Waarom lopen batterijen niet leeg?

FlorianK

Een klasgenoot van mij vergeleek het met een pipet. Als je hem vult met water (electronen) , en je houdt op de achterkant je vinger, dan loopt hij ook niet leeg. Er moet aan de achterkant wat bijkomen, wil er aan de voorkant iets weg kunnen.

Zelf vond ik het een maffe uitleg.

Rov

Ik snap de vergelijking niet eens volledig en zelfs dan nog. Je kan geen fysische verschijnselen vergelijken met schijnbaar vergelijkbare situaties, dan kan je soms een heel vertekend beeld krijgen.

ghrasp

Ik snap de vergelijking niet eens volledig en zelfs dan nog. Je kan geen fysische verschijnselen vergelijken met schijnbaar vergelijkbare situaties, dan kan je soms een heel vertekend beeld krijgen.

Klopt maar dat is wel precies wat standaard gedaan wordt (op school etc) namelijk door de voorstelling van electriciteit naar analogie met een buis waar water door stroomt. Volgens mij wordt veel te weinig beseft hoe misleidend dit is.

Bert F

mij legde ze het ooit zo uit:

neem een volle emmer water en een lege, plaats die volle emmer op pakweg 2 meter hoogte. Nu zal het voor iedereen wel duidelijk zijn dat die volle emmer niet lang vol zal blijven als je ze met een slang verbind.

Zo ook met elektronen.

MAAR die uitleg is FOUT en zaait enkel en alleen maar verwarring mijn inziens. Beter is volgens mij volgende versie(alhoewel voor verbetering vatbaar): neem twee potjes doe in beide potjes een verschillende oplossing, die oplossing moet aan een aantal regeltjes voldoen die iemand anders je wel beter zal kunnen uitleggen maar kortom als we het over het principe hebben zal het er op neer komen dat in beide potjes een verschillende oplossing zal moeten zitten met zogenaamde ionen dus met positieve en negatieve geladen structuur eenheden die daar vrij (in oplossing) in bewegen.

Essentieel is nu om in te zien dat beide oplossingen elektrisch neutraal zijn, of nog er zijn geen elektronen te kort of te veel nee er zijn er net genoeg en dat zijn er evenveel als positieve ladingen.

Verbind nu die twee oplossing met een "zoutbrug" een ding dat er voor moet zorgen dat het eventueel mogelijk is dat structuur eenheden, dus die ionen vanuit ons eerste potje naar het tweede toen kunnen gaan.

Praktisch zou je, je een zoutbrug kunnen voorstellen als zijnde een waden stokje gedrenkt in een zoutoplossing en dan in de twee doosjes gedrenkt zo dus:

Afbeelding

Dit geheel samen vormt nu een batterij. En op dit moment gebeurd er niets.

Het principe hoe nu zo'n batterij werkt is als volgt: in potje A zit een ion dat liever een elektron kwijt is. In potje B zit dan weer een stof die liever één elektron bijkrijgt.

Als nu één elektron uit a vertrekt op weg naar b dan word a kortstondig positief geladen daarom vloeit er vanuit b onmiddellijk een negatieve geladen structuur eenheid naar A om deze positieve lading te compenseren, dit kan door onze zoutbrug.

Stel dat de zoutbrug er niet was dan zou a mss één (en eigenlijk zelfs geen) elektron naar b kunnen sturen maar dan hopeloos te positief zijn om dit nog één keer t doen en zou die elektron zelfs terug vloeien.

Zo ook met je schakeling van je twee batterijen op die ene pool zit idd een stofje dat geneigd is een elektron af te staan maar dit weegt niet op tegen het feit dat hij nadien een positieve lading zou over houden , maw onmogelijk het doet niets.

Of dus nog je hebt idd een geleider tussen beide compartimenten nodig om je elektronen te transporteren maar je moet er rekening mee houden dat die zoutbrug, of iets wat in de praktijk daar dienst voor doet ook essentieel aanwezig moet zijn.

