Wie funktioniert eine Batterie?
Summary
TLDRDieses Video erklärt die Funktionsweise einer Batterie, insbesondere der alkalimangan-Zelle. Es wird erklärt, dass eine Batterie eine Energiespeicherung ist, die chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Die alkalimangan-Zelle, auch als zinkmanganzelle bekannt, besteht aus einer positiven Elektrode (Kathode) aus Mangandioxid, einer negativen Elektrode (Anode) aus Zink und einer Kalilauge als Elektrolyt. Bei der Batterienutzung findet eine Redox-Reaktion statt, wobei Elektronen von der Anode zur Kathode fließen. Die Spannung einer einzelnen Zelle beträgt 1,5 Volt, unabhängig von ihrer Größe, was die Kapazität betrifft. Mehrere Zellen können verbunden werden, um höhere Spannungen zu erzeugen, wie bei einer Flachbatterie mit 4,5 Volt oder einer Blockbatterie mit 9 Volt. Das Video bietet eine klare und informative Einführung in das Thema Batterien.
Takeaways
- 🔋 Eine Batterie ist ein Energiespeicher, der chemische Energie in elektrische Energie umwandelt.
- 🔬 Die häufigste Art von Batterie ist die Alkali-Mangan-Batterie, auch bekannt als Zink-Mangan-Zelle.
- 📚 Einer Batterie können eine oder mehrere Zellen zugrunde liegen, wobei jede Zelle aus einer Lauge und verschiedenen Metallen besteht.
- ⚡ Die primäre Zelle ist nicht wieder aufladbar, während die sekundäre Zelle (Akku) das ist.
- 🔩 Die innere Struktur einer Batterie umfasst einen Metallbecher, Mangandioxid, Separator, Zink als Anode, Kalilauge als Elektrolyt und einen Kollektor.
- ➡️ Elektronen fließen vom Minuspol über die verbrauchende Anlage, wie eine Glühlampe, und zurück zum Pluspol.
- 🔁 Bei der Batteriefunktion tritt eine Redox-Reaktion auf, wobei Zink oxidiert und Mangandioxid reduziert wird.
- 💡 Eine Alkali-Mangan-Zelle erzeugt eine Spannung von 1,5 Volt, unabhängig von ihrer Größe.
- 🔌 Batterien mit einer höheren Spannung, wie z.B. Flachbatterien (4,5 V) oder Blockbatterien (9 V), bestehen aus mehreren 1,5-Volt-Zellen.
- 🔄 Die Kapazität einer Batterie ist von ihrer Größe abhängig, nicht jedoch die Spannung.
- 📈 Batterien sind in vielen alltäglichen Geräten und Anwendungen unerlässlich für die Stromversorgung.
Q & A
Was ist eine allgemeine Definition einer Batterie?
-Eine Batterie ist ein Energiespeicher, der chemische Energie enthält und elektrische Energie abgibt. Er wird auch als galvanische Zelle bezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen einer Primärzelle und einer Sekundärzelle?
-Eine Primärzelle ist eine nicht wieder aufladbare Batterie, während eine Sekundärzelle, auch als Akkumulator bekannt, aufladbar ist.
Was ist die Bezeichnung für eine Batterie, die aus Mangan und Zink besteht?
-Eine solche Batterie wird als Zinkmanganzelle oder auch als Zinkbraunsteinzelle bezeichnet.
Welche Funktion übernimmt der Separator in einer Batterie?
-Der Separator ist ein papierähnlicher Stoff, der die positive und negative Elektrodenbereiche voneinander abgrenzt und so die Funktion einer Trennschicht hat.
Was ist der Name des Teils, der als Minuspol in einer Batterie dient?
-Der Nagel, auch als Kollektor bezeichnet, verbindet sich mit einer Metallplatte, die als Minuspol dient.
Wie entsteht elektrischer Strom in einer Batterie?
-Elektrischer Strom entsteht durch die Bewegung von Elektronen vom Minuspol über den Verbraucher (z.B. eine Glühlampe) zurück zum Pluspol.
Was passiert, wenn etwas an den Minuspol der Batterie angeschlossen wird?
-Die Zinkmasse reagiert mit Hydroxidionen aus der Kalilauge und bildet Zinkhydroxid und Elektronen. Das Zink oxidiert sich und gibt Elektronen ab.
Wie wird die chemische Reaktion in einer Batterie beschrieben?
-Die chemische Reaktion in einer Batterie, bei der Oxidation und Reduktion stattfinden, wird als Redoxreaktion bezeichnet.
Welche Spannung erzeugt eine Alkali-manganzelle?
