Batéria: operácie zariadenia, princíp fungovania a režim

Autonómne zdroje elektrickej energie patrí medzi najužitočnejšie vynálezov ľudstva. Čo je to telefón alebo rádio, ktoré nemajú batérie? Zariadenia z mnohých zariadení, ako aj podmienky ich použitia nie vždy zaručuje trvalé napájanie, takže tieto zdroje energie môžu pohodlne pracovať prakticky kdekoľvek na svete. Po krátkom úvode, poďme sa pustiť do predmetu.

Čo je to akumulátor?

V širšom slova zmysle, tento termín znamená zariadenie, ktoré za určitých podmienok používania môžete ukladať akýkoľvek druh energie, a v iných - stráviť plniť ľudské potreby.

Batérie akumulovať elektrickú energiu z externého zdroja, a potom jej dať pripojených spotrebičov, aby mohli robiť svoju prácu. Preto, keď sú zariadenie trvalo chemické reakcie medzi elektrolytom a elektródami dosiek. Mimochodom, táto konštrukcia je k dispozícii v bankách, a ktoré sú vytvorené batérie. konštrukčné dáta zariadenie poskytuje napätie, zvyčajne 1.2-2 V, čo je veľmi málo. Preto, aby sa zvýšil výkon napájacích zdrojov, a používať rôzne typy pripojenia.

Ako pracovať s výkonom batérie?

napájací zdroj dát zariadenia umožňuje pripojenie k klady a zápory. Pracujú nasledujúcim spôsobom: keď je záťaž pripojená k elektródam (ako príklad môžeme považovať žiarovku), je tu uzavretý elektrický obvod. Ako to začne prúdiť vybíjací prúd. Je tvorený pohybom elektrónov, anióny a katióny. Podrobnejšie informácie o tom, ako a čo sa odohráva, môžete povedať, len ako príklad.

Predpokladajme, že máme batériu, kde je kladná elektróda - oxid niklu, ktorý bol pridaný grafitu pre zlepšenie vodivosti. kadmium huba bola použitá pre negatívnu dosky. Takže, keď je výboj, častice aktívneho kyslíka sa uvoľní a spadne do elektrolytu. Tak sú oddelené od častí, ktoré sú ako elektrickej energie (napríklad elektróny). Častice aktívneho kyslíka sú zamerané smerom k záporných dosiek, kde sú oxidované kadmium.

Fungovanie batérie za poplatok

Je nutné odpojiť záťaž na svorkách dosiek. Tiež kŕmené, typicky jednosmerné napätie (ale môže byť pulzný, v závislosti od prípadu), ktorá je väčšia než hodnota batéria, ktorá sa nabíja. Okrem toho je polarita musí byť rovnaké. To je mínus plus a terminál spotrebiteľom a zdroj sa musí zhodovať. Všimnite si, že nabíjačka musí nutne mať viac energie, než koľko je v batérii, aby sa potlačilo zvyšky energie v ňom a vytvorenie elektrického prúdu, ktorého smer je opačný k vybitiu. Ako procesy Výsledkom je, že zmeny a chemické, ktoré sa konajú v batérii.

Pozrime sa na príklad z predchádzajúceho odseku tohto článku. Tu kladná elektróda bude obohatený kyslíkom, a negatívne získať čistý kadmium. Ak zhrnieme, môžeme povedať, že v okamihu nabitia a vybitia len meniť chemické zloženie elektród. Toto sa nevzťahuje na elektrolytu. Ale môže odpariť, čo bude mať negatívny vplyv na životnosť batérie.

Tak sme sa zaoberali princíp fungovania akejkoľvek batérie. Teraz sa poďme zistiť, ako počas prevádzky môže zlepšiť ich výkonnosť.

paralelné zapojenie

Aktuálna hodnota je závislá na mnohých faktoroch. Po prvé a predovšetkým pod tým rozumieť dizajn, použité materiály a ich rozmery. Veľká plocha elektródy, tým viac aktuálne údaje, ktoré znesú. Tento princíp sa používa pre paralelné pripojenie rovnakého typu buniek v batériách. To sa deje, ak chcete zvýšiť hodnotu prúdu, ktorá vedie k záťaži. Ale zároveň nevyhnutné pre zvýšenie výkonu a energetické zdroje.

sériové zapojenie

Ak vezmeme do úvahy banky, z ktorých sú batérie, je treba povedať, že sú, ako pravidlo, v jednom puzdre. Podobný druh pripojenia pre získanie skvelý výkon s menšou stratou napätia.

Pozrite sa na použitie tejto konštrukcie môže, rozobrané automobilové batérie sú olovené akumulátory. Hovorí sa, že tento druh využitie nielen v zariadení autobatérie, to je proste najpravdepodobnejší spôsob, ako rozoznať, ako sa tento typ pripojenia. V tomto prípade bude sa uistiť, že neexistuje žiadny kovový kontakt, a tam bol spoľahlivý galvanické spojenie cez elektrolyt. Ale to je len treba chápať v súvislosti s týmto typom. V ostatných prípadoch bude iná sada úlohu vykonávať pripojenia.

typy batérií

Líšia sa vzhľadom k ich účelu, príležitostí a plnenie materiálu. V súčasnej dobe moderné výrobné zvládol produkciu viac ako troch typov desiatok, ktoré sa líšia v zložení elektród a použitom elektrolytu. Napríklad, lítium-iónové batérie môže pochváliť z rodiny 12 známych modelov. Podmienečne možno rozlíšiť nasledujúce typy:

1. Olovený.
2. Lithium.
3. Nikel-kadmiových batérií.

To je najpopulárnejší zástupca. Ale pochopiť príležitosti, ktoré ponúkame, aby sa zoznámili so zoznamom materiálov, ktoré môžu slúžiť ako elektródy:

• železo;
• viesť;
• titán;
• lítium;
• kadmium;
• kobaltu;
• niklu;
• zinok;
• vanádu;
• strieborná;
• hliník;
• rad ďalších prvkov, ktoré sú však veľmi zriedkavé.

