新旧电池是否可以搭配在一起使用吗?
估计很多朋友都想知道新旧电池是否可以搭配使用?
手电筒里的电池用一段时间,灯泡会逐渐变暗,这时就需要更换新的电池。有的人舍不得把旧电池扔掉,装上一节新电池再搭配上一节旧电池,以为这样可以充分利用旧电池。
真是这样吗?我们不妨做个实验。用一节新电池一节旧电池或者用三节旧电池串联起来使用,结果你会发现灯泡比用两节新电池时要暗得多。为什么呢?用我们学过的电学知识就能解释了。
原来电池的两极间有一定的电压,如果我们用伏特计量一量,就可知道,干电池的电压是1.5伏。电池的内部是一些导电的物质,它们有一定的电阻,叫做电池的内电阻,新电池的内电阻比较小,大约0.5欧姆。我们可以用图2-8虚线框内的部分表示一节电池,为了便于说明问题,把内电阻画在电池外面了。电池在使用过程中,两端的电压在逐渐降低,而它的内电阻却逐渐增大。
假设我们用两节新电池串联给灯泡供电,这时两节电池的总压为E1=2×1.5=3伏;两节电池的总电阻为R内1=2×0.5=1欧;若灯泡的电阻为R灯=0.3欧,那么电路中的电流
,灯泡两端的电压为U灯1=I1R灯=0.3×9伏=2.7伏,灯泡消耗的电功率P灯1=I1U灯1=0.3×2.7瓦=0.81瓦。
如果改用一节新电池与一节旧电池串联供电。假设旧电池的电压降为E2=1.2伏,内阻增大为10欧姆,仿照以上计算可知,这时电路中的电流变为
,灯泡两端的电压为U灯2=I2R灯=0.138×9伏=1.24伏,灯泡上获得的功率为P灯2=I2U灯2=0.138×1.24瓦=0.17瓦。大约只是两节新电池供电时的功率0.81瓦的五分之一。所以灯泡暗。这是因为旧电池的内电阻大,大部分能量消耗在电池的内电阻上,使电池发热,白白地消耗了能量。因此,新旧电池不宜搭配使用。
还是先让我们解剖一个干电池,看看它的构造吧。如图2-9所示,干电池有两个电极,一个是正极,就是立在圆筒中央的碳棒,它的顶端有一个小铜帽;一个是负极,就是用锌做成的圆筒。锌筒的内壁衬着氯化锌溶液和淀粉混合做成的糊状物。在碳棒和糊状物之间,装有用氯化铵溶液喷湿过的二氧化锰和碳粉的混合物。
当碳棒和锌浸在氯化锌溶液中时,在电极(碳棒和锌皮)与氯化锌之间就进行着化学反应。结果使碳棒带正电,成为正极,锌筒带负电,成为负极,也就是说,化学反应就像电子泵一样,把碳棒上的电子搬到锌筒上,这样,碳棒缺少电子而带正电,锌筒多了电子而带负电,两个电极之间就有了电压。如果用导线把一个小灯泡与两个电极相连,小灯泡就会发亮。只要化学反应不停止,电流就可以持续下去。如果化学反应进行完了,电源就失去作用了,也就没有电流了。一般手电筒常用的电池叫一号电池,如果电路上接5欧姆的电阻,每天连续放电30分钟,可用850分钟。
不能进行化学反应的主要原因是电糊干了,氯化铵不能与锌继续起作用了,或者是由于氯化铵少了的缘故。
针对以上原因,我们可以让电池再复活。办法是:在干电池的底部用铁钉打两个小孔,孔要打在靠锌皮的地方,如图2-10,深度要超过电池高度的2/3以上。在小孔内分别灌入氯化铵饱和溶液,如果没有氯化铵,可用普通食盐。饱和溶液的制法是,取一杯热水,渐渐加入氯化铵或食盐,不断地搅拌,待杯底有一些沉淀而且不再溶化了,就停止加氯化铵或食盐。放置24小时以后,上面澄清的水就是饱和溶液(有条件的话,再加入0.3~0.5%的氯化汞更好)。然后将该溶液注入小孔内,一直到注不进去为止,最后用熔化的蜡封住两个小孔,干电池就复活了。用它可使小灯泡重放光明。
这种干电池复活的方法,虽然从经济上讲价值不大,但是当干电池不能用时,我们自己用简单的方法使它重新复活,确是一件很有趣味的事情。同学们不妨试一试。需要注意的是,一节干电池用这种方法使它复活一般只能重复进行2、3次,次数多了就不起作用了。