Cells and Batteries MCQ Quiz in मराठी - Objective Question with Answer for Cells and Batteries - मोफत PDF डाउनलोड करा

• पारा घटमध्ये, वापरलेले विद्युत अपघटनी हे विशेषत: पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड (KOH) आणि पारा (II) ऑक्साईड (HgO) ची पेस्ट असते.
• पेस्ट हायड्रॉक्साईड आयन (OH-) चे स्त्रोत म्हणून काम करते जे घटमध्ये होणारी विद्युतरासायनिक अभिक्रिया पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक असते.
• एनोडवरील अभिक्रियामध्ये जस्त आयन (Zn²⁺) आणि इलेक्ट्रॉन (e^-) तयार करण्यासाठी मिश्रणातील झिंकचे ऑक्सिडीकरण समाविष्ट असते.

कॅथोडमध्ये असताना, पारा (II) ऑक्साईड कमी होतो आणि द्रव पारा तयार होतो.

एकूणच, अभिक्रिया खालीलप्रमाणे दर्शविली जाऊ शकते:

Zn(Hg) + HgO(s) + 2 KOH(aq) → ZnO(s) + Hg(l) + 2 K[Hg] + H2O(l)

जेथे [Hg] पारा आणि पोटॅशियमच्या संकुलाचे प्रतिनिधित्व करतो.

• शुष्क विद्युतघटामध्ये ऋणात्मक ध्रुव (अ‍ॅनोड) साठी सामग्री म्हणून जस्त सामान्यतः वापरला जातो.
• प्रमाणित शुष्क विद्युतघटामध्ये, जस्त अ‍ॅनोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) म्हणून काम करते आणि मँगनीज डायऑक्साइड सामान्यत: कॅथोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) म्हणून वापरला जातो.
• विद्युतअपघटनी ही सहसा अमोनियम क्लोराईड किंवा झिंक क्लोराईड असलेली पेस्ट असते.
• बाह्य आवरण सामान्यत: झिंकचे बनलेले असते आणि मध्यभागी दांडे बहुतेकदा कार्बनचे बनलेले असते.
• ऋणात्मक ध्रुव म्हणून झिंकचा वापर विद्युतघटाच्या एकूण विद्युतरासायनिक कार्यक्षमतेत योगदान देतो.

येथे, पर्याय 3 योग्य आहे.

लेड अ‍ॅसिड बॅटरी

• लेड अ‍ॅसिड बॅटरी घट हे रिचार्जेबल बॅटरी आहेत.
• लेड अ‍ॅसिड बॅटरीमध्ये होणाऱ्या रासायनिक अभिक्रिया उलटणीय स्वरूपाच्या असतात, म्हणूनच त्यांना सेकंडरी बॅटरी म्हणतात.
• लेड अ‍ॅसिड बॅटरीमध्ये, धनाग्र हा धनात्मक प्लेट असतो आणि ऋणाग्र हा ऋणात्मक प्लेट असतो.
• लेड अ‍ॅसिड बॅटरीमध्ये, धनात्मक प्लेट (PbO2) हे शिसे डायऑक्साइडपासून बनलेले असते, आणि ऋणात्मक प्लेट धात्विक शिसे (Pb) पासून बनलेली असते.
• हे दोन्ही विद्युतअग्र एकमेकांपासून विरळ सल्फ्यूरिक आम्लाच्या (पाणी आणि सल्फ्यूरिक आम्लाचे मिश्रण) विद्युतअपघटनीने वेगळे केलेले असतात.

चार्जिंग दरम्यान होणारे रासायनिक बदल:

• जेव्हा लेड अ‍ॅसिड बॅटरी पूर्णपणे चार्ज केले जाते, तेव्हा धनात्मक प्लेट (धनाग्र) PbO₂ मध्ये रूपांतरित होते जे गडद चॉकलेट ब्राऊन रंगाचे असते, आणि ऋणात्मक प्लेट (ऋणाग्र) Pb मध्ये रूपांतरित होते जे राखाडी रंगाचे असते.
• H₂SO₄ अभिक्रियेत तयार होते; म्हणून, विद्युतअपघटनी (H₂SO₄) चे विशिष्ट गुरुत्व वाढते.
• जेव्हा घट पूर्णपणे चार्ज केले जाते, तेव्हा H₂SO₄ चे विशिष्ट गुरुत्व सुमारे 1.28 पर्यंत वाढते.