-Eine Alkali-manganzelle erzeugt eine Spannung von 1,5 Volt.
Wie hängt die Kapazität einer Batterie mit ihrer Größe zusammen?
-Die Größe einer Batterie hat keinen Einfluss auf die Spannung, sondern nur auf die Kapazität, also die Menge an Energie, die die Batterie speichern kann.
Wie wird die Spannung in Batterien erhöht, die mehr als 1,5 Volt erzeugen?
-Die Spannung wird erhöht, indem mehrere 1,5 Volt Zellen in Serie geschaltet werden, z.B. eine Flachbatterie aus 3 Zellen hat 4,5 Volt und eine Blockbatterie aus 6 Zellen 9 Volt.
Was würde der Erklärer gerne von den Zuschauern?
-Der Erklärer würde gerne, dass die Zuschauer das Video bewerten, einen Kommentar schreiben und ihn auf sozialen Medien verfolgen, um Feedback zu erhalten und seine Videos zu verbessern.
Outlines
🔋 Grundlagen der Batterien
Dieser Absatz erklärt, was eine Batterie ist und wie sie chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Er führt die Begriffe 'Galvanische Zelle', 'Primärzelle' und 'Sekundärzelle' ein und beschreibt die Alkali-Mangan-Batterie als die am häufigsten verwendete Art von Batterie. Der Absatz führt auch die wichtigen Komponenten einer Batterie wie den Metallbecher, Mangandioxid, Separator, Zink und Elektrolyt ein und erklärt ihre Funktionen.
Mindmap
Keywords
💡Batterie
💡Galvanische Zelle
💡Alkali-Mangan-Batterie
💡Primärzelle
💡Sekundärzelle
💡Elektrolyt
💡Redox-Reaktion
💡Spannung
💡Kapazität
💡Manganoxid
💡Zinkhydroxid
Highlights
Eine Batterie ist ein Energiespeicher, der chemische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Es gibt verschiedene Arten von Batterien mit unterschiedlichen Funktionsweisen.
Die alkalische Mangan-Batterie ist die am häufigsten verwendete Art von Batterie.
Alkali bedeutet Lauge, das Gegenteil von Säure.
Zinkmanganzelle ist ein präziseres Wort für alkalische Mangan-Batterie, da sie aus Zink und Mangan besteht.
Zinkmanganzellen werden auch als Zinkbraunsteinzellen bezeichnet, da Mangan zur mineralischen Gruppe Braunstein gehört.
Primärzellen sind nicht wieder aufladbar, im Gegensatz zu Sekundärzellen (Akkuzellen).
Die Bestandteile einer AA-Batterie befinden sich im Metallbecher, der den Pluspol darstellt.
Manganoxid in fester Form bildet die positive Elektrode (Kathode).
Der Separator, aus papierähnlichem Material, trennt die positive und negative Elektrode.
Die negative Elektrode (Anode) besteht aus Zink und Kalilauge als Elektrolyt.
Ein Nagel, auch Kollektor genannt, leitet die Elektronen von der Anode zum Minuspol.
Wird die Batterie an einen Verbraucher angeschlossen, bewegen sich Elektronen vom Minuspol durch den Verbraucher zum Pluspol.
Die Reaktion an der Anode ist die Oxidation von Zink zu Zinkhydroxid und Elektronen.
Die Elektronen, die an der Kathode ankommen, reagieren mit Manganoxid und Wasser zu Mangan(III)-oxid und Hydroxidionen.
In einer Batterie findet eine Redoxreaktion statt, bestehend aus einer Oxidation und einer Reduktion.
Eine Alkali-Manganzelle erzeugt eine Spannung von 1,5 Volt.
Die Größe einer Zelle beeinflusst nicht die Spannung, sondern nur die Kapazität.
Batterien mit einer größeren Spannung als 1,5 Volt bestehen aus mehreren Zellen, die 1,5 Volt zellen zusammengefasst werden.
