pil çeşitleri

Pil çeşitleri

Pil çeşitleri

Elektrik yükünü biriktiren ve kullanması gereken zamanda harcayan bir depo görevi gören elemanlar pillerdir.

Pil Çeşitleri Nelerdir? 

Genelde piller, kullanıldıktan sonra atılan (Non-rechargeable) şarj edilemeyen ve tekrar şarj edilebilen (Rechargeable) piller olarak ikiye ayrılır.

Şarj Edilemeyen Piller;

• Çinko-karbon pil: Maliyeti düşük – az enerji gerektiren uygulamalarda ve cep fenerleri, radyolar, vs gibi aletlerde kullanılır.
• Çinko-klorid pil: Çinko–karbon pilden ömrü uzundur.
• Alkalin pil nedir? Alkaline/manganez uzun ömürlü pillerdir. Alkaline pil daha çok güce gereksinim duyulan uygulamalarda kullanılır. Alkali – mangan radyolar, oyuncaklar, kameralar, vs aletlerde kullanılır.
• Gümüş-oksit pil: Kol saatleri, hesap makineleri, kameralar, işitme cihazında kullanılır.
• (Lithium) Lityum pil nedir? Lithium pil dijital kameralarda kullanılır. Lityum pil bilgisayar saatlerinde kullanılır. Ömürleri oldukça uzun ama pahalı bir üründür.
• Civa (Mercury) pil: Dijital saatlerde kullanılmaktadır.
• Çinko-hava pil: Genellikle işitme cihazlarında kullanılır.
• Isıl (Termal) pil: Yüksek sıcaklık depolar. Askeri uygulamalarda önem taşır.

Çapları yüksekliklerinden büyük olan pillere “düğme pil” denir ve bunlar genel olarak şarj edilemezler.

Şarj Edilebilir Pil;

• Kurşun-asit pil: Alarm sistemleri, araçlar ve kesintisiz güce gereksinim duyulan yerlerde kullanılır.
• Lityum – iyon pil: Lityum iyon pil (Li-ion pil) bir çeşit yeniden doldurulabilir pil. Çoğunlukla elektronik araçlarda kullanılır. Ağırlıklarına-büyüklüklerine oranla verebildikleri yüksek enerji ile en iyi pil çeşitlerinden biridir ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Oldukça yaygın bir cinstir. Yüksek şarj yoğunluğu vardır. Cep telefonları, laptoplar , müzik çalar vb gibi taşınabilen dijital aletlerde kullanılmaktadır.
• Lityum polimer pil: Lityum pillerin temel niteliklerini taşırlar. Farkı daha az şarj yoğunluğu olmasıdır. Bu pilin kimyası üreticinin gereksinimine göre kullanım yeri avantajı yaratabilmesidir. (Örnek; ultra –ince pil) Cep telefonları, akıllı kartlar, vs kullanılır.
• Sodyum-sülfür (NaS) pil
• Nikel-demir pil
• Nikel metal hidrit (Ni-MH) pil (ni-mh pil) telsiz telefonlar, dijital kameralar, vs cihazlarda kullanılır.
• Nikel-kadmiyum pil: Li-Ion ve Ni-MH pil türlerinin bütün uygulamalarında kullanılan pilin, uzun şarj adedine sahiptir (1500 defanın üstünde). Ama diğer tiplere göre daha az enerji yoğunluğu vardır. Önceden kullanılan Ni-Cd piller eski teknolojide kullanılmakta olup, hafıza sorunlarına yol açmalarından dolayı yerini modern pillere bırakmaktadır. Kadmiyum içerdiği için kullanımı sınırlıdır. Kablosuz motorlu el aletleri, acil aydınlatma sistemleri, alarm cihazları, vs aletlerde kullanılır.
• Sodyum-metal klorid pil
• Nikel–çinko pil
• Erimiş tuz pili

Volta Pili

Alexsander Volta‘nın 1800’de bulduğu Volta pilinde elektrolit olarak sülfat asidinin suda eriğiyi kullanılır. Elektronlar ise, bir bakır, bir çinko çubuktur. Çinko çubuk negatif (-) bakır çubuk ta pozitif (+) kutbu meydana getirmektedir. Hiçbir elektrik devresine bağlı olmayan bir volta pilinin iki ucu arasındaki potansiyel farkı 1 volttur. Devre tamamlandığında 1 voltluk gerilimin hızla düştüğü görülür. Zira çinko, iyon salar ve hızla erir. Bu iyonlar SO4(sülfat)’la birleşerek ZnSO4 (çinko sülfat karışımı)’ü meydana getirirler.

