Baterya: isang aparato na operasyon, sa operating prinsipyo at ang scheme

Autonomous pinagmumulan ng kuryente ay kabilang sa pinaka-kapaki-pakinabang na imbensyon ng sangkatauhan. Ano ang isang telepono o radyo, na walang baterya? Ang aparato ng maraming mga aparato, pati na rin ang kanilang mga kondisyon ng paggamit ay hindi palaging magbigay ng isang permanenteng power supply, kaya ang mga pinagkukunan ng enerhiya ay maaaring comfortably gumana sa halos kahit saan sa mundo. Pagkatapos ng isang maikling paunang salita, sabihin makakuha ng pababa sa artikulo.

Ano ang isang baterya?

Sa isang malawak na kahulugan, ang term na ito ay sinadya ng isang aparato na sa ilalim ng ilang mga kundisyon ng paggamit ay maaaring mag-imbak ng anumang uri ng enerhiya, at sa iba pa - upang gastusin upang matugunan ang mga pangangailangan ng tao.

Baterya makaipon ng koryente mula sa isang panlabas na pinagmulan ng kapangyarihan, at pagkatapos ay bigyan ang kanyang sa nakakonektang mga mamimili upang maaari silang gawin ang kanilang trabaho. Kaya, kapag ang aparato ay permanente kemikal reaksyon sa pagitan ng electrolyte at ang elektrod plate. Hindi sinasadya, ito na disenyo ay makukuha sa bangko, at kung saan mga baterya ay nabuo. konstruksiyon data ng aparato ay nagbibigay ng para sa boltahe, kadalasan 1.2-2 V, na higit na kaunti. Samakatuwid, upang madagdagan ang pagganap ng supplies kapangyarihan, at gamitin ang iba't ibang uri ng koneksyon.

Paano upang magtrabaho kasama ang discharge baterya?

Data power supply na aparato ay nagbibigay ng isang koneksyon sa mga kalamangan at kahinaan. Sila ay gumana tulad ng sumusunod: kapag ang load ay konektado sa electrodes (bilang isang halimbawa maaari naming isaalang-alang ang isang ilaw bombilya), mayroong isang closed electrical circuit. Tulad ng ito ay nagsisimula sa dumaloy discharge kasalukuyang. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng ang mga kilusan ng mga electron, anions at cations. Higit pang mga detalyadong impormasyon tungkol sa kung paano at kung ano ang tumatagal ng lugar, maaari mong sabihin sa pamamagitan lamang ng paraan ng halimbawa.

Ipaalam sa amin ipagpalagay na kami ay may isang baterya na kung saan ang positibong elektrod - ay nikel oksido, na kung saan ay naidagdag grapayt upang mapabuti kondaktibiti. cadmium sponge ay ginamit para sa mga negatibong plato. Kaya, kapag may isang discharge, ang mga particle sa mga aktibong oxygen ay inilabas at nabibilang sa mga electrolyte. Sa gayon sila ay nakahiwalay mula sa mga bahagi na kung saan ay ang kuryente (tulad ng mga electron). Ang mga particle ng mga aktibong oxygen ay nakadirekta patungo sa mga negatibong plates, kung saan sila ay oxidized cadmium.

baterya na gumagana sa dagdag na bayad

Dapat mong alisin sa pagkakakonekta ang pag-load sa mga terminal ng plates. Sila rin fed, kadalasan ng isang DC boltahe (ngunit maaaring pulsed, depende sa kaso) na mas mataas kaysa sa halaga ng baterya na ay sinisingil. Bukod dito, ang polarity ay dapat na kapareho. Iyon ay minus at plus terminal ng consumer at ang source ay dapat na tumugma. Tandaan na ang charger ay dapat kinakailangang nagtataglay ng higit pang lakas kaysa sa ang baterya, upang sugpuin ang mga labi ng enerhiya sa loob nito at lumikha ng isang electric kasalukuyang na ang direksyon ay kabaligtaran sa discharge. Bilang isang resulta, pagbabago at kemikal na proseso na maganap sa ang baterya.

Tingnan natin ang isang halimbawa mula sa nakaraang talata ng artikulo. Narito ang positibong elektrod ay enriched na may oxygen, at ang negatibong mabawi ang purong cadmium. Lagom, maaari naming sabihin na sa panahon ng singil at discharge lamang baguhin ang mga kemikal na komposisyon ng mga electrodes. Ito ay hindi akma sa ang electrolyte. Ngunit maaari itong maglaho, na kung saan ay magkakaroon ng negatibong epekto sa buhay ng baterya.

Kaya, sinusuri namin ang mga prinsipyo ng operasyon ng anumang mga baterya. Ngayon ipaalam sa malaman kung paano sa panahon ng operasyon ay maaaring mapabuti ang kanilang pagganap.

parallel na koneksyon

Ang kasalukuyang halaga ay depende sa isang malaking bilang ng mga kadahilanan. Una at nangunguna sa lahat sa ilalim na maunawaan ang disenyo, ang mga materyales na ginamit at ang kanilang mga sukat. Ang mga malalaking lugar ng electrodes ay, ang mas maraming mga kasalukuyang figure sila ay maaaring tumagal. prinsipyo na ito ay ginagamit para sa parallel na koneksyon ng parehong uri ng mga cell sa baterya. Ginagawa ito, kung nais mong upang madagdagan ang halaga ng kasalukuyang na napupunta sa load. Ngunit sa parehong oras na kinakailangan upang taasan ang lakas at enerhiya source.

serye ng koneksyon

Kung isaalang-alang namin ang mga bangko na kung saan ang mga baterya, ito ay kinakailangan upang sabihin na ang mga ito ay, bilang isang patakaran, sa parehong pabahay. Ang isang katulad na uri ng koneksyon na ginamit upang makakuha ng mahusay na pagganap na may mas kaunting pag-igting ng timbang.

