเป็นอะตอมที่มีประจุบวกและลบ (ion) โดยที่ไอออนประจุลบจากอิเล็กโทรไลต์จะยอมให้อะตอมสังกะสีที่สูญเสียอนุภาคประจุไฟฟ้าลบ (Electron) (และส่งผลให้กลายเป็นประจุไฟฟ้าบวก) วิ่งออกจากขั้วไฟฟ้าสังกะสี (Zinc electrode) ส่วนไอออนประจุบวกในอิเล็กโทรไลต์จะวิ่งเข้าหาขั้วไฟฟ้าทองแดง (Copper electrode) ซึ่งกระหายอยากได้อิเล็กทรอน (Electron-thirsty)

เส้นลวด (Wire) ที่เชื่อม (Connect) สังกะสีกับทองแดง ทำตัวเหมือนทางด่วน (Super-highway) สำหรับอิเล็กทรอน ส่วนไอออนที่อยู่ภายในอิเล็กโทรไลต์ จะมีน้ำหนักค่อนข้างมากและไม่เคลื่อนย้ายไปรอบๆ ได้ง่ายเหมือนเหมือนอิเล็กทรอนที่วิ่งไปตามทางด่วน

อย่างไรก็ตาม ถ้าไอออนประจุลบไม่เคลื่อนย้าย ก็จะมีอะตอมสังกะสีจำนวนมาก ที่สูญเสียอิเล็กทรอนซึ่งมารวมตัวอยู่รอบๆ ขั้วไฟฟ้าสังกะสี และการวิ่งของอิเล็กทรอนก็จะหยุด ไอออนประจุบวกจะถูกลวดพัน (Bribed) โดยอิเล็กทรอนที่มาใหม่บนขั้วไฟฟ้าทองแดง และวิ่งไปยังทองแดง

ดังนั้น ลำพังขั้วไฟฟ้าสังกะสีและขั้วไฟฟ้าทองแดง ไม่สามารถประกอบขึ้นเป็นแบตเตอรี่ ส่วนอิเล็กโทรไลต์เองหรือน้ำมะนาวเองก็ไม่สามารถเช่นกัน การใช้น้ำมะนาวกลายเป็นแบตเตอรี่ได้ เราต้องอาศัยขั้วไฟฟ้าของทั้งสังกะสีและทองแดง เราสามารถทดแทนน้ำมะนาวด้วย มันเทศ (Potato) หรืออะไรก็ได้ที่ประกอบด้วยกรด อาทิ น้ำส้มสายชู (Vinegar)

ในที่สุด (Eventually) สังกะสีก็จะถูกใช้หมด และเมื่อประจุลบและประจุบวกของไอออนในอิเล็กโทรไลต์ค้นพบคู่หู (Partner) ในขั้วไฟฟ้าใด อเล็กโทรไลต์ก็จะสิ้นสุดลง ไม่ว่าอะไรจะเกิดขึ้นก่อนการนำมาซึ่งกำลังของแบตเตอรี่ อายุขัยของแบตเตอรี่ก็จะสิ้นสุดลง

หนึ่งในบรรดาหลากหลายหนทางของการจัดประเภท (Categorized) ของอาหาร (Food) คือ มันเป็นด่าง (Alkaline) หรือเป็นกรด (Acidic)? ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับการวัดผล (Measurement) ของไอออนในอาหารนั้นๆ เพื่อให้เข้าใจลักษณะของไอออน เราต้องเริ่มต้นการอภิปรายด้วยอะตอม ซึ่งเป็นหน่วยเล็กสุดของอิฐก่อสร้าง (Building block)

อะตอมที่เล็กสุดที่ค้นพบในธรรมชาติคือ อะตอมของไฮโดรเจน (Hydrogen) ซึ่งใช้สัญลักษณ์ว่า H อะตอมของไฮโดรเจน เกิดจากโปรตอน (Proton) 1 ตัว [ซึ่งเป็นประจุไฟฟ้าบวก (Positive charge) อยู่ในศูนย์กลาง (Nucleus) ของอะตอม] และอิเล็กตรอน (Electron) 1 ตัว [ซึ่งเป็นประจุไฟฟ้าลบ (Negative charge) วิ่งรอบศูนย์กลาง (Nucleus) ของอะตอม]

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Battery (electricity) - https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_(electricity). [2018, March 15].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน