A nivel atómico, ¿qué sucede cuando conecta dos baterías en serie para agregar sus voltajes?

Question

A nivel atómico, ¿qué sucede cuando conecta dos baterías en serie para agregar sus voltajes?

Física
Voltaje
Baterías
Electrones
Electroquímica
Electromagnetismo

Lucas Cioffi

Por mi vida no puedo resolver esto. Siento que me estoy perdiendo algunos detalles cruciales sobre cómo funcionan las baterías.

Imagine dos baterías conectadas en serie, así:

 Circuit <= -(Battery A)+ <= -(Battery B)+ <= Circuit

Hasta donde he estudiado, esto es lo que sucede:

El lado negativo de la batería B tiene un exceso de electrones, mientras que el lado positivo de la batería A tiene una concentración "normal" de electrones. Como los electrones se repelen entre sí, se empujan un poco hacia la batería A. (Estoy imaginando un tubo con un lado lleno de bolas "elásticas" apretadas y el otro lado con bolas elásticas pero no presionadas juntas. Las bolas se empujan hasta que están todo a la misma "presión").
Varios electrones alcanzan constantemente el extremo positivo de la batería A con una "fuerza" de x voltios. En términos prácticos, los electrones están colisionando con la batería con mayor intensidad. Por alguna razón, esto hace que los electrones que salen del extremo negativo de la batería A tengan una "fuerza" de 2x voltios. No entiendo por qué.

¿Es porque ahora hay dos veces más electrones libres en el extremo negativo de la batería A? ¿Y así la diferencia entre este extremo y la batería B es dos veces la normal?

Los electrones son empujados nuevamente al extremo positivo de la batería B. Por lo que entiendo, el material en la batería los "absorbe" y libera un electrón libre en el extremo negativo de la batería B.

Evite usar analogías de agua. Quiero saber específicamente qué sucede a nivel atómico por electrón.

No me importan mucho las diferencias entre cada batería. Si es posible, elija un tipo de batería que prefiera o simplemente hable sobre las baterías en general (características compartidas por todas las baterías).

Respuestas (5)

A nivel atómico, ¿qué sucede cuando conecta dos baterías en serie para agregar sus voltajes?

Thomas Lee Abshier ND · Answer 1

Química y física de las baterías en serie

¿Qué sucede a nivel atómico dentro de una celda cuando se colocan dos baterías en serie?

Respuesta corta:

Características de una sola celda versus dos celdas en serie: (es decir, comparar el voltaje, la corriente, $E$ $E$ $mi$ campo, energía almacenada, potencia, carga y tiempo de operación en un circuito con la misma carga resistiva):

El doble del voltaje, debido a la suma de voltajes con dos celdas en serie (es decir, el doble del $E$ $E$ $mi$ campo que actúa sobre una carga resistiva a través del conductor).
El doble de la corriente con la misma carga, debido al doble voltaje.
El doble de la velocidad de reacción tanto en el ánodo como en el cátodo en todas las celdas en serie.
El doble de la tasa de $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ migración de iones del ánodo al cátodo para mantener la neutralidad de carga tanto en el ánodo como en el cátodo.
El doble de la tasa de agotamiento de la carga de la batería. Cuando la corriente se duplica y la capacidad de carga de cada celda no cambia, la duración del flujo se reduce a la mitad.
Dentro del circuito con baterías en serie: la misma corriente fluye a través de todos los elementos de corriente. (La corriente de electrones fluye a través de los elementos del circuito: se origina en el ánodo externo, viaja a través del conductor, la carga, el cátodo externo, el ánodo interno y finalmente se neutraliza por la reacción del cátodo interno).
Dentro de los electrolitos de las células en serie, la magnitud del flujo de iones es la misma que la velocidad de flujo actual a través de los electrolitos de ambas células, ( $c e l l_{1}$ $c e l l_{1}$ $c e l l_{1}$ $c e l l_{1}$ $C mi l l_{1}$ y $c e l l_{2}$ $c e l l_{2}$ $c e l l_{2}$ $c e l l_{2}$ $C mi l l_{2}$ )

¿Qué fuerza impulsa la corriente a través del electrolito y el conductor entre las celdas en serie?

En última instancia, la suma de los voltajes de las celdas de la batería conduce la corriente a través de las celdas, pero su acción es indirecta. Los voltajes de la batería terminal conducen la corriente a través de la carga, pero los potenciales de reacción y migración de iones son responsables de conducir la corriente dentro de las baterías.
El voltaje duplicado de dos baterías en serie conduce dos veces la corriente a través de la carga.
Esta corriente aumentada extrae más electrones del ánodo externo y lo conduce a través de la carga hacia el cátodo externo. (Nota: el ánodo externo y el cátodo externo se refieren a los electrodos externos de las dos celdas en serie. Y obviamente, los términos "ánodo interno" y "cátodo interno" se refieren a los terminales conectados entre las baterías en serie.)
El aumento de la tasa de eliminación de electrones del ánodo externo, y la entrega al cátodo externo, perturba el estado de equilibrio de las reacciones tanto en el ánodo externo como en el externo, lo que resulta en la producción de más electrones por la reacción del ánodo y el consumo. de más electrones por la reacción del cátodo.
La perturbación del estado de equilibrio del ánodo externo y el cátodo externo se comunica al ánodo interno y al cátodo interno de las celdas en serie por acumulación de carga alrededor de los terminales. La atracción de carga entre iones en el electrolito da como resultado una migración de iones entre terminales. El aumento del flujo de corriente e iones resulta en el ajuste de la velocidad de reacción. Eventualmente, la corriente transitoria se amortigua, y la misma corriente fluye a través de todo el circuito (conductores, carga y celdas en serie), encontrando y haciendo coincidir el flujo de corriente a través de la carga.

