A- Pilin Tanımı:
Piller; elektrik yükünü biriktiren ve kullanması gereken zamanda
harcayan bir depo görevini yüklenmektedir. Pil üreteçler grubunun
şimdilik en küçük üyesidir.
B- Pil Çeşitleri:
a)Volta Pili:
Alexsander Volta‘nın 1800’de bulduğu Volta pilinde elektrolit olarak
sülfat asidinin suda eriğiyi kullanılır. Elektronlar ise, bir bakır bir
de çinko çubuktur. Çinko çubuk negatif, bakır çubuk ta pozitif kutbu
oluşturmaktadır. Daha hiçbir elektrik devresine bağlanmamış bir volta
pilinin iki ucu arasındaki potansiyel farkı 1 volttur. Devreyi
tamamladığımızda 1 voltluk gerilimin hızla düştüğünü göreceksiniz.
Çünkü çinko iyon salarak hızla erimeye başlamıştır. Bu iyonlar
SO4(sülfat)’la birleşerek ZnSO4 (çinko sülfat karışımı)’ü oluştururlar.
Bu arada hidrojen gazı da bakır çubuk etrafında kaçak hava kabarcıkları
şeklinde yükselmişlerdir. Akım devam ettikçe gerilim farkı azalır.
Artık öyle bir an gelir ki devreden akım geçmez. Eriyik içindeki
hidrojen bakır çubuğu kaplar. Elektrolit, artık bakır çubuğun çeperine
dokunamaz hale gelmiştir. Kutupların yeni hidrojenle kaplanan bakır
çubuğun üzeri temizlenirse ve yeniden eriyik içine batırılırsa, akım
geçmeye devam eder. Bu iki türlü yapılır. Biri zımpara kağıdı ile
bakırın üzerindeki hidrojen tabakası kazınır. Diğeri ise bakır çubuk
ateşe tutularak hidrojen kaplı tabaka yakılır. En basit ve ilk elektrik
pili olan volta pili pratik olmadığından günümüzde kullanılmaz.
b) Daniel Pili:
Ortadan gözenekli bir bölümle ikiye bölünmüş bir kap alalım. Bu kabın
birinci bölümüne ZnSO4’ün suda eritilmişini, diğerine de CuSO4’ün
sudaki eriyiğini koyalım. ZnSO4’ün bulunduğu yere bir çinko çubuk
batıralım. Diğerine de bakır bir çubuk batırılır. Daniel pilini yapmış
oluruz. Aslında kimyasal tepkimeyi göz önüne alarak, şöyle bir sonuca
varabiliriz. Pozitif elektrik yüklü çinko iyonlarının, bakır çubuğu
kaplayıp, kutuplaşma meydana getirmesi gerekir. Oysa böyle bir olay
meydana gelmez. Pozitif yüklü çinko iyonları bakır çubuğa doğru
giderken, gözenekli kabı geçer geçmez çinko çubuğa doğru negatif
elektrik yüklü SO4 iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu karşılaşma sonucu bir
tepkime oluşur.
İkinci kapta bulunan Cu+SO4’deki pozitif elektrik yüklü iyonları ise
pozitif kutbu, yani bakır çubuğa doğru giderlerken ve orada birikirler.
Burada biriken bakır iyonları daha lsonra elektrik yüklerini
sıfırlarlar. Diğer kaptaki elektrik yükü SO4 iyonları ise negatif
kutba, yani çinko çubuğa giderek çinkoyu eritmeye başlar. Bu sırada
elektron da verirler. Sonuçta bir kimyasal tepkime olur.
Buraya kadar olanları özetleyecek olursak, çinko çubuğun eridiğini ve
bakır çubuk üzerinde de bir bakır tabakası oluşturduğunu görürüz. Aynı
cins madde ile kaplandığından pozitif kutuplanma olmadığı görülür. Bu
pillerin gerilim farkı değişmez. Bu nedenle günümüzde hala
kullanılmaktadır.
c) Leclanche Pili:
Bu pilde elektrolit olarak nişadırın sudaki eriyiği kullanılmaktadır.
Pozitif kutup olarak kömür, negatif kutup olarak da çinko
kullanılmalıdır. Leclanche pilinin çalışma ilkesini tam olarak
anlayabilmek için şöyle bir deney yapmakta yarar vardır.
Bir kabın içine su koyalım. Bu suyun içinde de nişadır eritelim.
