エネルギー変換

電池とエネルギー変換

 

このページでは、電池とエネルギー変換について解説します。

 

電池とエネルギー変換

地球上のあらゆるエネルギーは下記のよういくつかに分類できます。

 

熱エネルギー、力学エネルギー、化学エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー等々。

 

現在では、様々な技術が発達し、これらのエネルギーを相互的に変換できる世の中になっています。

 

中でもこのサイトのテーマである電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで、電力を供給したり貯めたりできる装置として、機能しています。

電池はスマホやノートパソコン、自動車などありとありゆるところで使用されていますね。
 

 
 

エネルギーの流れる方向

エネルギーは高い方から、低い方へ流れるという性質があります。

 

例えば、坂の上からボールを転がしたら下に向かって転がっていきますよね。

 

これは力学的な位置エネルギーが高い坂の上の方から、エネルギーの低い坂の下の方へ移動しているためです。

 

上の現象と同様に、電池においても電池の中のあるものがエネルギーが高い方から、低い方へ移動することを利用し、外部回路を取り付けることにより電気エネルギーを取り出せるようになっています。

 

電池の中のあるものとは電子のことです。

 

電池は正極、負極等から構成されるのですが、負極に電子を出しやすい物質(つまり電子のエネルギーが高い)を使用し、正極に電子を出しにくい物質(つまり電子のエネルギーが低い)を使用し、外部回路でつなぐとこちらに電子が流れ(つまり電流が流れる)、電気的なエネルギーが取り出せるのです。
(リチウムイオン電池の構成はこちらで解説しています。)

 

また、上記のように自発的な変化が起こる方向はギブズエネルギーと呼ばれる物理量を用いることで判断することが出来ます。

 


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