Groeten.

Jan van de Velde

(off-topic, sorry)

Klopt maar dat is wel precies wat standaard gedaan wordt (op school etc) namelijk door de voorstelling van electriciteit naar analogie met een buis waar water door stroomt. Volgens mij wordt veel te weinig beseft hoe misleidend dit is.

Zodra je een betere analogie vindt, direct contact opnemen a.u.b.

Ik zoek al jaren naar een betere uitleg op niveau middelbaar 2e jaar, en heb hem nog niet gevonden.

klazon

Ik zoek al jaren naar een betere uitleg op niveau middelbaar 2e jaar, en heb hem nog niet gevonden.

Volgens mij is er geen betere analogie.

Ik ben het eigenlijk wel met ghrasp eens, je loopt op een bepaald moment hopeloos klem als je gaat werken met de analogie van water in een buis.

Wat dan het alternatief is? Geen analogie gebruiken maar direct het ware verhaal vertellen, eventueel ondersteund met proefjes die laten zien dat het klopt wat je vertelt. Dit eist van de leerlingen wel dat ze abstracter moeten leren denken, maar iemand die verder wil komen in de elektrotechniek moet dat sowieso kunnen, dus dan maar meteen het diepe in.

Jan van de Velde

Wat dan het alternatief is? Geen analogie gebruiken maar direct het ware verhaal vertellen, eventueel ondersteund met proefjes die laten zien dat het klopt wat je vertelt. Dit eist van de leerlingen wel dat ze abstracter moeten leren denken, maar iemand die verder wil komen in de elektrotechniek moet dat sowieso kunnen, dus dan maar meteen het diepe in.

Zou ik mee kunnen leven als we pas over elektriciteit zouden hoeven te beginnen tegenover 17-jarigen. Ik hoef bij de gemiddelde 13-14 jarige (waarvan bovendien uiteindelijk nog niet een paar procent de elektro induikt op één of ander niveau of zijtak) echt niet met de abstractere verhalen af te komen.

terug ontopic:

Wat ik mij afvraag is warom dit topic (althans het relevantere deel ervan) nog niet is verplaatst naar scheikunde. De redoxologen hebben een perfecte verklaring, die bij mij té vaag in mijn hoofd zit om hem hier te gaan debiteren.

Bert F

Zodra je een betere analogie vindt, direct contact opnemen a.u.b.

Ik zoek al jaren naar een betere uitleg op niveau middelbaar 2e jaar, en heb hem nog niet gevonden.

Volgens mij kun je best alles uitleggen zoals het is, waarbij je dan aan stipt dat je links en rechts een vereenvoudiging moet doorvoeren omdat een aantal zaken op dit moment ontbreken. (inzake kennis wiskunde ofzo)

@jvd wat vindt je trouwens van mijn uiteenzetting? Voor mij zou dit beter geweest zijn Waarom zou je zoiets moeilijk kunnen verkopen aan 13-14 jarige? Of deugd het niet?

Jan van de Velde

@jvdv wat vind je trouwens van mijn uiteenzetting? Voor mij zou dit beter geweest zijn Waarom zou je zoiets moeilijk kunnen verkopen aan 13-14 jarige? Of deugt het niet?

Of het deugt of niet doet even niet terzake. Wel gaat jouw uitleg uit van een stuk voorkennis op chemisch/atoombouwkundig gebied waarvan we meestal pas in het vierde leerjaar de eerste beginselen beginnen aan te stippen. Een zoutbrug uitleggen aan een derdejaars.....huuuuh

Bert F

Wel gaat jouw uitleg uit van een stuk voorkennis op chemisch/atoombouwkundig gebied waarvan we meestal pas in het vierde leerjaar de eerste beginselen beginnen aan te stippen.

Niet aan gedacht. Hoe het nu al of niet moet weet ik niet daarvoor zijn er studies tot leraar maar in mijn ogen gaat het dikwils minder goed. Mss dat men er best maar bij zegt dat het een model is en dat je later je conclusies er niet moet aan blijven toetsen.