डिस्चार्जिंग दरम्यान होणारे रासायनिक बदल:

• दोन्ही प्लेट लेड अ‍ॅसिड सल्फेट (PbSO₄) मध्ये रूपांतरित होतात जे पांढुरक्या रंगाचे असते.
• पाणी तयार होते ज्यामुळे H₂SO₄ चे विशिष्ट गुरुत्व कमी होते
• जेव्हा घट पूर्णपणे डिस्चार्ज केले जाते, तेव्हा विशिष्ट गुरुत्वाचे मूल्य 1.18 असते.

बॅटरी:

• एका सेलचे सकारात्मक टर्मिनल पुढील सेलच्या नकारात्मक टर्मिनलशी जोडलेले आहे. अशा संयोजनाला बॅटरी म्हणतात.
• टीव्ही रिमोट कंट्रोल, टॉर्च, ट्रान्झिस्टर, खेळणी अशी अनेक उपकरणे बॅटरी वापरतात.
• यापैकी काही उपकरणांमध्ये विद्युत पेशी नेहमी एकामागून एक ठेवल्या जात नाहीत.
• परंतु काहीवेळा पेशी शेजारी ठेवल्या जातात आणि सामान्यतः एका सेलच्या नकारात्मक टर्मिनलला पुढील सेलच्या सकारात्मक टर्मिनलशी जोडणारी धातूची पट्टी किंवा जाड वायर असते आणि ओळखण्यासाठी '+' आणि '-' चिन्हे छापली जातात.
• वायरचे एक टोक पॉझिटिव्ह टर्मिनलला आणि दुसरे निगेटिव्ह टर्मिनलला जोडल्याने शॉर्ट सर्किट तयार होईल आणि त्यामुळे स्पार्क तयार होऊ शकतो.

जेव्हा जेव्हा स्टोरेज बॅटरीचा वापर आपत्कालीन राखीव म्हणून केला जातो, जसे की अन-इंटरप्टेड पॉवर सप्लाय (UPS), मेन सप्लाय अयशस्वी झाल्यास बॅटरी पूर्णपणे चार्ज आणि वापरासाठी तयार ठेवणे आवश्यक आहे.

पूर्ण चार्ज केलेली बॅटरी, जी कोणत्याही लोडशी जोडलेली नाही, तिचे टर्मिनल व्होल्टेज राखणे अपेक्षित आहे. परंतु, बॅटरीमधील अंतर्गत गळती आणि इतर खुल्या परिपथाच्या तोट्यामुळे, निष्क्रिय किंवा ओपन सर्किट स्थितीतही बॅटरी व्होल्टेज हळूहळू कमी होते.

त्यामुळे, ती पूर्णपणे चार्ज केलेल्या स्थितीत ठेवण्यासाठी, बॅटरीला चार्जिंग विद्युतप्रवाह पुरवला जावा जो लहान असेल आणि निष्क्रिय स्थिती किंवा ओपन सर्किटचे नुकसान भरून काढण्यासाठी पुरेसे असेल. हे छोटे विद्युत चार्जिंग ट्रिकल चार्जिंग म्हणून ओळखले जाते.

ट्रिकल चार्जिंगमुळे बॅटरी नेहमी पूर्णपणे चार्ज होते आणि वापरण्यासाठी तयार असते, जेणेकरून, आपत्कालीन परिस्थितीत बॅटरीचा पूर्णपणे वापर करता येईल.

