5 svar
48 visningar
Jonas Mårtensson är nöjd med hjälpen!
Jonas Mårtensson 8
Postad: 30 jul 2020

Citronbatteri seriekoppling.

Hej. Jag behöver hjälp med något som jag började undra över med en uppgift gällande citronbatterier.

I ett citronbatteri används elektroner som kommer till kopparelektroden till att bilda vätgas. När man seriekopplar två citroner måste man ju koppla ihop en järnelektrod direkt till en kopparelektrod. Dem elektronerna som kommer från järnet kommer ju att bli till vätgas vid kopparelektroden, dem kommer ju inte att åka igenom hela kretsen och varför kommer inte elektronerna att börja åka åt det andra hållet när den leder direkt till en pluspol? Hur leder det här till att hela kretsen får en högre spänning?

Det här fick mig också att inse att jag inte förstår varför seriekoppling ökar spänningen i vanliga batterier heller. I Daniells element t.ex. varför ökar spänningen av att man seriekopplar flera celler?

Tack i förväg för svar och ber om ursäkt ifall frågan är konstigt formulerad.

Micimacko 2111
Postad: 30 jul 2020

Tror det beror på att en krets måste vara sluten för att något ska hända.

Skulle du kunna rita en bild över hur du menar?

Man kan likna en sluten krets med en skidbacke. Liften motsvarar batteriet och skidåkarna motsvarar strömmen, eller elektronerna. Backens egenskaper som bredd och friktion motsvarar resistansen. 

Liften lyfter upp skidåkarna till en högre höjd varifrån de sedan kan åka nerför backen. Detta motsvarar att batteriet flyttar elektronerna till en högre potential så att de kan ge upphov till en ström när de sedan åker till en plats med lägre potential. Man kan seriekoppla två liftar för att få en lift som klarar av att lyfta upp en skidåkare till dubbla höjden. På motsvarande sätt kan man seriekoppla två batterier för att lyfta upp elektroner till dubbelt så hög potential.

Sen kompliceras detta av en massa krångel som att det där med ström och potential egentligen är definierat utifrån positiva partiklar, men liknelsen håller ändå.

Micimacko 2111
Postad: 30 jul 2020

Jag tolkade frågan som varför ena batteriets pluspol inte "reagerar", /snor elektroner vad man nu kallar det, med det andras minuspol när man sätter dem mot varandra.

Jonas Mårtensson 8
Postad: 30 jul 2020

Anta att ämnena är koppar och silver och att cellen till vänster är pluspol 1 och minuspol 1, cellen i mitten är pluspol 2 och minuspol 2 och cellen till höger är pluspol 3 och minuspol 3.

Min första fråga är att jag inte förstår hur spänningen de olika cellerna har var för sig adderas ihop? Hur kan den elektromotoriska spänningen från en cell sparas och överföras till en annan cell som sedan i sin tur skickar ut den till lampan?

Min andra fråga är varför inte elektronerna skickas direkt till det andra cellerna istället för att åka runt i kretsen? T.ex. varför skickar inte minuspol 2 sina elektroner direkt till pluspol 1? Eftersom att dem är kopplade med varandra och silver har högre energipotential, borde väll elektronerna kunna skickas åt det hållet?

varför skickar inte minuspol 2 sina elektroner direkt till pluspol 1?

Det är precis vad som händer. Första minuspolen skickar elektroner via den yttre kretsen till tredje pluspolen. Laddningen transporteras sedan i jonform över saltbryggan till tredje minuspolen där den leds med elektroner till andra pluspolen, via joner till andra minuspolen, via elektroner till första pluspolen och via joner till första minuspolen. Kretsen är sluten.

Hur kan den elektromotoriska spänningen från en cell sparas och överföras till en annan cell som sedan i sin tur skickar ut den till lampan?

Det är sant p.g.a. Kirchoffs spänningslag. Du kan se ett (ganska matematiskt) bevis här:

http://www.ams.jhu.edu/~prashant/KCL_KVL.pdf 

Det krassa svaret är att man har konstaterat att det är på det viset genom att göra mätningar och sedan lyckats bevisa matematiskt varför det blir på det viset. Däremot gör det inte att man begriper varför det blir så. Elektrisk spänning är inget vi kommer i kontakt med normalt sett, så vi kan inte riktigt greppa konceptet. Det enklaste är helt enkelt att se detta som en fysikfråga, inte en kemifråga. Kemi är nödvändigt för att förstå varför det uppstår emk hos ett batteri, men vill man veta vad som händer utanför batterierna är fysik vetenskapen man får gå till istället.

Svara Avbryt
Close