Respuesta larga:

Ejemplo de química de la batería: (celda única)

Circuito: carga resistiva, una celda, batería de plomo-ácido, circuito abierto.
El voltaje de una sola celda es $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2.05 V = 1.60 V_{a n o d e} + .36 V_{c a t h o d e}$ $2,05 V = 1,60 V_{un norte o re mi} + .36 V_{C un t h o re mi}$
La reacción de oxidación de media celda del ánodo es: $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S O_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $PAG si + S O_{4 4}^{2 -} \to PAG si S O_{4 4} + 2 {mi}^{-}$
La reacción de reducción de media celda del cátodo es: $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + H_{2} O$ $PAG si O_{2} + S O_{4 4}^{2 -} + 2 {mi}^{-} + 4 4 H^{+} \to PAG si S O_{4 4} + H_{2} O$
Reacción electrolítica del ánodo: $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ y $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ Los iones migran según sea necesario para mantener la neutralidad de carga. $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ los iones se eliminan del electrolito por la reacción del ánodo con $P b$ $P b$ $P b$ $P b$ $PAG si$ . Quedan dos electrones en el ánodo, lo que resulta en una carga neta positiva en el electrolito alrededor del ánodo. El exceso $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ los iones migran hacia el cátodo, donde $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ los iones reaccionan con $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones para producir $H_{2} O$ $H_{2} O$ $H_{2} O$ $H_{2} O$ $H_{2} O$ $H_{2} O$ $H_{2} O$ , que neutraliza la carga neta en el electrolito.
¿Por qué la reacción del ánodo se detiene en un circuito abierto? La reacción anódica procede espontáneamente y libera electrones, que se acumulan en la superficie del ánodo. $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ Los iones en solución son atraídos por los electrones en el ánodo, creando efectivamente una capa de iones neta cargada positivamente que cubre todo el ánodo. Esta capa positiva de $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones atrae $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ iones del electrolito, pero no pueden penetrar $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ capa de iones para reaccionar con el $P b$ $P b$ $P b$ $P b$ $PAG si$ . Cuando el circuito de la batería está cerrado, la corriente fluye y el exceso de electrones en la placa se mueve hacia el cátodo, el $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ la capa de iones se dispersa, y la $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ los iones migran a la $P b$ $P b$ $P b$ $P b$ $PAG si$ placa y reaccionar.
Reacción de electrolitos catódicos: la reacción general es: $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ $4 4 H^{+} O^{2 -} \to 2 H_{2} O$ . Esta reacción neutraliza, a) $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ del ánodo, b) $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ $2 H^{+}$ del cátodo, con c) $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ del cátodo, d) dando como resultado H2O.
Corriente electrolítica: los electrones fluyen del ánodo al cátodo a través de un conductor, pero también hay movimiento de carga en el electrolito por migración de iones donde $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ Los iones migran del ánodo al cátodo. Una vista general del movimiento de carga de la batería es 1) los electrones se mueven del ánodo al cátodo a través de un conductor, y 2) esos electrones se combinan con $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones en el cátodo. La batería mantiene la neutralidad general de la carga eléctrica neta, pero internamente el ánodo y el cátodo son depósitos de carga positiva y negativa separadas, tanto en los terminales como en el electrolito. El diferencial de carga entre terminales produce el asociado $E$ $E$ $mi$ gradiente de energía potencial de campo, que se utiliza para realizar el trabajo. La batería convierte la energía de enlace electrostático de una especie atómica / molecular en otra especie de menor energía. La energía se convierte en un $E$ $E$ $mi$ campo creando un escenario de separación de carga, que produce neutralidad de carga eléctrica en el electrolito. Sin embargo, la secuencia de reacción es más compleja que eso. Los lanzamientos del cátodo $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ desde el $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + 2 e^{-}$ $PAG si O_{2} + S O_{4 4}^{2 -} + 2 {mi}^{-}$ reacción, la $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ los iones reaccionan con el $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ $O^{2 -}$ y convertirlo en agua. Si el $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ si hubiera reaccionado con un electrón libre en el cátodo, se habría formado $H_{2}$ $H_{2}$ $H_{2}$ $H_{2}$ $H_{2}$ gas.
Electrostática y electroquímica de células en serie : las mismas reacciones químicas se producen en las células individuales, ya sea en un circuito como una sola célula o en serie. La diferencia es la cantidad de corriente consumida por las baterías de la serie frente a la celda individual a través de la misma carga resistiva. Las reacciones de media celda que generan una batería generan un potencial eléctrico.
Las reacciones de ánodo y cátodo generan un potencial de circuito abierto, lo que resulta en un flujo de corriente proporcional al voltaje cuando el circuito está cerrado. Cuando las celdas se colocan en serie, el voltaje de las dos celdas se suma, lo que resulta en un doble $E$ $E$ $mi$ campo en el espacio que rodea las baterías. Como resultado, el voltaje más alto a través de la carga consume el doble de la corriente. Esta corriente / velocidad de eliminación de electrones duplica la velocidad de reacción en las células. Por lo tanto, debido a que el voltaje es (esencialmente) constante de una sola batería, el factor de control en el flujo de corriente es la carga (menor resistencia, mayor corriente). Pero, si las baterías se colocaran en serie y la carga se mantuviera constante, la corriente se duplicaría y la velocidad de reacción se duplicaría porque el voltaje se había duplicado.

