Baterije: a rad uređaja, operativni princip i sheme

Autonomne izvore električne energije su među najkorisnije izuma čovječanstva. Ono što je telefon ili radio, koji nemaju baterije? Uređaj mnogih uređaja, kao i njihove uvjete korištenja ne pružaju uvijek trajno napajanje, tako da ovi izvori energije mogu udobno raditi gotovo bilo gdje u svijetu. Nakon kratkog uvoda, hajdemo do članka.

Što je baterija?

U širem smislu, ovaj termin znači uređaj koji pod određenim uslovima upotrebe može pohraniti bilo koju vrstu energije, a drugi - da provede između ljudske potrebe.

Baterije akumulirati električne energije iz vanjskog izvora napajanja, a zatim joj dati priključenih potrošača, tako da oni mogu raditi svoj posao. Stoga, kada se uređaji nalaze trajno kemijske reakcije između elektrolita i elektroda. Inače, ovaj dizajn je dostupan u bankama, a od kojih se formiraju baterije. Uređaj za izgradnju podataka predviđa napon, obično 1.2-2 V, što je vrlo malo. Dakle, da se poveća učinak napajanja, i koriste različite vrste veze.

Kako raditi sa pražnjenja baterije?

Uređaj podaci napajanje omogućava povezivanje na prednosti i mane. Rade na sljedeći način: kada je opterećenje spojen na elektrode (kao primjer možemo uzeti u obzir sijalicu), postoji zatvoreni električni krug. Kao što počinje da teče struja pražnjenja. Ona se formira kretanje elektrona, aniona i kationa. Detaljnije informacije o tome kako i šta se dešava, možete reći samo kao primjer.

Pretpostavimo da imamo baterije gdje pozitivne elektrode - je nikla oksid, koji je dodao grafit za poboljšanje provodljivosti. kadmij spužva je korišten za negativnu ploču. Dakle, kada postoji pražnjenje, čestice aktivnog kisika je pušten i pasti u elektrolit. Tako su odvojeni od dijelova koji su električne energije (kao što su elektroni). Čestice aktivnog kisika su usmjerene ka negativnih ploča, gdje se oksidira kadmij.

funkcioniranje baterija na punjenje

Morate iskopčati opterećenje na terminalima ploča. Također su hranjeni, obično DC napon (ali može biti pulsirao, ovisno o slučaju) koja je veća od vrijednosti bateriju koja se puni. Osim toga, polaritet mora biti isti. To je minus i plus terminala potrošača i izvor mora odgovarati. Imajte na umu da je punjač nužno mora posjedovati više energije nego što je u bateriji, u cilju suzbijanja ostatke energije u njemu i stvaraju električnu struju čiji pravac je suprotno od pražnjenja. Kao rezultat toga, promjene i kemijske procese na koji se odvijaju u bateriji.

Pogledajmo primjer iz prethodnog stava ovog članka. Ovdje pozitivne elektrode će biti obogaćen kisikom, a negativni se oporavi čisto kadmij. Rezimirajući, možemo reći da je u vrijeme punjenja i pražnjenja samo promijeniti kemijski sastav elektroda. Ovo se ne odnosi na elektrolita. Ali to može ispariti, što će imati negativan utjecaj na trajanje baterije.

Dakle, ispitali smo Princip rada bilo koju bateriju. Sada ćemo naučiti kako tijekom rada može poboljšati svoj učinak.

paralelna veza

Trenutna vrijednost ovisi o velikom broju faktora. Prvo i najvažnije pod tim razumiju dizajn, materijala koji se koriste i njihove dimenzije. Na veliku površinu elektroda, više trenutni brojke mogu izdržati. Ovaj princip se koristi za paralelno povezivanje istog tipa ćelija u baterijama. To se radi, ako želite da se poveća vrijednost struje koja ide na teret. Ali u isto vrijeme koje je potrebno da se podigne izvor snage i energije.

serija priključak

Ako uzmemo u obzir banaka od kojih su baterije, potrebno je reći da su, po pravilu, u istom kućištu. Sličan tip vezu koja se koristi da bi odlične performanse uz manje gubitke napetosti.

Pogledajte korištenje ovog dizajna mogu rastaviti automobilske baterije su olovne. Kaže se da je ova vrsta upotrebe ne samo u uređaju akumulatora, to je jednostavno najvjerojatnije način da se, kako se ovaj tip veze. U tom slučaju, vi ćete biti sigurni da nema metalni kontakt, a tu je bio pouzdan galvanski vezu kroz elektrolit. Ali to je samo treba shvatiti u odnosu na ovu vrstu. U drugim slučajevima, drugačiji skup zadatak će se obavljati vezu.

Vrste baterija

Oni se razlikuju zbog svoje namjene, mogućnosti i implementacija materijala. U ovom trenutku, moderne proizvodne ovladao proizvodnjom od više od tri desetak tipova, koji se razlikuju u sastavu elektroda i elektrolita koristi. Na primjer, Li-Ion baterije mogu pohvaliti porodici 12 dobro poznatih modela. Uvjetno možemo razlikovati sljedeće vrste:

1. Olovne.
2. Litij.
3. Nikal-kadmij baterije.

Ovo je najpopularniji predstavnika. Ali da shvate mogućnosti koje nudimo da se upoznaju sa listom materijala koji mogu poslužiti kao elektrode:

• željeza;
• dovesti;
• titan;
• litij;
• kadmij;
• kobalt;
• nikla;
• cink;
• vanadij;
• srebro;
• aluminija;
• niz drugih elemenata, koji su, međutim, vrlo rijetki.

