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pila è un generatore di corrente, un oggetto che dunque
può causare il passaggio di corrente in un circuito.
La prima pila fu inventata da Alessandro Volta che, sovrapponendo
dischetti di zinco e rame immersi in un elettrolita (soluzione
di acido solforico diluito) ottenne il fenomeno per il quale,
grazie ad una reazione di natura elettrochimica, la pila è
in grado di sviluppare continuamente cariche elettriche ai
suoi poli.
L'elettrolita, infatti, ha la proprietà di sottrarre
cariche allo zinco per cederle al rame, così che, al
polo collegato al primo disco di rame, si trovano concentrate
le cariche positive (polo +), mentre, al lato opposto, in
corrispondenza con l'ultimo disco di zinco, si concetrano
le cariche negative (polo - ).
Ai due poli, positivo e negativo, può dunque essere
collegato un apparecchio utilizzatore che viene alimentato
da corrente e quindi funziona.

ACCUMULATORI (BATTERIE)
Come
dice il nome, un accumulatore è un apparecchio capace
di accumulare una certa quantità di carica (fase di
carica), e quindi di rilasciare energia elettrica all'occorrenza
(fase di scarica).
L'accumulatore consiste di una scatola, di solito in plastica,
riempita di un liquido elettrolitico, nel quale sono immerse
delle piastre di piombo. Si faccia conto di vedere delle batterie
per automobile, o meglio, da camion.
Il principio di funzionamento è piuttosto complicato.
Dal punto di vista strutturale, l'accumulatore "classico"
può essere descritto così: due elettrodi di
piombo sono immersi in un liquido elettrolitico e funzionano
da poli, positivo e negativo, che possono essere collegati
al circuito da alimentare oppure ad un circuito da cui venire
alimentati.
Quando l'accumulatore funziona da generatore ed eroga corrente
(continua), questa esce dal polo positivo e ritorna dal polo
negativo (sappiamo però che si parla di cariche positive
per convenzione, in realtà ad entrare sono le cariche
negative, gli elettroni, e quindi tutto il discorso andrebbe
fatto alla rovescia!).

ELETTROLISI
l'accumulatore accumula elettricità proveniente dalla
rete, è quindi costantemente tenuto nella possibilità
di essere alimentato dall'esterno grazie a un apparecchio
detto, guarda caso, "carica-batterie".
La restituzione dell'energia elettrica da parte dell'accumulatore
avviene mediante la produzione di una corrente diretta in
senso inverso a quello di carica; la polarità dei morsetti
di un accumulatore non viene invertita nel passaggio dalla
carica alla scarica.
Nella fase di carica il polo positivo dell'accumulatore è
quello collegato al polo positivo del generatore, da cui entra
la corrente .
Nella scarica invece l'accumulatore funziona come un generatore
e il polo positivo è quello da cui esce la corrente
elettrica (lo stesso coinvolto nella fase di carica).
In ogni caso, i morsetti degli accumulatori vengono contrassegnati
dai segni + e - (anodo e catodo), e si mantengono tali.

La figura illustra il doppio funzionamento
dell'accumulatore.
Nel primo caso, l'accumulatore si trova in fase di carica,
e viene perciò alimentato da un generatore.
Nel secondo caso l'accumulatore funziona da generatore,
e lungo il circuito si trova inserita una lampadina. |
Si dice che gli accumulatori sono dei generatori elettrochimici
di energia elettrica perchè quando erogano corrente,
nella fase di scarica, l'energia chimica disponibile grazie
all'elettrolita si trasforma in energia elettrica per via
di certe reazioni elettrochimiche. Naturalmente, nella fase
di carica avviene l'inverso, l'energia elettrica ricevuta
dalla rete viene immagazzinata, attraverso reazioni elettrochimiche,
sottoforma di energia chimica, sempre grazie all'elettrolita.
Per inciso, l'elettrolita è una sostanza che si presenta
allo stato fuso oppure in soluzione (stemperata in acqua distillata)
le cui molecole possono essere immaginate come ioni, ovvero
particelle con carica elettrica.
L'elettrolita può essere acido, basico o salino, ma
consiste sempre in una soluzione di acqua distillata e altre
sostanze chimiche (acido solforico, potassio, etc...) che
reagiscono con gli elettrodi nei processi elettrolitici (cioè
di elettrolisi).
Quando il liquido elettrolita è sollecitato da un passaggio
di corrente, nella fase di carica o scarica dell'accumulatore,
le particelle negative (anioni) si portano all'anodo (che
ha carica positiva) e gli cedono elettroni, trasformandosi
in particelle neutre. Analogamente, sotto l'azione del campo
elettrico, gli ioni positivi (cationi) migrano verso il catodo
(che ha carica negativa), acquistano elettroni e neutralizzano
la loro carica.
Nel frattempo, le sostanze chimiche dell'elettrolita si combinano
con il piombo degli elettrodi; per esempio, ecco la trasformazione
elettrochimica in un accumulatore con gli elettrodi di piombo
(Pb) tra cui uno ossidato (PbO2) ed elettrolita a base di
acido solforico (H2SO4):

Il piombo dell'elettrodo positivo subisce un'ossidazione
nella fase di carica (ossido di piombo) e una riduzione o
"metallizzazione" in quella di scarica; il polo
negativo si comporta sempre all'opposto del positivo, formando
reazioni inverse e corrispondenti.
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