Ejemplo de celda única: batería de plomo-ácido, $10$ $10$ $10$ carga de amperios-hora

Carga $= R = 4.1 Ω$ $= R = 4.1 Ω$ $= R = 4.1 Ω$
voltaje $= V = 2.05 V$ $= V = 2.05 V$ $= V = 2.05 V$ $= V = 2.05 V$ $= V = 2,05 V$
Cargo total almacenado = $q_{t o t a l} = 10 a m p - h r = 10 c o u l / s e c \times 3600 s e c / h r \times 1 h r = 36000 C$ $q_{t o t a l} = 10 a m p - h r = 10 c o u l / s e c \times 3600 s e c / h r \times 1 h r = 36000 C$ $q_{t o t a l} = 10 a m p - h r = 10 c o u l / s e c \times 3600 s e c / h r \times 1 h r = 36000 C$ $q_{t o t a l} = 10 a m p - h r = 10 c o u l / s e c \times 3600 s e c / h r \times 1 h r = 36000 C$ $q_{t o t a l} = 10 a m p - h r = 10 c o u l / s e c \times 3600 s e c / h r \times 1 h r = 36000 C$ $q_{t o t a l} = 10 a m p - h r = 10 c o u l / s e c \times 3600 s e c / h r \times 1 h r = 36000 C$ $q_{t o t un l} = 10 un metro pag - h r = 10 C o tu l / / s mi C \times 3600 s mi C / / h r \times 1 h r = 36000 C$
Flujo de corriente $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= I = V / R = 2.05 V / 4.1 Ω = .5 A$ $= yo = V / / R = 2,05 V / / 4.1 Ω = .5 UN$
Tiempo de funcionamiento = $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / .5 = 72000 s e c = 72000 / 3600 = 20 h r s$ $q_{t o t un l} / / yo = 36000 / / .5 = 72000 s mi C = 72000 / / 3600 = 20 h r s$
El consumo de energía: $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $P = I V = .5 A \times 2.05 V = 1.025 W$ $PAG = yo V = .5 UN \times 2,05 V = 1.025 W$
Almacenamiento total de energía: $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20.5 W h$ $Δ mi = PAG \times Δ t = 1.025 W \times 20 h r = 20,5 W h$
Almacenamiento total de energía: $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $Δ mi = yo V \times Δ t = V \times (yo \cdot Δ t) = 2,05 V \times 10 UN h = 20,5 W h$

Ejemplo de celda de serie: batería de plomo-ácido, $10 A H$ $10 A H$ $10 UN H$ / celda, misma carga

Carga = R = $4.1 Ω$ $4.1 Ω$ $4.1 Ω$ (es decir, el mismo circuito, pero con dos celdas en serie)
Voltaje = V = $2.05 V + 2.05 V = 4.1 V$ $2.05 V + 2.05 V = 4.1 V$ $2.05 V + 2.05 V = 4.1 V$ $2.05 V + 2.05 V = 4.1 V$ $2.05 V + 2.05 V = 4.1 V$ $2.05 V + 2.05 V = 4.1 V$ $2,05 V + 2,05 V = 4.1 V$
Almacenamiento de carga total = $q_{t o t a l} = 10$ $q_{t o t a l} = 10$ $q_{t o t a l} = 10$ $q_{t o t a l} = 10$ $q_{t o t a l} = 10$ $q_{t o t a l} = 10$ $q_{t o t un l} = 10$ amp-hr $= 36, 000 a m p - s e c = 36, 000 c o u l o m b s$ $= 36, 000 a m p - s e c = 36, 000 c o u l o m b s$ $= 36, 000 un metro pag - s mi C = 36, 000 C o tu l o metro si s$ (Nota: descarga completa después de entregar 36000 coulombs de carga. Ambas baterías han almacenado 36,000 coulombs cada una, pero la descarga de una celda pasa sus electrones desde el ánodo de uno al cátodo de la segunda. Por lo tanto, la descarga de 36K coulombs agota ambos baterías al mismo tiempo)
Flujo de corriente: $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $I = V / R = 4.1 V / 4.1 Ω = 1 A$ $yo = V / / R = 4.1 V / / 4.1 Ω = 1 UN$
Tiempo de funcionamiento = $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t a l} / I = 36000 / 1 = 36000 / 3600 = 10 H r$ $q_{t o t un l} / / yo = 36000 / / 1 = 36000 / / 3600 = 10 H r$
Entrega / consumo de energía: $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $P = I V = 1 A \times 4.1 V = 4.1 W$ $PAG = yo V = 1 UN \times 4.1 V = 4.1 W$
Almacenamiento total de energía: $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = P \times Δ t = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ mi = PAG \times Δ t = 4.1 V \times 10 UN h = 41,0 W h$
Almacenamiento total de energía: $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ E = I V \times Δ t = V \times (I \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 A h = 41.0 W h$ $Δ mi = yo V \times Δ t = V \times (yo \cdot Δ t) = 4.1 V \times 10 UN h = 41,0 W h$

Principios de batería:

Conservación de la carga: la batería individual anterior contiene 10Amp-horas de carga, lo que equivale a 36000 culombios. Esta es la cantidad total de carga que la batería puede entregar como corriente. Las baterías en serie, ambas agotan sus depósitos de electrones al mismo tiempo porque toda la corriente fluye a través de ambas baterías. En un circuito cerrado, en el ánodo, los reactivos reaccionan y generan electrones en exceso. En el cátodo, los reactivos reaccionan con electrones para crear productos. Esto procede espontáneamente y genera un estado de deficiencia de electrones en el cátodo. La reacción no puede continuar sin una fuente externa de electrones. Cuando los electrones se conducen desde el ánodo al cátodo, satisfacen la necesidad de electrones del cátodo, permitiendo que la reacción del cátodo proceda tan rápido como se suministran los electrones (con límites en los límites superiores que compiten con la velocidad de reacción máxima). Cuando todos los reactivos en el ánodo o el cátodo han reaccionado para convertirse en productos, se gasta, ya que la batería ya no puede suministrar electrones a la carga ni aceptar electrones de ella. El aumento de corriente de una fuente de batería en serie agota el almacenamiento de carga de la batería dos veces más rápido. El beneficio de un voltaje más alto es una resistencia más caliente, una lámpara incandescente más brillante, un motor de CC más rápido ...