Koristeći različite materijale utiče na izlazne karakteristike dobijene a samim tim i na opseg. Tako, na primjer, Li-Ion baterije se koriste u kompjuter i mobilnim uređajima. Dok je nikal-kadmij se koriste kao zamjena za konvencionalne elektrokemijske ćelije. Teoretski, sve vrste baterija može raditi s bilo opterećenja. Pitanje je samo, koliko je opravdano je takvu prijavu.

ključne značajke

Već smo vidjeli da takve baterije, uređaj struktura od kojih su napravljeni. Sada ćemo se fokusirati na ono što utječe na njihov rad. Važan za nas karakteristike su:

1. Gustoća zove karakteristika količinu odnos energije volumen ili težinu baterije.
2. To se odnosi na maksimalni kapacitet vrijednosti bateriju koja se može dati tokom procesa pražnjenja dok je najniži napon. Ova brojka je izraženo u amper-sati ili Coulombs. To mogu ukazivati i energetskih kapaciteta. Ona se mjeri u vat-sati ili džula. Problem takvog kontejner - prijavi količinu energije koja se daje tokom pražnjenja do minimum prihvatljiv napona.
3. Temperatura režim utiče na električna svojstva baterije. Kada postoji ozbiljna odstupanja od preporučenih radni domet proizvođača, postoji velika vjerojatnost nestanka struje. To je zato što hladnoće i toplote utiču na stopu kemijske reakcije, kao i unutrašnji pritisak.
4. To se odnosi na gubitak kapaciteta samopražnjenje koji se javljaju nakon bateriju kada nema tereta na terminalima. Na mnogo načina, ova brojka ovisi o verziji i mogu se povećati ako loše izolacije.

Ove su karakteristike baterije i pružaju najveći interes za nas. Naravno, ako imate nešto novo i ekskluzivne, do sada neviđene, a možda ćete morati nešto više. Ali, to je malo vjerovatno.

Uređaj elektrode

Kao primjer, uzmemo olovne ploče. Iako oni su nekada bili. Moderni ploča od olova-kalcija legure. Ovo postiže nizak nivo samopražnjenja bateriju (50% kapaciteta je izgubljena za 18 mjeseci). On takođe omogućava da koriste vodu štedljivo (od 1 gram po amper-sat).

Možete upoznati i hibridnih konstrukcija gdje, osim olova, dodaje se pozitivne elektrode antimona, a negativni - kalcijum. Međutim, u takvim slučajevima, postoji povećana potrošnja vode. Da bi se povećala otpornost na procese korozije, dodajte kalaja ili srebra.

Elektrode su sa strukturom rešetke aktivnog sastava obložene slojem. Princip rada baterije u velikoj mjeri ovisi o tome što se materijal koristi za ploča. Smatramo da je olovo, koje je lako naučiti, ali da se fokusira na njih se uvijek ne preporučujem.

elektrolita

Mi smatramo da sve baterije isto olovne. Kao elektrolit u kojima se nalaze, često se ponaša sumporna kiselina. Ona ima specifičnu gustoću koja može varirati u zavisnosti od nivoa baterije. U ovom slučaju, princip: što je veći, to je veća. Vremenom, elektrolit isparava, a kapacitet baterije smanjuje. Životni vijek utjecati na određenu operaciju (u skladu sa sigurnosnim propisima). Elektrolita baterija može biti dva tipa:

• tečnost;
• u obliku impregniranog specijalnih materijala.

U ovom trenutku, najčešći tip prvi.

rad baterije

Koristite punjive baterije mogu se vidjeti gotovo svuda. Razmisli o svom mobilnom telefonu ili neprekidnog napajanja za računare. U običnom lampom može dati kao primjer (modernog dizajna sve više proizvode sa ugrađenom punjive baterije i nisu dizajnirani za galvansko ćelija). I automobile? Sistemi "stop-start" i regenerativnog kočenja prema operativnom baterije, a oni postavljaju visoke zahtjeve na početne struje, potpunog pražnjenja i trajnost. Kao što vidite, bez ovih napajanja je teško učiniti u modernom životu nikome.

Shema izgradnje baterije

Pregledali smo osnovne informacije o ovim uređajima. Da čak i obratiti pažnju na takav koncept kao spoj sa baterijom. Zaista, u okviru članaka o njemu u prošlosti, samo u prolazu. Baterija Trenutni plan, prema istoriji, prvi put je osnovana od strane francuskog fizičar Gaston Plante. Području njegove kreacije od 10 kvadratnih metara! Moderni baterije, u stvari, samo su znatno smanjena i malo gotovih primjeraka njegove baterije. Vidljivi ljudski element je jedini slučaj. On pruža zajedništvo i strukturni integritet.