निकेल-लोह घट:

• निकेल-लोह घट विद्युतभारित स्थितीत आहे, धन पट्टिकेवर सक्रिय पदार्थ Ni(OH)₄ आहे आणि ऋण पट्टिकेवर लोह (Fe) आहे.
• धन आणि ऋण पट्टिका निकेल-प्लेटेड स्टील कंटेनरमध्ये ठेवल्या जातात; पट्टिका एकमेकांपासून कडक रबराच्या पट्ट्यांद्वारे रोधित केल्या जातात
• कंटेनरमध्ये KOH (इलेक्ट्रोलाइट) चे 21 टक्के द्रावण असते ज्यामध्ये घटाची क्षमता वाढवण्यासाठी थोड्या प्रमाणात लिथियम हायड्रेट (LiOH) जोडले जाते.
• लीड-ऍसिड घटापेक्षा त्याचे वजन कमी आणि जास्त आयुष्य असते
• या घटाचा विद्युतचुंबकीय क्षेत्रासुमारे 1.36 V आहे
• हे घट पोर्टेबल कामासाठी अतिशय योग्य आहेत

योग्य उत्तर एम. फॅराडे आहे.

• मायकेल फॅराडे यांनी विद्युतविघटनाचे नियम दिले आहेत.
• फॅराडेचे विद्युतविघटनाच्या नियमाचे, दोन परिमाणात्मक कायदे आहेत जे विद्युत अपघटनी प्रभावांचे परिमाण व्यक्त करण्यासाठी वापरले जातात, ज्याचे वर्णन इंग्रजी शास्त्रज्ञ मायकेल फॅराडे यांनी 1833 मध्ये केले होते.
• कायदे सांगतात की:
  • इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट सीमारेषेवर विद्युत् प्रवाहाद्वारे रासायनिक बदलाचे प्रमाण वापरलेल्या विजेच्या प्रमाणात असते.
  • निरनिराळ्या पदार्थांमध्‍ये सारख्याच प्रमाणात विजेमुळे निर्माण होणार्‍या रासायनिक बदलांचे प्रमाण त्यांच्या समतुल्य वजनाच्या प्रमाणात असते.

Key Points

• विद्युत रासायनिक घट जो विद्युत ऊर्जेच्या प्रेरणाद्वारे रासायनिक अभिक्रिया सुलभ करतो त्याला विद्युत अपघटनी घट म्हणून ओळखले जाते.

प्राथमिक घटचे प्रकार:

• व्होल्टीय घट
• कार्बन-जस्त सेल (लेक्लान्चे सेल आणि ड्राय सेल)
• अल्कधर्मी घट
• पारा घट
• सिल्व्हर ऑक्साईड घट
• लिथियम घट

इतर प्राथमिक घटपेक्षा लिथियम घटाचे दोन फायदे आहेत:

• दीर्घ आयुष्य - 10 वर्षांपर्यंत
• 350 WH/Kg पर्यंत उच्च ऊर्जा-ते-वजन गुणोत्तर

प्राथमिक सेल: हे एक असे सेल आहेत जे एकदा डिस्चार्ज झाली की पुन्हा चार्ज करता येत नाही. प्राथमिक सेल कोरडे सेल म्हणतात कारण त्यांच्याकडे घन किंवा वितळलेले इलेक्ट्रोलाइट असतात.

हे वजनाने हलके असून त्याची किंमतही कमी आहे.

दुय्यम सेल: ही अशी आहे जी त्यांच्या मूळ प्री-डिस्चार्ज स्थितीत वापरल्यानंतर इलेक्ट्रिकली रिचार्ज केली जाऊ शकते. सामान्यतः दुय्यम सेल ओले सेल असतात.

हे वजनाने जड असतात आणि त्यांची प्रारंभिक किंमत जास्त असते.

अल्कधर्मी सेल हा रिचार्ज करण्यायोग्य सेल नाही.

बॅटरीची क्षमता विशिष्ट निर्दिष्ट परिस्थितीत बॅटरीमधून काढता येणारी कमाल ऊर्जा दर्शवते.

"बॅटरी क्षमता" हे बॅटरीद्वारे संचयित केलेल्या प्रभाराचे मोजमाप (सामान्यत: अँपिअर तासमध्ये) असते आणि ते बॅटरीमध्ये असलेल्या सक्रिय सामग्रीच्या वस्तुमानाद्वारे निर्धारित केले जाते.

