3-各種電池中的非靜電力

1、各種電池中的非靜電力0904-唐 洪0905-張金銀 2010-10-22陽極：電子通過外電路流出。陰極：通過外電路獲得電子。 在電源內(nèi)部,靜電力對正電荷從負(fù)極向正極移動是起阻礙作用的。也就是說,在一個電路中,如果只有靜電力的作用,正電荷只能從高電勢的正極移向低電勢的負(fù)極,而不能再返回到正極,電流就不能持續(xù)。非靜電力的引入G。Fk Fe + 為了維持電路中有持續(xù)不斷的恒定電流，必須有一個外來的作用力，它能夠把每一個瞬間從A極板流向B極板的正電荷不斷地送回到A極板，使得A、B極板上的電量保持恒定，以維持A、B兩極板間有恒定的電勢差。顯然這種力不能是靜電力，因?yàn)殪o電力只能把正電荷從電勢高的地方移動

2、到電勢低的地方，而不可能把它從低電勢的B極板移動到高電勢的A極板。通常把這種不同于靜電力的力稱為非靜電力。所謂電源，就是一個種能夠提供非靜電力的裝置。 化學(xué)電池中的正電荷受到的靜電力沿電勢降低的方向，接通外電路后，電流也使極板之間電勢差下降，要想在外電路維持電流的存在，就得依靠非靜電力反抗靜電力做功，把正電荷經(jīng)電源內(nèi)部不斷地由負(fù)極搬運(yùn)到正極(或把負(fù)電荷由正極搬運(yùn)到負(fù)極)，抵消外電路電流造成極板之間電勢差的下降。 什么是非靜電力？能夠克服導(dǎo)體電阻對電流的阻力，使電荷在閉合的導(dǎo)體回路中流動的一種作用。這種作用來源于相應(yīng)的物理效應(yīng)或化學(xué)效應(yīng)，通常還伴隨著能量的轉(zhuǎn)換，因?yàn)殡娏髟趯?dǎo)體中(超導(dǎo)體除外)流動

3、時要消耗能量，這個能量必須由產(chǎn)生電動勢的能源補(bǔ)償。 化學(xué)電池電磁感應(yīng)電池溫差電池光電池（太陽能電池）壓電電池微生物燃料電池電池的種類化學(xué)電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 化學(xué)能電池的工作原理在化學(xué)電池（干電池、蓄電池）中，非靜電力是一種與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學(xué)作用各種化學(xué)電池 A CuZn 稀H2SO4KOH溶液CH4 O2 H2Oa極 b極電磁感應(yīng)電池 電磁感應(yīng)作用所產(chǎn)生的非靜電力而帶動回路中電子的移動 例如：發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)制成的 在一般發(fā)電機(jī)中，非靜電力起源于磁場對運(yùn)動電荷的作用，即洛倫茲力，變化磁場產(chǎn)生的有旋電場也是一種非靜電力，但因其力線呈渦旋狀，通常不用作電源，也難

4、以區(qū)分內(nèi)外電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢。此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應(yīng)電流（感生電流） 一種將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，又稱太陽能電池。它是利用半導(dǎo)體pn結(jié)的光伏效應(yīng)來產(chǎn)生電能的。當(dāng)光照射到電池表面時，因吸收光能電池內(nèi)部產(chǎn)生了電子-空穴對，其中一部分電子-空穴對擴(kuò)散到pn結(jié)并受結(jié)電場影響而分開，電子移向n區(qū)，空穴移向p區(qū)，這樣在p區(qū)和n區(qū)之間就形成了光生電動勢，若在上、下電極間接上負(fù)載，則會有光生電流IL流過負(fù)載RL并在RL上建立起光生電壓UL，太

5、陽的光能就這樣直接變成了可供使用的電能。 光電池光電池溫差電池將兩種不同金屬的導(dǎo)線聯(lián)接成一閉合回路，當(dāng)兩個聯(lián)接點(diǎn)處于不同的溫度時，回路中就會有電動勢(電流)產(chǎn)生，這樣的電動勢稱為溫差電動勢。 旅行者1號 由于計(jì)劃中飛船的航程十分遙遠(yuǎn)，太陽能電池已不能滿足需要，故采用三組同位素溫差電池供電，其能量來自于放射性元素钚的氧化物在衰變過程中放出的熱量再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?溫差電池應(yīng)用高溫端的載流子由于熱運(yùn)動將向低溫端擴(kuò)散，從而產(chǎn)生電動勢。 在溫差電源中，非靜電力是一種與溫度差和電子濃度差相聯(lián)系的擴(kuò)散作用； 壓電電池由壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電動勢。當(dāng)晶體受到應(yīng)力時，在晶體表面間出現(xiàn)電壓。這個電壓來源于機(jī)械功造成形變所

6、產(chǎn)生的極化，也即為產(chǎn)生非靜電力壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 微生物燃料電池微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell, 簡稱MFC)是一種新型的燃料電池, 它可以利用微生物的催化作用將有機(jī)物中蘊(yùn)含的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 因而是一種新型的可再生能源圖1 1. 非靜電力在不同的電源內(nèi)物理本質(zhì)是不同的, 然而在任何一種電源內(nèi)究其宏觀效應(yīng)都有電荷的運(yùn)動和聚集的驅(qū)使現(xiàn)象發(fā)生, 此一“ 驅(qū)使” 從效果上看相當(dāng)于一種力的作用, 能量的轉(zhuǎn)換是此種相當(dāng)力的作功結(jié)果。非靜電力在一些情況下是以可用牛頓力學(xué)觀念描述的一個力或幾個力的合力的形式呈現(xiàn)出來, 如動生電動勢源里在磁場所在坐標(biāo)里非靜電力火就可以看做機(jī)械外力F 外和洛侖茲力F 洛的合力3 , 即 非靜電力在另一些情況下則不是一種能簡單地用牛頓力學(xué)觀念描述的一個力或幾個力的合力的“ 實(shí)在力” , 而以超出牛頓力學(xué)觀念的復(fù)雜得多的作用形式與機(jī)理呈現(xiàn)出來,