Une batterie est une cellule voltaïque, également appelée cellule galvanique (ou groupe de cellules connectées). C'est un type de cellule électrochimique utilisée pour fournir de l'électricité créée par une réaction chimique. Une batterie simple peut être construite en plaçant des électrodes de différents métaux dans un fluide électrolytique. La réaction chimique qui se produit produit un courant électrique. Ainsi, les trois parties principales d'une batterie sont les deux électrodes et l'électrolyte.
Cellules voltaïques
Certains métaux perdent des électrons plus facilement que d'autres métaux. Cela peut être exploité pour produire un flux d'électrons d'un morceau de métal à un autre, en immergeant deux morceaux de métaux différents dans une solution conductrice, telle qu'une solution de sels métalliques. C'est ce qu'on appelle une cellule voltaïque. Le zinc et le cuivre peuvent être utilisés pour fabriquer une pile voltaïque, car le zinc cède des électrons plus facilement que le cuivre. Les plaques métalliques sont appelées électrodes: l'anode et la cathode.
La cathode
Une cathode est l'une des deux électrodes d'un dispositif polarisé tel qu'une cellule voltaïque. Le courant sort de la cathode. Un mnémonique utile pour s'en souvenir est CCD: Cathode Current Departs. (Notez que cela fait référence à la direction du courant conventionnel, et non au flux d'électrons, qui est dans la direction opposée.) Dans une batterie en décharge, la cathode est l'électrode positive. Dans le cas d'une batterie utilisant des électrodes de cuivre et de zinc, la cathode est l'électrode de cuivre.
L'anode
Dans un appareil électrique polarisé, l'anode est la borne où le courant entre. Un mnémonique utilisé pour se souvenir de ceci est le mot ACID: Anode Current Into Device. (Encore une fois, cela fait référence au courant conventionnel, pas au flux d'électrons.) Dans un dispositif qui fournit de l'énergie, comme une cellule voltaïque de décharge, l'anode est la borne chargée négativement. Dans une cellule faite de plaques de zinc et de cuivre, l'anode est la plaque de zinc.
L'électrolyte
Dans une cellule voltaïque, l'électrolyte est un fluide conducteur. Un bon courant peut être obtenu en immergeant une électrode de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre et de zinc électrode dans une solution de sulfate de zinc, avec un pont conducteur entre les deux récipients de électrolyte. Lors de la construction d'une batterie, cependant, n'importe quel fluide conducteur peut être utilisé. Un verre d'eau salée est une possibilité; les autres sources d'électrolyte comprennent les jus de fruits.
Fabriquer une batterie
Une batterie peut être fabriquée en utilisant un fruit ou un légume comme un citron ou une pomme de terre pour fournir l'électrolyte. Le jus à l'intérieur est conducteur. Ainsi, lorsque deux morceaux de métal, comme un sou en cuivre et un clou en zinc, sont enfoncés dans le fruit, un courant électrique est produit. Cela peut être utilisé pour alimenter un petit appareil électronique à faible consommation d'énergie, tel qu'un affichage numérique.