Bu arada hidrojen gazı da bakır çubuk etrafında kaçak hava kabarcıkları biçiminde yükselirler. Akım devam ettiği sürece gerilim farkı azalır. Azalma sonucu öyle bir an gelir ki devreden akım geçmez. Eriyik içindeki hidrojen bakır çubuğu kaplar. Elektrolit, artık bakır çubuğun çeperine dokunamaz duruma gelmiştir. Kutupların yeni hidrojen ile kaplanan bakır çubuğun üzeri temizlenirse ve yeniden eriyik içine batırılırsa, akım geçmeyi sürdürür. Bunu iki türlü yapılabilir. Biri zımpara kağıdı ile bakırın üzerindeki hidrojen tabakası kazınır. Diğeri ise bakır çubuk ateşe tutularak hidrojen kaplı tabaka yakılır. En basit ve ilk elektrik pili olan volta pili pratik olmadığı için günümüzde kullanılmaz.

Volta pil nasıl yapılır?

Volta pili yapmak için sülfürik asitten 100 cm² alınız. Diğer taraftan 900 cm küp saf su alınız. Önce cam kabın içerisine saf suyu dökünüz. Üzerine yavaş yavaş sülfürik asidi dikkatlice dökünüz. Bir cam çubukla karıştırınız. Hazırlanan asitli su (elektrolit) içerisine bir bakır çubuk, bir de çinko çubuk daldırınız. Yaptığınız bu basit düzenek bir volta pilidir.

Daniel Pili

Ortadan gözenekli bir bölümle ikiye bölünmüş bir kap alalım. Kabın birinci bölümüne çinko sülfat (ZnSO4) ’ün suda eritilmişini, öbürüne de (bakır sülfat) CuSO4’ün sudaki eriyiğini koyalım. ZnSO4’ün bulunduğu yere bir çinko çubuk, diğerinede bakır bir çubuk batıralım. Böylece daniel pili yapılmış olur. Esasen kimyasal tepkimeye göz önüne alarak şu sonuca varabiliriz. Pozitif elektrik yüklü çinko iyonlarının, bakır çubuğu kaplayıp, kutuplaşma oluşturması gerekir. Oysa böyle bir olay oluşmaz. Pozitif (artı) yüklü çinko iyonları bakır çubuğa doğru giderken, gözenekli kabı geçince çinko çubuğa doğru negatif elektrik yüklü (SO4) sülfat iyonlarıyla karşılaşırlar. Bu karşılaşma sonunda bir tepkime meydana gelir.

İkinci kaptaki Cu+SO4’deki pozitif elektrik yüklü iyonlar pozitif kutbu, yani bakır çubuğa doğru giderlerken orada birikirler. Burada biriken bakır iyonları sonra elektrik yüklerini sıfırlar. Diğer kapta bulunan elektrik yükü SO4 iyonlarıysa negatif kutba, yani çinko çubuğa giderek çinkoyu eritmeye başlar. Bu sırada elektron verirler. Sonuç olarak bir kimyasal tepkime olur.

Anlattıklarımızı kısaca özetlersek; çinko çubuğun eridiği ve bakır çubuk üzerinde de bir bakır tabakası meydana getirir. Aynı cins maddeyle kaplandığı için pozitif kutuplanma olmadığı görülür. Bu pillerin gerilim farkı değişmez. Bu sebeple bu piller hala kullanılmaktadır.

Leclanche Pili

Leclanche pilde elektrolit olarak nişadırın sudaki eriyiği kullanılır. Pozitif kutup olarak kömür, negatif kutup olarak da çinko kullanılır. Leclanche pilinin çalışma prensibini bir deneyle daha iyi anlatabilmek mümkündür.

Boş bir kap içerisine su koyup, suda amonyum klorürü (nişadır) eritelim. Eriyik içerisine bir çinko, bir de kömür iki tane çubuk batıralım. Bu iki tane çubuğu bir iletken ile birleştirelim. Pozitif yüklü NH4 (amonyum) kömür çubuk üzerini kaplar ve kutuplaşmaya yol açar. Leclanche  pilinde bu kutuplaşmayı önlemek için mangandioksit kullanılır. Gözenekli bir kap içerisine konulan mangandioksite çarptıkları zaman yanarlar. Diğer taraftan klor iyonları çinko çubuğa, yani negatif kutba doğru giderler. Burada ZnCl₂ ’ye dönüşür.

Pilden akım geçtiği süre içerisinde kömür çubuğu kaplayan mangandioksit azalır. Bu durumda pilden akım geçmeye başlar.  Leclanche pilleri devamlı elektrik akımı elde edilmeyen ortamlarda kullanılır. Zira mangandioksit bitmesi ve kömür çubuğun kutuplaşması akımın kesilmesini ve kömür çubuğun kutuplaşmasını sağlar. Ama bir süre sonra kutuplaşma sürer. Sürekli elektrik akımının elde edilmesini gerektirmeyen yerler için leclanche pili ideal bir pildir. Bu piller bitince, tekrar şarj edilemez, yani doldurulamazlar.