Eriyiğin içine bir kömür, diğeri de çinko iki çubuk batıralım. Bu iki
çubuğu bir iletkenle birleştirelim. Pozitif yüklü NH4 kömür çubuk
üzerini kaplar ve kutuplaşmaya yol açar. Leclanche pilinde bu
kutuplaşmayı önlemek amacıyla mangandioksit kullanılır. Gözenekli bir
küçük kap içine konan mangandioksite çarptıkları zaman yanarlar. Öte
yandan Klor iyonları da çinko çubuğa, yani negatif kutba doğru
giderler. Burada ZnCl2’ye dönüşür. Pilden akım geçtiği süre içinde
kömür çubuğu kaplayan mangandioksit eksilir. Bunun sonucunda pilden
akım geçmeye başlar. Leclanche pilleri sürekli elektrik akımı elde
edilmeyen yerlerde kullanılır. Çünkü mangandioksit bitmesi ve kömür
çubuğun kutuplaşması akımın kesilmesini ve kömür çubuğun kutuplaşmasını
sağlar. Fakat bir süre sonra kutuplaşma devam eder. Sürekli elektrik
akımının elde edilmesini gerektirmeyen yerler için ideal bir pildir.
d) Kuru Pil:
Silindir şeklinde bir çinko kap alalım. İçine suda eritilmiş nişadırı
jelatinle karıştırarak, yoğun bir duruma getirip koyalım. Daha sonra
içine mangandioksitle kaplanmış bir kömür çubuk yerleştirelim. Devreyi
tamamladığımızda günümüzdeki kuru pil yapılmış olur.
Çalışma ilkesi aynı Leclanche pilinde olduğu gibidir. Sadece sıvı
elektrolit yerine daha koyulaştırılmış ve katı duruma getirilmiş
elektrolit kullanılmıştır. Bu nedenle taşınması açısından kolaylık
sağlanmıştır.
C- Kuru Pil Hakkındaki Diğer Bilgiler:
Pil devrede nedir?
Pil, enerjili elektronların atomlara çarpmasını ve atomdan atoma enerji aktarılmasını sağlar.
Pil, iki nokta arasında potansiyel fark oluşturan araçtır.
D- Yapmamız Gerekenler:
- Kısa devre pili hemen bitirir. Oluşan hidrojen patlamaya neden olur. Pil birden bire ısınır.
- Pil asitli bir alettir. Asit parçalayıcıdır. Bu nedenle dikkatsizce
oynanması tehlikelidir. Eğer bir yerimize asit değerse, önce asit değen
yeri kurulamalı, sonra soğuk su ve sabunla iyice yıkamalıyız.
E- Pilin Kullanıldığı Yerler:
Piller küçük ve taşınması kolay olduğu için, walkmen, kumanda aletleri, oyuncak vb. yerlerde kullanılır.
F- Kutuplaşma Nedir?
Kutuplaşma bir pilin artı ucunun iyonlarının sıvıda ilerleyerek diğer
ucu kaplamasına denir. Çünkü, artı uç eksiyi, eksi uç ise artıyı çeker.
Böylece bir uç işe yaramaz hale gelir ve devre kitlenir. Pillerde
kesinlikle kutuplaşma olur. Ancak, bunu geciktirmek önemlidir.
G- Diğer Üreteçler:
a) Akümülatörler:
Halk dilinde akümülatörler elektrik akımını depolayan ve uzun süre
kullanımını sağlayan aygıtlardır. Akümülatörlerin prensibi de,
kutuplaşan volta pilinin hemen hemen aynısıdır. Çünkü akümülatör
kutupları da belli bir süre sonra kutuplaşır ve elektrik akımı vermez.
Akümülatöre, kutuplaşması uzun süren piller de denir. Akümülatörler
içlerinde bulunan elektrolit ve elektrotlar açısından kutuplaşması çok
uzun süren maddelerden seçilirler. Akümülatörlerin kutupları belli bir
süre sonra kutuplaşır. Buna akümülatör boşaldı denir. Bunun
giderilmesine de akümülatörün doldurulması denir.
b) Jeneratörler:
Büyük yerlerde elektrik üreten büyük araçlardır. Jeneratörler bazen
elektrikler kesildiğinde devreye giren büyük piller şeklinde de
olabilir.
Konu: PİLLER 
C.tesi Ekim 25, 2008 3:09 pm