Conservación de la energía La energía total disponible para entregar por las células en serie es la suma de la energía almacenada de las células individuales. Según los ejemplos anteriores: una sola celda con 10Amp-horas de carga tiene $2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $2.05 V \times 10 A h = 20.5 W h$ $2,05 V \times 10 UN h = 20,5 W h$ de energía potencial eléctrica almacenada. Dos celdas idénticas en serie tienen $41 W h$ $41 W h$ $41 W h$ $41 W h$ $41 W h$ de energía potencial eléctrica almacenada. Comparando los dos circuitos: una batería en serie duplica el voltaje y la corriente, lo que resulta en 4 veces el consumo de energía. Por lo tanto, aunque un circuito con dos celdas en serie retiene dos veces la energía almacenada, el consumo de energía aumenta cuatro veces, lo que resulta en la mitad de la vida útil de la batería. La conversión a cualquier otra forma de energía satisface el principio de conservación de energía.

Conversión de energía: cuando una batería se descarga, convierte la energía potencial eléctrica en varios tipos de energía en la carga. Las conversiones comunes de energía eléctrica incluyen calor, energía cinética o energía potencial gravitacional, eléctrica y magnética. Los ejemplos de los tipos de cargas de circuito incluyen una resistencia (energía térmica), motor (energía cinética, potencial gravitacional, potencial eléctrico, potencial magnético), un inductor / electroimán ( $B$ $B$ $si$ energía potencial de campo), o un condensador ( $E$ $E$ $mi$ energía potencial de campo).

Reacciones del terminal de la batería: en la batería de plomo-ácido, antes de la reacción, la energía se almacena como energía potencial por la atracción de carga entre los reactivos químicos en cada uno de los terminales.

Ánodo $e^{-}$ $e^{-}$ $e^{-}$ $e^{-}$ ${mi}^{-}$ liberación: $P b_{(s)}$ $P b_{(s)}$ $P b_{(s)}$ $P b_{(s)}$ $P b_{(s)}$ $P b_{(s)}$ $PAG {si}_{(s)}$ y $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4} {^{2 -}}_{(a q)}$ $S O_{4 4} {^{2 -}}_{(un q)}$ están en contacto metal-electrolito y reaccionan espontáneamente para formar $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $P b S {O_{4}}_{(s)}$ $PAG si S {O_{4 4}}_{(s)}$ y $2$ $2$ $2$ electrones extra El potencial de oxidación positivo de esta reacción de media célula es $+ 1.69 V$ $+ 1.69 V$ $+ 1,69 V$ . El potencial positivo indica que la reacción procede espontáneamente a temperatura ambiente. Los reactivos se atraen y reaccionan debido a las fuerzas electrostáticas, como la unión orbital energéticamente favorable.
Ánodo $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ Blindaje: Después $P b$ $P b$ $P b$ $P b$ $PAG si$ y $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ reaccionar, los electrones liberados se acumulan en el ánodo, creando un negativo $E$ $E$ $mi$ campo. Los electrones de la superficie atraen una capa de $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones Esto detiene el ánodo. $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $P b + S O_{4}^{2 -}$ $PAG si + S O_{4 4}^{2 -}$ reacción muy rápida los $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ la capa de iones se une con el $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ iones que les impiden migrar lo suficientemente cerca de la $P b$ $P b$ $P b$ $P b$ $PAG si$ reaccionar. Para que la reacción proceda en el ánodo, los electrones deben ser eliminados. Cuando un conductor conecta el ánodo y el cátodo, los electrones fluyen desde un lugar de exceso a un lugar de deficiencia. A medida que los electrones abandonan el ánodo, se reanuda la reacción del ánodo.
Secuencia de transferencia de energía anódica: toda la energía comienza como energía de enlace reactiva y la carga la convierte en otra forma de energía:
1) Las baterías almacenan energía como la energía de enlace de los reactivos. Los reactivos tienen más energía de enlace que los productos, por lo que romper los enlaces más fuertes y rehacer los enlaces más débiles moviliza energía. Esa energía puede usarse para convertirse en otros tipos de energía. Una fuerza electrostática entre los reactivos los atrae a reaccionar.
2) En una batería de circuito abierto, un pequeño número de reacciones de media celda del ánodo se completa espontáneamente en cualquier momento, lo que resulta en la producción de electrones en exceso, lo que le da a la batería su voltaje característico (en combinación con su otra media reacción en el cátodo
3) En el ánodo, el diferencial de energía entre los enlaces viejos dentro de los reactivos y los nuevos enlaces dentro de los productos se convierte en una concentración de electrones libres y un asociado $E$ $E$ $mi$ campo.
4) El ánodo $E$ $E$ $mi$ campo se agrega al cátodo $E$ $E$ $mi$ campo (con su deficiencia de electrones), creando un total neto $E$ $E$ $mi$ campo que impregna el espacio alrededor de la batería. los $E$ $E$ $mi$ El campo conduce los electrones como corriente a través del conductor de alta permitividad a una carga.
5) El paso de corriente a través de una carga convierte la corriente en otra forma de energía.
Reacción catódica : el proceso de reacción equivalente pero opuesto se desarrolla en el cátodo (es decir, la reducción de los reactivos). La energía libre es positiva para la unión de $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $P b O_{2} + S O_{4}^{2 -} + H^{+} + 2 e^{-}$ $PAG si O_{2} + S O_{4 4}^{2 -} + H^{+} + 2 {mi}^{-}$ para producir $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $P b S O_{4} + H_{2} O$ $PAG si S O_{4 4} + H_{2} O$ , lo que significa que esta reacción procederá espontáneamente en STP. Los reactivos requieren electrones para proceder, y lo hace en pequeña medida, creando un positivo $E$ $E$ $mi$ campo ya que el cátodo ahora es deficiente en electrones después de la conversión de reactivo a productos que consumen electrones. Tenga en cuenta que esta reacción requiere electrones para completarse. Incluso cuando el circuito está abierto, una pequeña cantidad de reactivos eliminan electrones ligados libremente de otros átomos o iones. La reacción secuestra esos electrones en productos finales neutros, lo que resulta en un déficit de electrones, una carga positiva neta en el cátodo y un positivo asociado $E$ $E$ $mi$ campo. La deficiencia de electrones en el cátodo es la otra mitad de la batería, lo que crea una carga positiva neta y se suma a la $E$ $E$ $mi$ campo creado por la carga negativa en el ánodo.

