Animatie: werking van een batterij

Aanknoping

1. Hoe komt dat wanneer wij de lichtschakelaar aan doen het licht ook meteen aangaat.
   2. Welke energievorm zorgt er voor dat wij het licht kunnen aandoen?
   3. Hoe kunnen wij die energievorm opslaan?

 

Oriënteren

Hoe werkt een batterij?

Voorbereiden

Een batterij bestaat uit twee verschillende polen: een positieve pool en een negatieve pool en de energie loopt tussen deze twee polen door.

Welke energie loopt er nu tussen deze polen door en hoe en waarom loopt deze tussen de twee polen door?

Uitvoeren

Ga om te beginnen naar deze

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/battery-voltage  en download daar de animatie door op de downloadknop te drukken. Open daarna het gedownloade bestand op je computer.

 

De animatie stelt een batterij voor met zijn twee polen die hier worden voorgesteld als twee blauwe kadertjes met bolletjes in. Deze blauwe bolletjes stellen de energievorm voor die zich tussen de twee polen gaan bewegen.

De mannetjes die tussen de twee polen in staan stellen een kabel voor die de twee polen met elkaar verbindt. In het midden van die kabel zou er zich eventueel een lamp kunnen bevinden.

Rechts van de twee polen staat er een voltmeter deze geeft aan welke kant er zich de meeste energie bevindt.

Onder de twee polen kan je met een schuifknop bepalen aan welke kant jij de meeste energie wilt hebben. Daarnaast kan jij de zogezegde batterij beter laten zien door op die knop te drukken.

Geef antwoord op de volgende vragen door zelf met de animatie aan de slag te gaan.

 

1. Welke energievorm stellen de blauwe balletjes voor?

Elektrische energie

2. Wat stellen de blauwe balletjes voor of welke deeltjes stellen de balletjes voor?

Elektrisch geladen deeltjes of elektronen

3. Waar vertrekt die energie of waar starten de bolletjes?

De energie vertrekt aan de negatieve pool

4. Waar gaat die energie naar toe of waar gaan de bolletjes naar toe?

De energie gaat naar de positieve pool

5. Wat wordt er gevisualiseerd wanneer alle bolletjes aan de positieve kant zitten?

Een lege batterij zonder zijn elektrische energie

6. Wat wordt er gevisualiseerd wanneer alle bolletjes aan de negatieve kant zitten?

Een volle batterij met zijn elektrische energie

7. Wat wordt er gevisualiseerd wanneer er bolletjes aan beide kanten van de batterij zitten?

Een deels opgebruikte batterij die al een deel van zijn energie heeft verbruikt en nog een deel niet heeft gebruikt

8. Wat wordt er gevisualiseerd wanneer de polen van de batterij verwisselen?

Het opnieuw herladen van een herlaadbare batterij waarbij de energie onder dwang terug wordt gestuurd naar de negatieve pool.

 

 

Reflecteren

In een cel van een batterij worden via een chemische reactie aan de negatieve pool elektronen vrijgemaakt, terwijl tegelijkertijd aan de positieve pool via een andere chemische reactie elektronen worden gebonden. Het zo ontstane potentiaalverschil wordt gebruikt om een stroom te laten vloeien door een op de batterij aangesloten component zoals bijvoorbeeld een lamp.

Bij een oplaadbare batterij zijn de chemische processen omkeerbaar: door het aanleggen van een elektrische spanning kan men een elektronenstroom in omgekeerde richting forceren en zullen de chemische reacties dan omgekeerd verlopen: er wordt dus energie opgeslagen.

Een niet-oplaadbare batterij maakt gebruik van chemische processen die op deze manier niet omkeerbaar zijn, zodat een eenmaal ontladen batterij niet meer opnieuw opgeladen kan worden.