Kuru Pil

Silindir şeklinde bir çinko kap alalım.  Kap içine suda eritilmiş nişadırı (amonyum klorürü) jelatin ile karıştırıp, yoğun bir durumda getirip koyalım. Sonra içerisine mangandioksitle kaplanmışbir kömür çubuk yerleştirelim. Devreyi tamamladığımızda günümüzde kullanılan kuru pil yapılmış olur.

Kuru pilin yapısı

Kuru Pil Nasıl Çalışır?

Çalışma prensibi leclanche pilinde olduğu gibidir. Sadece sıvı elektrolit yerine daha koyulaştırılmış ve katı duruma getirilmiş elektrolit kullanılır. Bu sebeple taşınması açısından kolaylık sağlanır.

Kuru pil devreye bağlandığı zaman ve devre anahtarı kapatıldığında pilin anodu ve katodu arasındaki potansiyel fark sonucu elektrolit içindeki amonyum klorür molekülleri parçalanırlar. Parçalanmadan  dolayı klor iyonları negatif elektrot olan çinko kaba (eksi elektroda) yönelirler ve çinko ile çinko klorür (ZnCl₂) meydana getirirler. Her bir çinko atomu klor ile birleşirken ikişer elektronunu kapta bırakırlar. Salınan bu elektronlar devreden dolaşarak pilin artı ucuna (kömür) giderler. Bu esnada amonyum klorür (NH₄Cl) iyonlaşır. Amonyum iyonu karbon çubuktan elektron alarak amonyak (NH₃) ve hidrojen (H) gazına dönüşür. Açığa çıkan hidrojen gazı mangan dioksit tarafından tutularak kutuplanma (polarizasyon) kısmen önlenir.

Pil çalışırken oluşan kimyasal tepkimeler pildeki maddelerin yapısında değişikliğe sebep olmaktadır. Bu değişiklikler kimyasal tepkimeleri yavaşlatarak pil gerilimini düşürür. Bundan dolayı pil satın alırken taze olmasına dikkat edilmelidir. Sıcaklıkta tepkimeler hızlandığı için, pildeki olayları yavaşlatmak için kullanılmayan piller serin bir yerde saklanmalıdır.

Kuru piller, içerisinde bulunan kimyasal enerji bittiği zaman şarj edilemeyen pillerdir. Kuru pillerin kullanıldığı yerler; alarm cihazları, transistörlü radyolar, cep fenerlerinde kuru pil kullanılmaktadır.

Piller kullanıldıktan veya ömürlerini tamamladıktan sonra içerdikleri zararlı bileşikler nedeniyle çöpe atılmamalı, geri dönüşüm kutularına bırakılmalıdır.

Kuru Pil Hakkındaki Bilgiler

Pil devrede nedir?

• Pil, enerjili elektronların atomlara çarpmasını ve atomdan atoma enerji aktarılmasını sağlar.
• Pil, iki nokta arasında potansiyel fark meydana getiren araçtır.

Yapılması Gerekenler

• Kısa devre pili hemen bitirir. Meydana gelen hidrojen patlamaya sebep olur. Pil aniden ısınır.
• Pil asitli bir cihazdır. Asit parçalayıcıdır. Bu sebeple dikkat bir şekilde oynanması tehlikelidir. Eğer bir yere asit değerse, önce asit değen yeri kurulamalı, sonra soğuk su ve sabunla iyice yıkanmalıdır.

DİĞER ÜRETEÇLER

Akü 

Aküler elektrik akımını depolayan ve uzun süre kullanımını sağlayan cihazdır. Akülerin prensibi de, kutuplaşan volta pilinin hemen hemen aynısıdır. Zira akü kutupları da belli bir süre sonra kutuplaşır ve elektrik akımı vermez. Aküye, kutuplaşması uzun süren piller adı da verilir. Aküler içlerinde bulunan elektrolit ve elektrotlar açısından kutuplaşması çok uzun süren maddelerden seçilir. Akülerin kutupları belli bir süre sonra kutuplaşır. Buna akü boşaldı denir. Akünün boşalmasının giderilmesine de, akünün doldurulması denir. 

Birkaç pilin bir araya gelmesi ile meydana getirdikleri pil gruplarına batarya denir. 1960 yılından önce lambalı radyo alıcılarında kullanılıyordu. Günümüzde laptoplar da yaygın bir şekilde batarya kullanılıyor. İlk çıkan telefonlarda üç hücreli bataryalar kullanılıyordu. Şimdi ise bütün cep telefonlarında tek hücreli lityum iyon piller kullanılıyor. Alışkanlıktan dolayı hala batarya denilmektedir.

Jeneratör

Büyük yerlerde elektrik üreten büyük araçlardır. Jeneratörler elektrikler kesildiği zaman devreye giren büyük piller şeklinde de olabilir.

Pil firmaları tarafından imal edilen piyasadaki pil markaları; panasonic, duracell, sony, philips, maxvell, kodak, varta, energizer vb gibi. Pil fiyatları markasına, voltajına, akımına göre değişir.