Flujo de corriente a través de las baterías en serie : las baterías en serie aumentan el voltaje y la corriente a través de la carga. La corriente que pasa a través de la carga también pasa a través de cada celda en serie. Cada celda aporta un $E$ $E$ $mi$ campo al total $E$ $E$ $mi$ campo de las baterías en serie. Y, la suma del individuo $E$ $E$ $mi$ campos impulsa la corriente a través de la carga. El ánodo y el cátodo externos suministran inicialmente la fuente de electrones y se hunden. Pero, después de un período transitorio, la velocidad de reacción en cada ánodo y cátodo en serie se equilibra, y la misma corriente fluye a través de todas las células en serie.

Migración de iones en el electrolito de una batería de plomo-ácido: en la batería de plomo-ácido, las reacciones anódicas y catódicas producen el mismo compuesto neutro, $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $P b S O_{4}$ $PAG si S O_{4 4}$ . En el proceso, tanto el ánodo como el cátodo consumen $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ iones de la solución. En el ánodo, la reacción deja una carga positiva neta en el electrolito, que es transportada por el $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones
- En el cátodo, el consumo / unión de $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ con $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $PAG si O_{2}$ da como resultado la acumulación de una carga negativa en el electrolito. Esto es porque la reacción de $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $P b O_{2}$ $PAG si O_{2}$ con $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ y $2 e^{-}$ $2 e^{-}$ $2 e^{-}$ $2 e^{-}$ $2 {mi}^{-}$ resulta en la liberación de $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ . La carga negativa en el electrolito alrededor del cátodo atrae $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones, desde el ánodo, lo que resulta en la reacción de $4 H^{+}$ $4 H^{+}$ $4 H^{+}$ $4 H^{+}$ $4 4 H^{+}$ iones con uno $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ ion para producir $2 H_{2} O$ $2 H_{2} O$ $2 H_{2} O$ $2 H_{2} O$ $2 H_{2} O$ $2 H_{2} O$ $2 H_{2} O$ . Por lo tanto, en las baterías de plomo y ácido, la neutralidad de carga en la solución de electrolito que rodea la solución se mantiene mediante la migración de los pares no emparejados. $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones del ánodo al cátodo.

Batería como condensador: la batería actúa como un condensador cuando está en un circuito abierto. Las cargas opuestas pueblan el ánodo y el cátodo, y este diferencial de carga está separado por una delgada capa dieléctrica de $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ y $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ iones que rodean el ánodo. Esta capa dieléctrica se dispersa cuando la corriente fluye a través de un conductor desde el ánodo al cátodo. La conducción elimina el exceso de electrones del ánodo, rompiendo así el enlace iónico entre el $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ y $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ iones Dispersión de la $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ capa alrededor del ánodo permite $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ iones para fluir más allá de la previamente impermeable $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ capa de iones

