Pil
El fenerinin ışık vermesi, kapı zilinin ya da el radyosunun çalması için gerekli elektrik enerjisini sağlayan piller, daha büyük boyutlu işler, örneğin bir telefon santralına gerekli enerjinin sağlanması için de kullanılabilir. Birbirine bağlı birden çok pilden oluşan elektrik enerjisi kaynaklarına da batarya denir.
1794’te İtalyan fizikçi Alessandro Volta, bir tuz çözeltisine, daldırılmış iki farklı metal parçasını bir telle birbirine bağladığında telden elektrik akımı geçtiğini keşfetti. Volta daha sonra tuz çözeltisine, bu iki metalden oluşan birçok başka metal çifti daldırdı ve onları birbirinden ayırmak için aralarına karton levhalar yerleştirdi. Volta, pila adını verdiği bu düzeneğin iki ucundaki metallere dokunduğunda küçük bir elektrik şoku hissetti. Bu basit elektrik düzeneğine sonradan Volta pili adı verildi.
Bu ilk pildi. Daha sonra pil yapımında birçok gelişme oldu; ama bütün piller, içlerinde gerçekleşen kimyasal değişim sonucu elektrik akımı veren aygıtlardır.
Başlıca iki pil türü vardır. Kısaca pil denen birincil piller, içerdiği kimyasal maddeler tükenene kadar elektrik akımı üretir; sonra yeniden kullanılamaz. Akümülatör denen ikincil piller ise kullanılıp bittikten sonra elektrikle yüklenerek yeniden kullanılabilir. Motorlu taşıtlarda kullanılan akümülatörler ya da kısaca aküler bu türe örnektir.
Piller kuru, yaş ve katı elektrolitli olarak üç türe ayrılır. En çok kullanılan birincil pil olan Leclanche pilini ilk kez 1868’de Fransız mühendis Georges Leclanche kullanmıştır. Leclanche pilinin bir cam kavanoz içinde yapılan yaş türü ve metal bir kap içinde yapılan kuru türü vardır. Genellikle kısaca kuru pil denen kuru Leclanche pilleri kapı zili, el feneri ve el radyosu gibi az elektrik akımı gerektiren aygıtlarda kullanılır. Daha büyük miktarlarda elektrik akımı sağlamak için ikincil pillerden yararlanılır. Bunlar genellikle kurşunlu akümülatörlerdir.
Bir pilin bir elektrik devresinden elektrik yükü akıtabilme kuvvetine elektromotor kuvvet (EMK) denir. Voltla ölçülen elektromotor kuvvet, pilin yapımında kullanılmış olan metallerin ve çözeltinin türüne göre değişir. Leclanche pilinin elektromotor kuvveti 1,5 volttur.
Volta’nın yaptığı gibi çok sayıda pili birbirine bağlayarak daha büyük bir elektromotor kuvvet elde edilebilir. Örneğin, elektromotor kuvveti 1,5 volt olan 10 pili birinin artı ucu öbürünün eksi ucuna bağlanacak biçimde, bir araya getirirsek, bu bataryanın elektromotor kuvveti 10x1,5 = 15 volt olur. Pillerin bu biçimde birbirine bağlanmasına seri bağlama denir. Eğer bu pillerin artı uçlarını birbirine, eksi uçlarını da birbirine bağlayarak bir batarya yaparsak, bu bataryanın elektromotor kuvveti bir pilin elektromotor kuvveti olan 1,5 volttur; ama bu kez bataryanın kullanım süresi artar. Büyük kapasiteli uzun ömürlü bir batarya yapmak için pillerin bu biçimde birbirine bağlanmasına paralel bağlama denir.
İngiliz bilim adamı Francis Thomas Bacon’un 1959’da bulduğu yakıt pili, hidrojen ve oksijenin birleşip su oluşturmasıyla çalışır. Elektrolizin tam tersi olan bu süreçte çok miktarda elektrik enerjisi açığa çıkar. Uzay araçlarında elektrik enerjisi üretmek için kullanılmakta olan yakıt pillerinin elektrikli otomobillerde kullanılması için de denemeler yapılmaktadır. Yüksek verimli olduğu ve yakıtı ucuz olduğu için yakıt pilleri çok iyi bir elektrik enerjisi kaynağıdır.