Transcripts
[Musik]
wie funktioniert eine Batterie eine
Batterie ist ganz allgemein ein
Energiespeicher der chemische Energie
enthält und elektrische Energie abgibt
einen solchen Speicher nennt man auch
galvanische Zelle eine Batterie kann aus
nur einer aber auch aus mehreren Zellen
bestehen da es verschiedene Batterien
gibt hinter denen auch verschiedene
Funktionsweisen stecken schauen wir uns
in diesem Video nur die verbreitetste
Art von Batterie an nämlich die alkal
Mangan Batterie Alkali ist einfach nur
ein anderes Wort für Lauge also das
Gegenteil von Säure die Bezeichnung
Alkali manganzelle bedeutet also dass
diese Zelle unter anderem aus einer
Lauge und Mangan besteht treffender für
diese Art von galvanischer Zelle ist der
Name
zinkmanganzelle diese Bezeichnung
enthält eine wichtigere Information als
die Lauge nämlich dass sie neben Mangan
auch aus Zink besteht da Mangan zu der
mineralgruppe Braunstein gehört werden
diese Art von Zellen auch als
zinkbraunsteinzellen bezeichnet generell
ist jede nicht wieeder aufladbare Zelle
eine Primärzelle und jede aufladbare
also Akkuzelle eine sekundärzelle jetzt
aber genug mit Hintergrundwissen jetzt
kommen wir zum Aufbauen der
Funktionsweise alle Bestandteile einer
rundzelle z.B eine AA Batterie befinden
sich im Metallbecher welcher
gleichzeitig den Pluspol darstellt am
Rand befindet sich eine Schicht Mangan
genauer Mangandioxid in fester Form
dieser Bereich übernimmt die Funktion
einer positiven Elektrode also einer
Kathode da dort Elektronen zu zugeführt
werden die catode wird nun von einem
Separator abgetrennt welcher aus einem
papierähnlichen Stoff besteht und die
anliegenden zwei Bereiche abgrenzt als
nächstes folgt die negative Anode also
der Bereich der Elektronen abgibt die
Anode besteht hier aus Zink zusammen mit
Kalilauge als Elektrolyt also einer
Flüssigkeit die die leitbarkeit des
Systems erhöht entsteht eine gelartige
zinkmasse auch die mangankatode und der
Separator sind mit dem Elektrolyt
getränkt in dem zinkgel steckt ein Nagel
auch Kollektor genannt der zu einer
Metallplatte an der Unterseite führt die
Metallplatte fungiert hier als Minuspol
außerdem befindet sich zwischen Plus und
Minuspol ein Isolator wird nun an die
Batterie an Verbraucher angeschlossen
z.B eine Glühlampe bewegen sich
Elektronen vom Minuspol über die Lampe
zurück in den Pluspol aber warum wenn
etwas an den Minuspol also an die Anode
angeschlossen wird entläht sie sich die
zinkmasse reagiert mit zwei
Hydroxidionen aus der Kalilauge zu
zinkhydroxid und zwei Elektronen das
Zink oxidiert also da es Elektronen
abgibt das zinkhydroxid reagiert
anschließend weiter zu Zinkoxid und
Wasser die zwei entstandenen Elektronen
bewegen sich jetzt über den Minuspol und
dem Leiter in die Lampe lassen diese
durchreibung an einer leiterengstelle
erglühen und gehen dann zurück in die
Batterie über den pluspull an der
Kathode angelangt reagiert das
manganioxid mit den zwei Elektronen und
Wasser zu Mangan dreioxid und zwei
Hydroxidionen das Mangan wird also
reduziert da es Elektronen aufnimmt da
in einer Batterie eine Oxid ation und
eine Reaktion stattfinden spricht man
auch von einer
Redoxreaktion diese eine Alkali
manganzelle erzeugt nun eine Spannung
von 1,5 Volt selbst eine sehr kleine
Zelle wie z.B eine Knopfzelle erzeugt
dieselbe Spannung die Größe einer Zelle
hat also keinen Einfluss auf die
Spannung lediglich auf die Kapazität es
gibt aber natürlich auch Batterien mit
einer größeren Spannung als 1,5 Volt so
hat eine Flachbatterie z.B 4,5 vol und
eine Blockbatterie 9 Volt die
spannungsvergrößerung ist kein Hexenwerk
es werden einfach mehr merere 1,5 Volt
Zellen benutzt eine Flachbatterie
besteht folglich aus 3 1,5 voltzellen
und eine Blockbatterie aus
6 nun ich hoffe dass ich ein bisschen
Licht ins Dunkle bringen
konnte danke dass euch dieses doch etwas
schwierigere Video angeschaut habt an
dieser Stelle würde ich auch gerne meine
ersten paar Abonnenten begrüßen schön
dass ihr auf meinen Kanal gefunden habt
ich hoffe natürlich dass es bald noch
mehr werden wäre sehr hilfreich wenn ihr
das Video bewertet und einen Kommentar
schreibt damit ich ein Feedback bekomme
und meine folgen Videos verbessern kann
gerne könnt Ihr mich auch auf Facebook
liken oder mir auf Twitter folgen am
besten wäre es aber wenn ihr das Video
teilt jetzt könnt ihr noch in der Mitte
klicken und das Video von letzter Woche
anschauen nämlich die Erklärung warum
der Himmel blau ist
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