Diferencia entre una batería y un condensador: la comparación entre un condensador y una batería es incompleta. Cuando se encuentra en un circuito abierto, los dos se comportan como dispositivos de almacenamiento de carga, con ambos almacenando carga a ambos lados de un dieléctrico. La batería tiene dos modos: 1) circuito abierto: la configuración del condensador y la batería son comparables, y 2) circuito cerrado, el dieléctrico se dispersa y la batería se convierte en un generador diferencial de carga, utilizando la liberación de energía de los reactivos para crear productos con un concentración diferencial de carga.
Efectos capacitivos, de campo y de flujo de potencia : en el aire alrededor de una batería y un conductor. El voltaje de circuito abierto a través de los terminales de una batería actúa como un condensador dieléctrico de aire. La carga entre terminales polariza el dieléctrico del aire / espacio, produciendo una pequeña corriente de desplazamiento hasta que se carga. Sin embargo, un conductor también es un condensador (en el sentido más general de la palabra) ya que un conductor tiene una constante dieléctrica. Colocar un conductor entre los terminales de una batería produce una gran corriente de desplazamiento. El campo de desplazamiento eléctrico es un efecto capacitivo, que causa polarización del dieléctrico metálico. La corriente que fluye a través del conductor es un intento del voltaje de la batería para cargar el dieléctrico del metal. Dado que la constante dieléctrica es tan grande, el campo de desplazamiento eléctrico es esencialmente ilimitado. Por lo tanto, la corriente en el circuito está limitada por la resistencia de la carga, en lugar de la permitividad eléctrica del conductor.
Permitividad eléctrica y conductividad: el conductor proporciona una alta permitividad eléctrica $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{C o norte re tu C t o r}$ camino para el $E$ $E$ $mi$ campo para actuar. El circuito equivalente al conductor es un capacitor enorme en serie con una pequeña resistencia. La masiva permitividad eléctrica $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{C o norte re tu C t o r}$ del conductor metálico proporciona una impedancia capacitiva insignificante. El flujo de corriente de un conductor no es similar a la trayectoria de alta velocidad del acelerador de partículas. Más bien, el flujo de corriente a través de un conductor es como un péndulo ejecutivo atómico, con el movimiento microscópico de electrones individuales en el ánodo que transmite la fuerza repulsiva de su cambio incremental en proximidad de electrón a electrón desde el ánodo al cátodo. El conductor es un condensador con una constante dieléctrica tan alta que el tamaño del condensador es infinito (para fines prácticos), ya que los efectos capacitivos de un conductor son significativos solo a altas frecuencias. A bajas frecuencias / CC, el tamaño equivalente del capacitor conductor es tan grande que nunca se cargará por completo.
Campo de desplazamiento eléctrico $D$ $D$ $re$ : Un conductor proporciona una ruta de alta permitividad eléctrica en la que el campo eléctrico $E$ $E$ $mi$ los actos (unidades = voltios / m = newtons / coulomb) actúan sobre la carga para ejercer una fuerza sobre la carga eléctrica. los $E$ $E$ $mi$ El campo de una batería polariza el dieléctrico entre las placas de un condensador. La permitividad eléctrica del vacío del espacio es una medida de la capacitancia del espacio y se denota como $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ y es = 8.85 \ veces 10 ^ {- 12} Faradios / metro). El vacío es la permitividad eléctrica más pequeña posible y todos los demás materiales se expresan como una relación, un múltiplo de $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ $ϵ_{o}$ . Un $E$ $E$ $mi$ campo actuando en un espacio con $ϵ_{o})$ $ϵ_{o})$ $ϵ_{o})$ $ϵ_{o})$ $ϵ_{o})$ $ϵ_{o})$ $ϵ_{o})$ tendrá un campo de desplazamiento eléctrico $D = ϵ_{o} E$ $D = ϵ_{o} E$ $D = ϵ_{o} E$ $D = ϵ_{o} E$ $D = ϵ_{o} E$ $D = ϵ_{o} E$ $re = ϵ_{o} mi$ , que tiene unidades de $D = c o u l o m b s / m^{2}$ $D = c o u l o m b s / m^{2}$ $D = c o u l o m b s / m^{2}$ $D = c o u l o m b s / m^{2}$ $re = C o tu l o metro si s / / {metro}^{2}$ . los $ϵ_{a i r}$ $ϵ_{a i r}$ $ϵ_{a i r}$ $ϵ_{a i r}$ $ϵ_{un yo r}$ es aproximadamente igual a la permitividad al vacío, y esa permitividad es muy baja, por lo que se almacena una carga mínima en los terminales. Sin embargo, en un conductor, el $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{c o n d u c t o r}$ $ϵ_{C o norte re tu C t o r}$ es grande, lo que significa que para cualquier $E$ $E$ $mi$ El campo de desplazamiento eléctrico (coulombs / m2) será grande y la corriente de circuito cerrado a través de un conductor solo es muy alta. En una conexión en serie de dos celdas, el $E_{s e r i e s}$ $E_{s e r i e s}$ $E_{s e r i e s}$ $E_{s e r i e s}$ ${mi}_{s mi r yo mi s}$ el campo es el doble del potencial eléctrico de una sola celda, por lo tanto, impulsa y duplica la corriente.

Fuerzas que actúan dentro de las celdas en serie: colocar dos celdas de plomo-ácido en serie duplica el voltaje y, por lo tanto, duplica la corriente a través de la carga. Esa misma corriente pasará a través del conductor entre las dos celdas en serie, y los iones en el electrolito de ambas celdas también conducirán la carga a la misma velocidad. Todos los cátodos aceptan electrones para completar el $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $P b O_{2} + S 0_{4}^{2 -} + 2 e^{-} + 4 H^{+} \to P b S O_{4} + 2 H_{2} O$ $PAG si O_{2} + S {0 0}_{4 4}^{2 -} + 2 {mi}^{-} + 4 4 H^{+} \to PAG si S O_{4 4} + 2 H_{2} O$ reacción. Y, todos los ánodos generan electrones en el $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $P b + S 0_{4}^{2 -} \to P b S O_{4} + 2 e^{-}$ $PAG si + S {0 0}_{4 4}^{2 -} \to PAG si S O_{4 4} + 2 {mi}^{-}$ reacción.

Dos baterías en serie consumirán el doble de corriente a través de la misma carga. La corriente más alta aumenta la demanda de electrones del ánodo y aumenta el suministro de electrones al cátodo.
El aumento de la demanda de electrones en el ánodo elimina los electrones del lado de los productos de la reacción, acelerando la reacción del ánodo, haciendo que libere más electrones a una velocidad acorde con la demanda. El ánodo suministra corriente a la tasa exigida por la tasa de consumo de energía en el ánodo para el voltaje de reacción.
El mayor suministro de electrones en el cátodo suministra más electrones al lado reactivo de la reacción, lo que le permite aumentar su velocidad de reacción al producir más productos. El aumento de la corriente hace que la reacción del cátodo aumente su tasa de consumo.
Considere las reacciones químicas que actúan en el ánodo interno y el cátodo interno de las baterías en serie. (Nota: los términos "ánodo interno" y "cátodo interno" se refieren a los terminales que hacen contacto entre las células).
Al colocar una segunda celda en serie, el voltaje a través de la carga aumenta, lo que duplica la corriente a través de la carga. El aumento de corriente atrae el exceso de electrones, que dispersa el $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ capa de iones, que permite $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4}^{2 -}$ $S O_{4 4}^{2 -}$ reaccionar con el Pb a una velocidad mayor, y aumenta la concentración de $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ $H^{+}$ iones La carga positiva alrededor del ánodo atrae $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ iones para migrar desde el cátodo interno al ánodo externo. Al aumentar la concentración de reactivos, según el principio de Le Chatlier, la reacción del cátodo se dirige hacia los productos, lo que hace que el cátodo interno sea más positivo y extrae electrones del ánodo interno, lo que aumenta su velocidad de reacción y atrae $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ $O_{2}^{2 -}$ iones del cátodo externo de la misma manera que el ánodo externo.
Y, en el cátodo externo, los electrones llegan desde el ánodo externo a través de la carga, lo que da como resultado una corriente de electrones que suministra electrones al cátodo externo para su reacción.
En secuencia, el aumento de voltaje aumenta el flujo de corriente a través de la carga, que extrae electrones del ánodo externo y los suministra al cátodo, lo que aumenta la velocidad de reacción tanto en el ánodo externo como en el externo. A su vez, el ánodo externo afecta la reacción del cátodo interno, y el cátodo externo afecta el ánodo interno, ambos a través de la modificación de la velocidad de migración de iones, que a su vez cambia la velocidad de reacción en el ánodo interno y el cátodo.

