Voltova elektro cache Traditional Geocache

Alessandro Volta byl prvnim na svete, kdo vyrobil elektricky (pozdeji zvany galvanicky) clanek. Za tuto absolutne revolucni myslenku mu fyzika venovala prakticky absolutni nesmrtelnost tim, ze po nem pojmenovala jednotku jedne ze zakladnich fyzikalnich velicin - elektrickeho napeti.

Elektricky clanek byl pozdeji nazvan po nekom uplne jinem a to po italskem prirodovedci Luigim Galvanim. Prave on totiz stal na zacatku Voltova pozdejsiho badani korunovaneho objevem elektrickeho clanku. Galvani totiz pri pitvani zabich stehynek pozoroval pri dotyku skalpelu drobne zaskuby svaloviny. Protoze vedel, ze podobne zaskuby vyvolava elektricky naboj (do te doby ziskavany napr. trenim), zacal tento jev spravne pripisovat elektrine. Sam se pak zacal tomuto objevu rozsahle venovat a vysledkem byla objemna kniha s nazvem O elektrickych silach pri pohybu svalu. Sam dosel k zaveru, ze pozoruje zvlastni druh "zivocisne elektriny". K teto uvaze jej privedlo mj. pozorovani elektrickych rejnoku.

Tento omyl vyvratil prave az Alessandro Volta, kdyz si po Galvaniho smrti precetl zminenou knihu a dospel k zaveru, ze elektrina vznika nikoliv v tele zaby, ale pri propojeni dvou ruznych kovu elektolytem - tedy propojenim kovu skalpelu a kovoveho stolu pres elektrolyt obsazeny v bunkach pitvane svaloviny. Na zaklade techto uvah sestrojil behem rady pokusu v roce 1800 prvni elektricky clanek, skladajici se ze zinkove a medene elektrody ponorenych do roztoku kyseliny sirove. Tento Voltuv clanek daval napeti, ktere dnes oznacujeme hodnotou 1 V (jeden volt). Soucasne vytvoril i baterii z mnoha dilcich clanku, znamou dnes jako Voltuv sloup - serii stridajicicch se zinkovych a medenych kotoucku, prolozenych platnem namocenym ve slane vode. Tento jeho jednoduchy pokus se dodnes s hromadkou medenych a hlinikovych minci pouziva jako jednoducha demonstrace cinnosti elektrickeho clanku.

Baterie

Po Galvanim a Voltovi nasledovaly dalsi badave hlavy, ktere se snazily zdokonalovat elektrochemicky postup. Patril mezi ne Francouz Laclanche, ktery odstranil puvodni tezkopadnost a vysokou cenu galvanickych clanku pri zlepseni elektrickych parametru. Jako elektrody pouzil uhlik a oxid manganicity (burel) a polozil zaklad dnesnim zinko-uhlikovym clankum (tez zvanym burelove clanky), ktere se od Laclancheovy myslenky lisi jen vylepsenim konstrukce - doplnenim uhlikove elektrody pro mechanicky lepsi odvod a prenos energie z kladne elektrody, nikoliv vsak principem chemicke reakce.

Nemec Gessner byl autorem prvniho sucheho clanku, ktery byl prenosny, fungujici v kazde poloze. Dosahl toho tak, ze elektrolyt zahustil v kasovitou hmotu. Do Cech prisly prvni suche clanky kolem roku 1898 z Vidne. V te dobe zacal vznikat novy prumyslovy obor venujici se elektrotechnice. V roce 1919 byla ve Slanem zalozena "Tovarna na elektricke clanky a baterie, Pala a spol." Mala tovarna se postupne rozrostla na uznavaneho vyrobce elektrochemickych zdroju proudu. Po roce 1948 se Bateria stala vyznamnym evropskym producentem baterii a dalsich specialnich zdroju proudu.

Technicky pokrok dvacateho stoleti, objev miniaturnich tranzistoru a dalsich polovodicovych prvku prinesl nejprve vlnu tranzistorovych rozhlasovych prijimacu a pozdeji, jak se tyto prvky dale zdokonalovaly, se zacaly objevovat i prvni kapesni kalkulacky, elektronicke hodinky, diktafony, walkmany... Protoze clovek nema rad zadna omezeni, prozivaji dnes prenosne elektrochemicke zdroje proudu svoji konjunkturu.