Použitie rôznych materiálov ovplyvňuje výstupný charakteristiky získané a následne aj na rozsahu. Tak napríklad, Li-ion batérie sa používajú v počítači a mobilnými zariadeniami. Kým nikel-kadmiové sú používané ako náhrada za bežných elektrochemických článkov. Teoreticky, všetky typy batérií môže pracovať s akýmkoľvek nákladom. Jedinou otázkou je, ako oprávnená je taká žiadosť.

kľúčové vlastnosti

Už sme videli, že tieto batérie, prístroj štruktúr, z ktorého sú vyrobené. Teraz sa poďme zamerať na to, čo má vplyv na ich prevádzku. Pre nás dôležité charakteristiky sú nasledujúce:

1. Hustota nazýva charakteristické množstvo pomeru energie do objemu alebo hmotnosti batérie.
2. To sa vzťahuje na maximálne kapacite hodnoty batérie, ktorá sa môže dať počas vybíjania až do najnižšieho napätia. Tento údaj je vyjadrený v ampérhodinách alebo coulomboch. To môže tiež znamenať energetickú kapacitu. Meria sa v watthodinách alebo joulov. Problémom takéhoto kontajnera - hlásiť množstvo energie, ktorá je uvedená v priebehu vypúšťania do minimálnej prípustné napätie.
3. Režim teplota ovplyvňuje elektrické vlastnosti batérie. Keď tam je vážna odchýlka od odporúčanej prevádzkový rozsah výrobcu, je tu vysoká pravdepodobnosť výpadku napájania. Je to preto, chladu a tepla ovplyvniť rýchlosť chemickej reakcie, rovnako ako vnútorný tlak.
4. To sa vzťahuje na vlastné prietokové množstvo strát, ku ktorým dochádza po batérie, keď neexistuje žiadny náklad na svorkách. V mnohých ohľadoch sa toto číslo závisí od verzie a môže byť zvýšená v prípade zlej izolácie.

To sú vlastnosti akumulátorov a poskytujú najväčší záujem k nám. Samozrejme, ak máte robiť niečo nové a exkluzívne, predtým neviditeľné, a možno budete potrebovať niečo viac. To je však veľmi nepravdepodobné.

elektródy zariadenia

Ako príklad vezmeme vedenie taniera. Hoci tie bývali. Moderná doska zo zliatiny olova a vápnika. Tým sa dosahuje nízku hladinu samovybíjania batérie (50% kapacity sa stráca po dobu 18 mesiacov). To tiež umožňuje, aby šetrne (1 gram na ampérhodín) vodu.

Sa môžete stretnúť a hybridné konštrukcie, kde na rozdiel od vedenia, sa pridáva ku kladnej elektróde antimónu, a v zápornom - vápnik. Avšak, v týchto prípadoch, je zvýšená spotreba vody. Pre zvýšenie odolnosti proti korózii procesov, pridajte cín alebo striebro.

Elektródy vyrobené s mriežkovou štruktúrou aktívnou kompozície potiahnuté vrstvy. Princíp prevádzky batérie do značnej miery závisí na tom, aký materiál je použitý pre dosky. Domnievame sa, že vedenie, ktoré sú ľahko sa učiť, ale zamerať sa na ne vždy neodporúčal.

elektrolyt

Domnievame sa, že všetky rovnaké batérie olovené. Ako elektrolyt, v ktorom sú umiestnené, často pôsobí kyselinou sírovou. To má špecifickú hustotu, ktorá sa môže meniť v závislosti od stavu batérie. V tomto prípade je zásada: čím väčšie, tým vyššie. V priebehu doby, elektrolyt sa vyparuje, a kapacita batérie klesá. Životnosť ovplyvniť konkrétnu operáciu (súlad s bezpečnostnými predpismi). Elektrolyt batérie môže byť dvojakého typu:

• kvapalina;
• vo forme impregnovaných špeciálnych materiálov.

V súčasnej dobe je najrozšírenejší typ ako prvý.

prevádzka batérie

Používanie dobíjacích batérií možno vidieť takmer všade. Premýšľajte o svojich mobilných telefónov alebo neprerušiteľný napájacie zdroje pre počítače. V obyčajný svietidlo možno uviesť ako príklad (moderné vzory sú stále vyrábané s vstavanou nabíjateľnou batériu a nie sú určené pre galvanických článkov). A autá? Systémy "stop-štart" a rekuperačné brzdenie ovládaním batérie a kladú vysoké nároky na počiatočné prúd, hlbokému vybitiu a trvanlivosť. Ako môžete vidieť, bez týchto napájacích zdrojov je ťažké robiť v modernom živote nikomu.

Schéma konštrukcie batérie

Zhodnotili sme základné informácie o týchto zariadeniach. Poďme ešte dávať pozor na také koncepcie, ako obvodu akumulátora. Naozaj, v rámci článkov o neho minulých, len okrajovo. Batérie Súčasný režim, v závislosti na histórii, bola najprv stanovená francúzskym fyzikom Gaston Plante. Oblasť jeho výtvory ako 10 metrov štvorcových! Moderné batérie, v skutočnosti sú len veľmi znížená a malé hotové kópie jeho batérie. Viditeľné pre ľudský prvok je jediný prípad. To zaisťuje ich spoločná povaha a štrukturálnu integritu.