Resumen: con el mayor voltaje suministrado por las celdas en serie, la carga consume una corriente mayor. La velocidad de reacción en el ánodo aumenta la corriente suministrada en respuesta. A medida que la corriente llega al cátodo, la velocidad de reacción del cátodo aumenta. El ánodo interno y el cátodo interno siguen la dirección del ánodo y el cátodo externos, aumentando sus velocidades de reacción, influenciados por la migración de iones en los electrolitos de las dos células. Después de un breve transitorio, los sistemas alcanzan un estado estable donde las velocidades de reacción en todos los ánodos y cátodos coinciden con la demanda actual en la carga.

niels nielsen · Answer 2

Una forma de pensar en esto es la siguiente: para su sistema de dos baterías con baterías en serie, el terminal positivo de la batería "A" no sabe ni le importa qué voltaje le está presentando el terminal negativo de la batería "B". . Lo único que hará la batería "A" es extraer electrones de su terminal positivo, elevarlos a un potencial que sea N voltios mayor que este (donde N es el voltaje nominal de la batería) y presentarlos en su terminal negativo. En la práctica, esto significa que los voltajes de las baterías en serie son linealmente aditivos.

Tenía la impresión de que el potencial de un polo negativo de una batería se debía únicamente al exceso de electrones en esa región. ¿Es esto correcto? ¿Podría ampliar cómo / por qué exactamente la batería está aumentando el potencial?
los electrones están siendo expulsados activamente de la batería por la liberación de energía química dentro de la batería. Conectar la batería a una carga permite que los electrones fluyan fuera del terminal y desencadena la reacción química en el interior, lo que hace que bombee más electrones. la "analogía del agua" es realmente bastante útil en este contexto.
Entonces la pregunta parece reducirse a "¿qué causa el voltaje?"

ESL · Answer 3

Creo que su analogía de "excedente" de electrones es incorrecta en un sentido e incompleta en otro sentido. Primero, ¿qué considera un "excedente" normal de electrones? En segundo lugar, si tiene un "excedente" en un lado, en el otro no tiene una normalidad, tiene un déficit.

Piense en una batería de plomo-ácido clásica. Cuando está completamente cargado, tiene plomo en la placa negativa y dióxido de plomo en la placa positiva. En ambas placas al inicio, tiene la cantidad habitual de electrones (82 e por átomo de Pb en el negativo y 98 por molécula de PbO2).

Pero están sumergidos en una solución acuosa de ácido sulfúrico, dada la posibilidad de la siguiente reacción redox:

En el ánodo (negativo): Pb (s) + HSO ₄ ^- (aq) → PbSO ₄ (s) + H ⁺ (aq) + 2 e ^-
En el cátodo (positivo): PbO ₂ (s) + HSO ₄ ^- (aq) + 3 H ⁺ (aq) + 2 e ^- → PbSO ₄ (s) + 2 H ₂ O (l)

Como puede ver, para que se produzcan estas hemirecciones, debe tomar los electrones en el ánodo y colocar una cantidad equivalente en el cátodo. No funciona si solo haces una, porque necesitas equilibrar la carga y la materia: un H ₂ SO ₄ ^{0 se} transforma en H ⁺ y HSO ₄ ^- , no puedes tener uno sin el otro (ni tener positivo sin negativo, ni transformar una molécula completa 98 g de H ₂ SO ₄ en 1 g de H ⁺ .

El voltaje es una medida de la diferencia de trabajo potencial. Si tiene 2 voltios entre los electrodos de la celda, significa que la celda es capaz de hacer un trabajo de 2 J moviendo una carga negativa de 1 C desde el ánodo al cátodo. Si coloca dos celdas en serie, el trabajo, cada una con 2 v, entre ambas puede hacer un trabajo de 4 J moviendo una carga negativa de 1 C desde el ánodo libre de uno al cátodo libre del otro.

Edición 3/8: Alguien pregunta "Entonces, si conecta dos, ¿obtiene un estado neutral en el medio?". Inicialmente no.

Comencemos desconectados del circuito. Los electrones no pueden fluir si la hemirección no ocurre. La hemirección no puede ocurrir por sí sola, sin su contraparte. Y la contraparte no puede suceder sin su propio flujo de electrones.

Entonces, cuando están conectados, las cargas comenzarán a neutralizarse a medida que los electrones fluyen a través del circuito y ocurren ambas hemireacciones. Y esa neutralización va a suceder en los cuatro electrodos, descargando las baterías; porque ocurre algo de hemireacción en los cuatro electrodos. Cuando se completa la neutralización, las baterías están completamente descargadas.

Creo que sería razonable decir que una cantidad "normal" de electrones en un terminal significa que ese terminal no tiene carga eléctrica neta. ¿La reacción no mueve electrones de un terminal a otro (no los mismos electrones) hasta que la "contrapresión" causada por la repulsión entre electrones hace que la reacción alcance el equilibrio?
Por eso pregunté, no me queda claro lo que quiso decir, en parte porque si lo quiso decir, está equivocado. Comienza con un estado neutral, por lo que si tiene un "excedente" en un electrodo, tendrá un déficit equivalente en el otro.
Sí, así que si conectas dos, ¿obtienes un estado neutral en el medio?
@immibis, extiendo la respuesta gracias a ti. Respuesta corta: inicialmente no, cuando se descarga por flujo de electrones a través del circuito, sí.

