Гальванические элементы — приборы одноразовые. С течением времени растут внутренние потери энергии в самой химической системе, они пожирают всё большую часть э.д.с., и всё меньше напряжение, которое достаётся нагрузке (Р-32). Элемент со временем приходит в негодность, наступает пора выбросить его и заменить новым. Фирмы почему-то не публикуют столь важную характеристику своих изделий, как ёмкость — общая электрическая энергия, которую от них можно получить. Поэтому мы можем привести не более чем случайно попавшуюся или (и) подсчитанную величину — примерное количество часов, которые данный элемент будет работать, отдавая ток 20 миллиампер: ААА — 50, АА — 130, С — 400, D — 700 часов.
Т-77. Несколько полезных образов для языка электрических схем. Пытаясь понять, что происходит в какой-нибудь электрической схеме, мы, конечно, думаем словами, такими, например, как «напряжение», «свободные электроны», «ток», «сопротивление», «минус батареи» и так далее. Но при этом мы очень часто думаем и образами, как бы целыми картинами, на которых упрощённо видим детали схемы, их соединения и даже то, что в них происходит. Картины эти не очень точные, а иногда очень неточные (Т-8), но они удобны для размышлений.
Вспомним несколько образов, которыми мы уже пользовались в предыдущих разделах, размышляя об электрических схемах на языке электрических схем.
1. Электричество — особое свойство веществ нашего мира, оно двигает предметы, проявляя свою особую электрическую силу, подобно тому, как масса проявляет гравитационную.
2. Две разновидности электрического заряда, которым почему-то дали названия «плюс» и «минус». Заряды одного и того же знака терпеть не могут друг друга (Т-8) и взаимно отталкиваются, заряды разного знака один к другому тянутся — так устроен наш мир.
3. Три основные атомные частицы — электроны с электрическим зарядом «-», а также собранные в ядро протоны с зарядом «+» и нейтроны вообще без электрического заряда.
4. Электроды генератора — обычно две металлические детали, на одной избыток электронов («минус»), на другой их нехватка («плюс»).
5. Химический генератор, например гальванический элемент, — скопление электронов (электрод «минус») и их нехватка (электрод «плюс») появляются за счёт энергии заранее подготовленных химических реакций.
6. Проводник — вещество из атомов, у которых некоторые электроны вырвались на свободу и в огромном количестве свободно блуждают в межатомном пространстве. Электронов настолько много, что по отношению к ним часто применяют словосочетание «электронная пыль».
7. «Плюс» и «минус» генератора соединены двухпроводной токопроводящей линией с нагрузкой — с электрической схемой, которая, используя полученную энергию, выполняет определённую работу, нужную человеку.
8. Электроны выталкиваются из «минуса» генератора и по проводящей цепи продвигаются к «плюсу», где их не хватает. Это и есть электрический ток, в нём участвует бессчётное множество свободных электронов.
ВК-88. В двигателях, питаемых постоянным током (ток одного направления, например, от батареи), вращение можно получить, если в простейшем роторе — в рамке — каждые пол-оборота менять направление тока. При этом силы, выталкивающие провода рамки, согласно правилу левой руки, всегда будут вращать её в одном и том же направлении. Менять направление тока в рамке может переключатель из двух связанных с началом и концом рамки полуколец и двух скользящих по ним контактов, связанных с батареей.
Р-28. ОМОЛОЖЕНИЕ, ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОТЕХНИКОЙ ОСВОЕННЫЙ. Аккумулятор (от латинского «аккумуляре» — «собирать») это, по сути дела, тот же гальванический элемент, и главная его работа та же — превращать химическую энергию в электрическую. Для этого в аккумуляторе также имеются два электрода (две группы пластин), погружённых в жидкий электролит, их общая задача за счёт химических реакций создавать и поддерживать на одном из электродов избыток электронов (катод, электрод «—») и на другом — их недостаток, то есть в итоге избыток положительных зарядов (анод, электрод «+»). Главная особенность аккумуляторов в том, что для них выбраны и отработаны обратимые процессы — ту энергию, которая была затрачена на создание электрического тока, можно вернуть, причём вернуть так, чтобы восстановилось первоначальное состояние электродов и электролита. Аккумулятор вновь станет молодым и работоспособным.