Διαστατικός τύπος διαφοράς δυναμικού

Η διαφορά δυναμικού είναι το κλειδί για το πώς ρέει το ρεύμα. Ο ορισμός του ηλεκτρικού δυναμικού λέει ότι η ποσότητα εργασίας που απαιτείται για να φέρει ένα θετικό φορτίο μονάδας από το άπειρο. Εάν υπάρχει διαφορά μεταξύ του δυναμικού δύο σημείων, δημιουργείται μια κλίση δυναμικού.

Ποια είναι η διαφορά δυναμικού;

Η διαφορά δυναμικού μπορεί να οριστεί ως η ποσότητα εργασίας που απαιτείται για να μεταφερθεί μια μονάδα φόρτισης από το ένα σημείο στο άλλο. Ένα από τα δύο σημεία έχει υψηλότερο δυναμικό και ένα άλλο είναι χαμηλότερο. Πρέπει να γίνει εργασία για ένα θετικό φορτίο, ενώ μεταφέρεται από χαμηλότερο δυναμικό σε υψηλότερο.

Μονάδα διαφοράς δυναμικού:η μονάδα SI για τη διαφορά δυναμικού είναι βολτ.

Η διαφορά δυναμικού είναι μια κλιμακωτή ποσότητα που σημαίνει ότι έχει μόνο μέγεθος αλλά όχι κατεύθυνση.

Τύπος διαστάσεων  διαφοράς δυναμικού

Από τον ορισμό που συζητήθηκε παραπάνω, η διαφορά δυναμικού μπορεί να γραφτεί ως :

ΔV=Δ W/Q

Q =ηλεκτρικό φορτίο

W =δουλειά που έγινε

Άρα, διάσταση διαφοράς δυναμικού=διάσταση της εργασίας που έγινε  / διάσταση ηλεκτρικού φορτίου.

W=F.S

Άρα, διάσταση W  =[MLT-2]x[L] =[ML2T-2]

Άρα, διάσταση  ΔV =[ML2T-2]/ [IT] =[MI-1L2T-3]

Επομένως, η διάσταση της   διαφοράς δυναμικού είναι  [MI-1L2T-3]

Διαφορά δυναμικού και EMF ενός κυττάρου

Η διαφορά δυναμικού μεταξύ ηλεκτροδίων γαλβανικών κυττάρων ονομάζεται δυναμικό κυψέλης. Ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ των αναγωγικών δυναμικών της ανόδου και της καθόδου του στοιχείου. Αυτή η διαφορά μετριέται σε βολτ.

Όταν δεν αντλείται ρεύμα από τα κύτταρα, τότε η διαφορά δυναμικού των κυψελών έχει ονομαστεί EMF. Το EMF ενός κελιού είναι θετικό και μετριέται ως η διαφορά μεταξύ του δυναμικού του μισού κελιού στα δεξιά και του μισού κελιού στα αριστερά.

Ο τύπος EMF:

Ecell =Eright – Eleft   ….. (eq1)

Κυτταρική αντίδραση:

Το ηλεκτρόδιο χαλκού είναι η άνοδος του στοιχείου και το ηλεκτρόδιο αργύρου είναι η κάθοδος.

Cu (s) + 2Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2 Ag (s)   ……. (eq2)

Εδώ, το (s) αντιπροσωπεύει το ηλεκτρόδιο σε στερεή μορφή και το (aq) αντιπροσωπεύει το να διαλυθεί στο νερό.

Διαφορά δυναμικού και EMF ενός μισού κυττάρου

Η μέτρηση του δυναμικού του κυττάρου μπορεί να γίνει μετρώντας τη διαφορά δυναμικού των δύο μισών κυψελών.

Η αντίδραση μισού κυττάρου της παραπάνω κυτταρικής αντίδρασης μπορεί να δοθεί ως:

Αναγωγή καθόδου του ηλεκτροδίου αργύρου

2Ag+ (aq) + 2e- → 2Ag(s)  ……. (εξ.3)

Οξείδωση ανόδου του ηλεκτροδίου χαλκού

Cu(s) → Cu2+ (aq) +2e-    ……..(eq4)

Το άθροισμα των eq3 και eq4 έχει ως αποτέλεσμα τη συνολική κυτταρική αντίδραση από την εξίσωση 2.

Το Eq1 μπορεί να αναπαρασταθεί ως προς το ηλεκτρόδιο αργύρου και χαλκού ως:

Ecell =EAg+|Ag – ECu2+|Cu

Διαφορά μεταξύ δυναμικού κυττάρου και EMF

Δυναμικό κυψέλης	EMF (Ηλεκτροκινητική δύναμη)
Η διαφορά στο δυναμικό των δύο σημείων κυψέλης σε ένα κλειστό κύκλωμα είναι γνωστή ως δυναμικό κυψέλης.	Η διαφορά στο δυναμικό των δύο σημείων ή ηλεκτροδίων ενός στοιχείου σε ένα ανοιχτό κύκλωμα ή όταν δεν αντλείται ρεύμα από το στοιχείο είναι EMF ή ηλεκτροκινητική δύναμη.
Το δυναμικό στοιχείου εξαρτάται από την αντίσταση του κυκλώματος και το ρεύμα που διαρρέει το κλειστό κύκλωμα.	Το EMF εξαρτάται από τη φύση του ηλεκτρολύτη και των ηλεκτροδίων

Συμπέρασμα :

Σε αυτές τις σημειώσεις, συζητήσαμε λεπτομερώς τον τύπο διάστασης για τη διαφορά δυναμικού και πώς να οδηγήσουμε τον τύπο διαστάσεων της διαφοράς δυναμικού. Η διαφορά δυναμικού ενός στοιχείου ορίζεται ως η διαφορά στο δυναμικό μείωσης των δύο ηλεκτροδίων του στοιχείου, δηλαδή της καθόδου και της ανόδου. Η κάθοδος θεωρείται το θετικό άκρο του κυττάρου και η άνοδος είναι το αρνητικό άκρο του κυττάρου, καθώς απελευθερώνει ηλεκτρόνια κατά τη διαδικασία οξείδωσης. Η Ηλεκτροκινητική Δύναμη ή EMF ενός στοιχείου μπορεί να οριστεί ως η διαφορά δυναμικού του στοιχείου όταν δεν αντλείται ρεύμα από το στοιχείο ή το στοιχείο βρίσκεται σε ανοιχτό κύκλωμα. Η διαφορά δυναμικού που μετράται μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων ενός στοιχείου σε ένα κλειστό κύκλωμα ονομάζεται διαφορά δυναμικού τερματικού ενός στοιχείου.