כשמישהו שומע את המילה מצבר ישר קופץ לו לראש המצבר של הרכב. אבל כל סוללה באשר היא, כל בטרייה שמשמשת לטלפון סלולרי, שלט, צעצוע או מכשיר היא מצבר לכל דבר. מצבר הוא למעשה מתקן המייצר חשמל - רוב הסוללות מכילות תא חשמלי אחד או יותר בו מתבצע תהליך כימי הכולל תנועה של אלקטרונים באופן שמפיק חשמל.

מרכיביו של מצבר

בכל מצבר ישנם שלושה מרכיבים עיקריים: אנודה, היא הצד הקוטבי של הסוללה אשר מסומן במינוס. באנודה מתרחש תהליך חמצון שמוסרים אלקטרונים למעגל חשמל המכונה מעגל חיצוני. בקצה השני של הסוללה ניצבת הקתודה – היא הקוטב חיובי. בקתודה מתרחש תהליך חיזור. במסגרת תהליך זה נקלטים האלקטרונים המצויים במעגל החיצוני. אותו מעגל חשמלי מכונה צרכן החשמל ובו נמצאים אותם האלקטרונים שהזרימה לתוכו האנודה. בין האנודה לקתודה נמצא ה"אלקטרוליט". באלקטרוליט יש חומר כלשהו- בסיס או חומצה או סוג של מלח המכונה תמיסה אלקטרוליטית וכן אלקטרודה. בחומר זה מתרחש תהליך המאפשר יצירת זרם חשמלי והופך את המצבר לספק חשמל.

איך מצבר עובד?

אחרי שהבנו מהם החלקים השונים המצויים בכל מצבר נבין איך הם פועלים. התמיסה האלקטרוליטית מכילה יונים חיוביים ושליליים. כאשר מופעל על הסוללה מתח חשמלי היונים מתחילים לנוע ומתפתחת הולכה של זרם חשמלי. האלקטרודה ששוכנת בתמיסה האלקטרוליטית מופרדת מהתמיסה על ידי מה שמכונה שכבת הלמולץ כפולה - שכבה של יונים הנוצרים בשל תגובה כימית בין האלקטרודה המוצקה לתמיסה האלקטרואידית הנוזלית ואשר מצטברים על האלקטרודה. אל היונים האלה נמשכים מטענים הפוכים מתוך התמיסה. זהו תהליך המונע על ידי "כוח קולון" - כוח משיכה חשמלי בין מטענים הפוכים. אם היונים המצטברים על האלקטרודה הם שליליים יימשכו אליהם מטענים חיוביים המצויים בתמיסה ואם הם חיוביים יימשכו אליהם המטענים השליליים. לאחר הצטברות כמות מסוימת של יונים נוצר שדה חשמלי הדוחה את היונים הנשאבים לאלקטרודה ומונע הצטברות יונים נוספים.

בכל סוללה מצויים כמה תאים חשמליים ובכל תא מצויים שני מבנים כאלה: תמיסה אלקטרוליטית עם אלקטרודה אליה נמשכים מטענים שליליים, ותמיסה אלקטרולידית עם אלקטרודה אליה נמשכים מטענים חיוביים. בין שתי האלקטרודות מחובר מוליך ובו עובר זרם חשמלי מהפוטנציאל הגבוה לנמוך. ישנו הפרש פוטנציאלים קבוע בין האלקטרודות, מה שמאפשר קיומו של זרם חשמלי כל הזמן - התהליך, למעשה, נמשך עד לירידת האנרגיה הכימית האגורה בתמיסה.

קיבולת של מצבר

קיימים אין סוף מצברים לשימושים שונים. קיבולת וכוח של מצבר נמדדים ביחידות של Ah (אמפר שעה). קיבולת זה מצוינת על ידי ספרה לפני הסימון HA. המשמעות של הסימון היא שהסוללה מסוגלת לספק את הכמות המצוינת של האמפר בזמן המצוין. כך למשל, נוכל להסיק לגבי סוללה שכתוב עליה שהיא בעלת קיבולת של 1Ah שהיא מסוגלת לספק זרם של אחד אמפר למשך שעה אחת.