En nu terug ontopic.

Phys

Ik wil dit oude topic van een nieuwe impuls voorzien. Ik ben mijn tentamen Elektromagnetisme aan het leren en kwam het antwoord tegen op de vraag waarom een stroom alleen kan lopen door een gesloten pad. Het volgende is een vrije vertaling uit het Engels. De geleider is in de meeste gevallen vanzelfsprekend de kabel (coaxkabel, enz.). Het illustrerende plaatje bij deze uitleg is dus een cilinder = een stukje van een kabel.

"Als je een elektrisch veld \(\vec{E}_1\) opzet in een geïsoleerde geleider (met soortelijke weerstand \(\rho\)) die NIET deel is van een gesloten circuit, begint er een stroom te lopen met stroomdichtheid

\(\vec{J}=\frac{\vec{E}_1}{\rho}\)

. Als gevolg hiervan, hoopt snel een netto positieve lading op aan het ene eind, en een negatieve netto lading aan het andere eind van de geleider. Deze ladingen produceren zelf een elektrisch veld \(\vec{E}_2\) in tegengestelde richting van \(\vec{E}_1\). Dit veroorzaakt een verkleining van het totale elektrische veld (vectoriële som van \(\vec{E}_1\) en \(\vec{E}_2\)) en dus van de stroomsterkte.

Binnen een fractie van een seconde, hoopt genoeg lading zich op aan beider uiteinden van de geleider dat \(\vec{E}=\vec{E}_1+\vec{E}_1=\vec{0}\) binnen de geleider. Daardoor is ook

\(\vec{J}=\vec{0}\)

, en de stroom stopt in zijn geheel. ---> in een incompleet circuit kan geen stroom lopen."

"Als een lading q door een gesloten circuit gaat en weer terug komt op zijn beginpunt, moet de potentiële energie weer gelijk zijn als op dat punt. Tijdens de ronde, verliest de lading q potentiële energie. Er moet daarom een punt in het circuit zijn waar de potentiële energie weer wordt verhoogd (de spanningsbron: deze zorgt voor een potentiaalverschil en verhoogt dus de potentiaal van die lading q, en dus ook zijn potentiële energie)."

Daarna wordt er nog een analogie met een fontein gebruikt (zonder een pomp (= electromotive force) blijft het water (= lading) naar de bodem vallen en daar blijven (geen stroom).

*gast_arjan_*

Het totaal aantal electronen in een lichaam ( de batterij in dit geval ) ligt vast Er zijn alleen twee chemische kontaktoppervlakken ( op de twee polen aangesloten) waar in het ene geval electronen weg willen en bij het andere oppervlak electronen nodig zijn . Wanneer we de twee reagerende pooloppervlakken met elkaar verbinden worden de electronen door de chemische reactie 'rondgedrukt'. ( Er is in een batterij dus geen sprake van een vakje vol met electronen en een leeg vakje).

Wanneer we proberen de pluspool van de ene batterij met de andere te verbinden worden er wel enkele electronen overgedragen ( die zorgen voor het verdubbelde voltage van de serieschakeling) maar bij de niet verbonden polen kunnen de electronen die voor de chemische reactie van plaats moeten veranderen niet weg- of aangevoerd worden.

eendavid

Ik probeer even hetzelfde te zeggen als aryan, in woorden die voor mij en dus misschien voor derden duidelijker zijn.

Wat doet een batterij? rechts elektron leveren aan het elektrolyt, links dat elektronuit het elektrolyt nemen en naar het metaal sturen. Nu, als er bijvoorbeeld rechts geen elektron kan inkomen (open verbinding), kan er links geen uitgaan, en zal er dus ook nooit een elektron vloeien van links naar rechts van batterij 2.

Natuurlijk ligt het ingewikkelder, maar dit is allicht de conceptuele reden.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?

Re: Waarom lopen batterijen niet leeg?