फॅराडेच्या विद्युत अपघटनच्या नियमांनुसार, विद्युत अपघटन दरम्यान कोणत्याही इलेक्ट्रोडवर मुक्त झालेल्या पदार्थाचे वस्तुमान (M) विद्युत अपघटनीमधून गेलेल्या विजेच्या (I) प्रमाणाच्या प्रमाणात असते.

M ∝ I

कोणत्याही इलेक्ट्रोडवर मुक्त झालेल्या पदार्थाचे वस्तुमान (M) जास्त असेल, जर जास्त विद्युत् प्रवाह किंवा विद्युत् प्रवाह अधिक काळ (T) विद्युत अपघटनीमधून जातो.

M ∝ T

M ∝ IT

M = ZIT

जेथे Z हा स्थिरांक आहे आणि तो विद्युत रासायनिक समतुल्य म्हणून ओळखला जातो.

द्वितीयक घटाची कार्यक्षमता व्यक्त करण्याचे दोन मार्ग आहेत.

अँपिअर तास कार्यक्षमता: हे घटाचे आउटपुट अँपिअर-तास आणि इनपुट अँपिअर-तासांचे गुणोत्तर आहे.

अँपिअर तास कार्यक्षमता, \({\eta _{Ah}} = \frac{{ampere\;hours\;provided\;on\;discharge}}{{ampere - hours\;of\;charge}} \times 100\)

लीड-आम्ल घटाची अँपिअर-तास कार्यक्षमता सुमारे 90% आहे.

वॅट-तास कार्यक्षमता: हे घटाच्या इनपुट ऊर्जेशी आउटपुट ऊर्जेचे गुणोत्तर आहे.

वॅट-तास कार्यक्षमता, \({\eta _{wh}} = \frac{{energy\;given\;on\;discharge}}{{energy\;input\;of\;charge}} \times 100\)

लीड-आम्ल घटाची वॅट-तास कार्यक्षमता 70% ते 80% दरम्यान बदलते.

महत्त्वाचा मुद्दा:

लीड-आम्ल घटाची कार्यक्षमता खालील घटकांवर अवलंबून असते:

• प्रभारित आणि विप्रभारित होण्याचा दर
• आंतरिक रोध आणि धुवण 
• विप्रभारण संपेपर्यंत आणि प्रभारण सुरू होण्याच्या दरम्यानचा कालावधी.
• तापमान

• शिसे-आम्ल सेलमधील इलेक्ट्रोलाइट हे पातळ सल्फ्यूरिक आम्ल (H₂SO₄) द्रावण इतके प्रमाणात मिसळले जाते की पूर्ण प्रभारित बॅटरीसह, त्याचे विशिष्ट गुरुत्व सुमारे 1.28 असते.
• पाण्यामध्ये सल्फ्यूरिक आम्ल टाकून डायल्युट सल्फ्यूरिक आम्ल  इलेक्ट्रोलाइट म्हणून वापरले जाते
• ऋणात्मक प्लेटसाठी स्पॉन्जी शिश्याचा वापर केला जातो
• धनात्मक प्लेट्ससाठी शिसे पेरोक्साइड पेस्ट वापरली जाते
• त्याची अंतर्गत प्रतिरोधशक्ती कमी आहे
• चार्जिंगसाठी जास्त वेळ लागतो
• चार्जिंग दरम्यान वायू विकसित होतात
• बॅटरीच्या सामान्य आयुष्यादरम्यान, ज्याची योग्य काळजी घेतली जाते, इलेक्ट्रोलाइट कोणतेही आम्ल गमावत नाही
• चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रोलाइटचे विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण (H₂SO₄) वाढते आणि सेलच्या चार्ज स्थितीसाठी एक महत्त्वपूर्ण संकेत देते.
• पूर्ण चार्ज झालेल्या लीड-ऍसिड सेलच्या इलेक्ट्रोलाइटचे विशिष्ट गुरुत्व सुमारे 1.28 असते; हे हायड्रोमीटरने मोजता येते

सराव मध्ये, शिसे- आम्ल सेल (किंवा बॅटरी) च्या चार्जची स्थिती इलेक्ट्रोलाइटच्या विशिष्ट गुरुत्वाकर्षणावरून निर्धारित केली जाते. या संदर्भात खालील तक्ता उपयुक्त आहे.