• Slozeni: Zinkova nadobka (kalisek) zastava funkci zaporne elektrody. Do teto nadobky je vlozeno dynko a svitek separacniho papiru. Do svitku je nalisovana smes burelu a sazi (uhlik). Jako vystupni kladna elektroda je v teto smesi zarazen uhlikovy roubik, na ktery je nalisovana kovova cepicka, jako kladny pol baterie. Funkci elektrolytu zde zastava roztok chloridu zinecnateho. Tento elektrolyt je soucasti smesi pro kladnou elektrodu. Cela sestava - smes, uhlik, separator je zalita hmotou (ceresin, asfalt), aby bylo zabraneno pristupu vzduchu. Cely clanek je pote opatren vnejsim obalem at jiz folii, papirem nebo kovovou dutinkou.
• Funkce: Smes kladne elektrody je pouzita o pomerne vysoke vlhkosti. Tato navlhci separacni papir a reaguje se zapornou zinkovou elektrodou. V prubehu vybijeni se spotrebovava vlhkost obsazena v clanku, takze na konci vybijeni je vnitrek clanku suchy. Proto je nutne u novych clanku zajisteni dokonale hermeticnosti - pokud by doslo k poruseni hermeticnosti, clanek by vyschl a k reakci by nemohlo dojit. V drivejsich systemech techto suchych clanku se jako elektrolyt pouzival pastovity roztok salmiaku. U teto technologie dochazelo pri vybijeni ke vzniku volne vody a tim bylo zapricineno vytekani elektrolytu.

• Slozeni: Ocelova nadobka zastava funkci kladneho polu baterie. Do teto nadobky jsou nalisovany bud krouzky nebo trubka ze smesi burelu a uhliku (sazi) - kladna elektroda. Doprostred kladne elektrody je vlozen separator nasyceny louhem. V tomto separatoru je vlozen valecek zaporne elektrody - emulze zikoveho prasku v tyloze. Do teto zaporne elektrody je zarazena jehla (obvykle mosazna) jako zaporny sberac a vyvod. Proto je u alkalickych clanku na rozdil od zinkochloridovych izolovane zapertlovane dynko clanku - zaporny pol.
• Funkce: Je zalozena na stejnem principu jako u zinkochloridovych clanku, t.j. reakce zinku a uhliku. Na rozdil od normalnich baterii zde reakce probiha za pritomnosti alkalickeho elektrolytu - louhu. Rozdily mezi temito dvema druhy primarnich clanku V alkalickych bateriich se pouzivaji suroviny s vyssi elektrickou vodivosti (saze), dale je v nich podstatne vyssi podil elektrolytickeho burelu. Diky pouziti zinkoveho prachu jako zaporne elektrody ma tato vetsi reakcni plochu. Tim je dano, ze tyto baterie maji vyssi kapacitu a i jejich zatezovaci proudy jsou vyssi nez u klasickych clanku.

Zakladni pojmy

• Kapacita clanku - soucin vybijeciho proudu a celkove doby vybijeni, udava se v amperhodinach (Ah). Napriklad kapacita automobiloveho akumulatoru 40 Ah znamena, ze akumulator se muze proudem 1 A vybijet po dobu 40 h, proudem 2 A se muze vybijet 20 h atd. Samozrejme v idealnim pripade :-)
• Elektromotoricke napeti - napeti nezatizeneho clanku, tj. clanku, ke kteremu neni pripojeny zadny spotrebic
• Vnitrni odpor - odpor vnitrnich vodivych casti galvanickeho clanku (elektrody, elektrolyt), vnitrni odpor clanku se pri odberu proudu postupne zvetsuje, clanek se vybiji
• Svorkové napeti - napeti zatizeneho clanku, je vzdy mensi nez elektromotoricke napeti. Rozdil mezi svorkovym a elektromotorickym napetim je tim vetsi, cím vetsi je odebirany proud a cim vetsi je vnitrni odpor (tj. cim vycerpanejsí je clanek)
• Zapojeni vice clanku - pri seriovem zapojeni je celkove napeti souctem napeti jednotlivych clanku, ale vnitrni odpor baterie je vetsi. Paralelni zapojeni se pouziva v pripade, ze je treba vetsi odber proudu ze zdroje - pri paralelnim zapojeni je mensi vnitrni odpor zdroje.

Odlov cache

Vasim ukolem je v praxi overit cinnost elektrickeho clanku. Prinest na misto geocache v kapse zdroj elektrickeho proudu a ten pouzit k napajeni elektrickeho zarizeni. Pri te prilezitosti se muzete zamyslet, kolik zarizeni, ktere denne pouzivate, by nemohlo existovat, kdyby geniove fyziky v cele s Voltem neobjevili princip, jak elektrinu "nosit po kapsach".

K odlovu cache budete potrebovat zdroj, jehoz svorkove napeti je pri proudu 12mA vetsi jak 7V.

Historie cache

Cache zalozili, vytvorili a umistili v breznu roku 2008 Geoslidici. Po dvou letech provozu a 297 uspesnych nalezech byla cache z duvodu snazsi udrzby adoptovana nedaleko bydlicim vop.cz. Cache se totiz bohuzel stavala tercem vzteku lovcu, kteri si neprecetli listing, dorazili na misto bez patricneho vybaveni a pokouseli se vec vyresit nasilim...