Farcher · Answer 4

Considere los dos primeros condensadores cargados que están conectados en serie.

El potencial de la placa. $A$ $A$ $UN$ relativo a la placa $B$ $B$ $si$ es $V_{A B}$ $V_{A B}$ $V_{A B}$ $V_{A B}$ $V_{UN si}$ y el potencial de la placa $C$ $C$ $C$ relativo a la placa $D$ $D$ $re$ es $V_{C D}$ $V_{C D}$ $V_{C D}$ $V_{C D}$ $V_{C re}$ entonces el potencial de la placa $A$ $A$ $UN$ relativo a la placa $D$ $D$ $re$ es $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{A B} + V_{C D}$ $V_{UN si} + V_{C re}$ .

Dentro de cada condensador hay un campo eléctrico y el trabajo realizado por una fuerza externa para tomar la unidad de carga positiva de la placa $B$ $B$ $si$ para platear $A$ $A$ $UN$ es $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s$ $\int_{si}^{UN} {mi}_{UN si} re s$ y de plato $D$ $D$ $re$ para platear $C$ $C$ $C$ es $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{re}^{C} {mi}_{C re} re s$ .
El trabajo total realizado es $D$ $D$ $re$ para platear $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{B}^{A} E_{A B} d s + \int_{D}^{C} E_{C D} d s$ $\int_{si}^{UN} {mi}_{UN si} re s + \int_{re}^{C} {mi}_{C re} re s$ .
Este es el mismo resultado que la adición de diferencias potenciales.

¿Qué pasa con el conductor entre placas? $C$ $C$ $C$ y $D$ $D$ $re$ como podría parecer que las cargas negativas en placa $B$ $B$ $si$ debe neutralizar las cargas positivas en la placa $C$ $C$ $C$ y debido a esas cargas hay un campo eléctrico en el conductor entre placas $B$ $B$ $si$ y $C$ $C$ $C$ .
Bueno, no hay campo eléctrico dentro de ese conductor y las cargas en las placas $B$ $B$ $si$ y $C$ $C$ $C$ se mantienen en su lugar por los cargos en las placas $A$ $A$ $UN$ y $D$ $D$ $re$ respectivamente.

Entonces, ¿qué pasa con las células ideales conectadas en serie?

Si las celdas de efecto tienen dos placas que incluyen los terminales.
Estos terminales / placas se cargan mediante un proceso electroquímico que puede pensarse en una bomba de carga (perdón por la analogía del agua).
Inicialmente, los terminales de las placas no están cargados y la bomba de carga mueve las cargas de un terminal al otro, haciendo que un terminal tenga una carga neta positiva y el otro terminal tenga una carga neta negativa.
Las cargas netas en los terminales producen un campo eléctrico dentro de la celda que se opone al bombeo de cargas de un terminal a otro por la bomba de carga (proceso electroquímico).
Finalmente, ese campo eléctrico es suficiente para detener la migración de cargas entre los dos terminales.
Cada celda tiene una cierta diferencia de potencial entre sus terminales y la adición de estas diferencias de potencial es la misma que para el ejemplo con condensadores.

Entonces, ¿qué hay de diferente en las células en comparación con los condensadores?
La diferencia clave es que tan pronto como los terminales de una celda estén conectados entre sí con un conductor, las cargas fluirán de un terminal a otro en el circuito externo.
La reducción de la carga en los terminales daría como resultado una reducción en el campo eléctrico entre los terminales, pero ese campo eléctrico ya no es lo suficientemente fuerte como para detener las cargas de bombeo de la bomba de carga, causando una migración de cargas entre las dos placas dentro de la celda.
La bomba de carga mueve las cargas dentro de la celda para compensar las cargas que fluyen de un terminal al otro a través del circuito conductor externo.
En efecto, la bomba de carga mantiene la diferencia de potencial entre los terminales, mientras que con un condensador no existe un mecanismo para mantener la cantidad de carga almacenada en las placas.

La eliminación de cargos de terminales $D$ $D$ $re$ y $A$ $A$ $UN$ daría lugar a una migración de cargas entre terminales $C$ $C$ $C$ y $B$ $B$ $si$ es decir, una corriente eléctrica fluye entre las dos celdas.

Guill · Answer 5

Ciclo de descarga:
debido a procesos electroquímicos, una batería desarrolla una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre sus electrodos. Cuando conecta dos de estas baterías en serie, cada batería mantiene su diferencia de potencial individual (su voltaje). Cuando se completa el circuito, conectando una carga entre el electrodo positivo de la primera batería y el electrodo negativo de la segunda batería, una corriente, determinada por la suma del voltaje de las dos baterías (2x) dividido por la resistencia de carga agregada a la resistencia interna de las baterías (Rl + 2Ri), fluye. Este proceso continúa hasta que las baterías se descargan.

Si designamos el terminal negativo de la segunda batería como el estado de tierra , entonces la conexión entre las dos baterías será a (x) voltios (con respecto a tierra), y el electrodo positivo de la primera batería estará en (2x) voltios (con respecto a tierra).

Ciclo de carga:
dado que la resistencia interna de las baterías es la misma, el voltaje (2x) proporcionado por el cargador se divide por la mitad. Esto es equivalente a que cada batería reciba x voltaje. La primera batería se cargará a x voltaje y también la segunda. Cuando ambos están cargados, la corriente será 0, ya que el voltaje de las baterías será igual al voltaje del cargador.

A nivel atómico, ¿qué sucede cuando conecta dos baterías en serie para agregar sus voltajes?

Lucas Cioffi

Respuestas (5)

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Lucas Cioffi

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ESL

immibis

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Guill

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