Tingnan ang paggamit ng disenyo na ito ay maaaring, disassembled automotive baterya ay lead-acid. Sinasabing ang ganitong uri ng paggamit hindi lamang sa ang aparato ng baterya ng kotse, ito ay lamang ang pinaka-malamang na paraan upang gumawa ng out, kung paano gumagana ang ganitong uri ng koneksyon. Sa kasong ito, ikaw ay siguraduhin na walang metal contact, at nagkaroon ng isang maaasahang galbaniko koneksyon sa pamamagitan ng electrolyte. Ngunit ito ay lamang upang maunawaan na may kaugnayan sa ganitong uri. Sa ibang mga kaso, ang isang naiibang hanay ng gawain ay natupad ang koneksyon.

Mga uri ng mga baterya

Mag-iba sila dahil sa kanilang layunin, mga pagkakataon at pagpapatupad ng mga materyales. Sa sandaling ito, modernong produksyon pinagkadalubhasaan ang produksyon ng higit sa tatlong mga uri dosenang, na kung saan ay naiiba sa komposisyon ng mga electrodes at ang electrolyte ginagamit. Halimbawa, li-ion baterya ay maaaring magyabang ng isang pamilya ng 12 kilalang mga modelo. Nang may pasubali ay maaaring makilala ang mga sumusunod na uri:

1. Lead-acid.
2. Lithium.
3. Nikel-kadmyum baterya.

Ito ang pinaka-popular na mga kinatawan. Ngunit upang maunawaan ang mga pagkakataon sa aming inaalok upang pamilyar sa ang listahan ng mga materyales na maaaring magsilbi bilang electrodes:

• bakal na nagbabaga;
• humantong;
• titanium;
• lithium;
• cadmium;
• kobalt;
• nickel;
• sink;
• vanadium;
• pilak;
• aluminum;
• ng isang bilang ng iba pang mga elemento, na kung saan, gayunpaman, ay napakabihirang.

Paggamit ng iba't ibang mga materyales ay nakakaapekto sa output katangian na nakuha at dahil diyan sa saklaw. Kaya, halimbawa, li-ion baterya ay ginagamit sa computer at mobile device. Habang ang nikelado-kadmyum ay ginagamit bilang isang kapalit para sa maginoo electrochemical cell. Theoretically, ang lahat ng mga uri ng mga baterya ay maaaring gumana sa anumang ng pagkarga. Ang tanging tanong ay, kung paano justify ay tulad ng isang application.

key Features

Nakita na natin na ang naturang mga baterya, ang aparato ng mga istraktura mula sa kung saan sila ay ginawa. Ngayon tingnan natin kung ano ang nakakaapekto sa kanilang operasyon. Mahalaga para sa amin katangian ay:

1. Density tinatawag na katangi-dami ng enerhiya ratio sa dami o bigat ng baterya.
2. Ito ay tumutukoy sa maximum na kapasidad ng ang halaga ng baterya na ito ay maaaring magbigay sa panahon ng proseso ng paglabas hanggang sa isang pinakamababang boltahe. Figure na ito ay ipinahayag sa ampere-oras o Coulombs. Maaari rin itong magpahiwatig ng enerhiya kapasidad. Ito ay sinusukat sa watt-oras o Joules. Ang problema ng mga naturang isang lalagyan - upang iulat ang dami ng enerhiya na ibinibigay sa panahon discharge hanggang sa isang minimum na katanggap-tanggap na boltahe.
3. Temperatura mode ay nakakaapekto sa mga de-koryenteng katangian ng ang baterya. Kapag may ay isang malubhang paglihis mula sa ang inirerekumendang operating na hanay ng mga tagagawa, mayroong isang mataas na posibilidad ng isang pagkabigo kapangyarihan supply. Ito ay dahil sa malamig at init makakaapekto sa rate ng kemikal reaksyon, pati na rin ang panloob na presyon.
4. Ito ay tumutukoy sa self-discharge ng timbang kapasidad na nangyari pagkatapos ng baterya kapag walang load sa terminal. Sa maraming mga paraan, ito tayahin ay depende sa bersyon at maaaring tumaas kung mahinang pagkakabukod.

Ito ang mga katangian ng ang baterya at magbigay sa pinakamahusay na interes sa amin. Siyempre, kung mayroon kang gumawa ng isang bagay bago at eksklusibong, dati nang nakikita, at maaaring kailangan mong isang bagay na mas. Ngunit ito ay lubhang walang kasiguruhan.

Ang electrodes aparato

Bilang halimbawa, nagsasagawa kami ng lead plates. Kahit mga isang beses sila ay. Modern plate gawa sa lead-kaltsyum haluang metal. Ito Nakakamit isang mababang antas ng self-discharge ang baterya (50% kapasidad ay nawala para sa 18 buwan). Ito ay nagpapahintulot din sa paggamit ng tubig ng paisa-isa (ng 1 gramo bawat ampere-hour).

Maaari mong matugunan at hybrid konstruksiyon kung saan, bukod sa lead, ay idinagdag sa positibong elektrod ng antimony, at sa mga negatibong - kaltsyum. Gayunpaman, sa ganitong kaso, mayroong mas mataas na tubig consumption. Upang dagdagan ang pagtutol sa kaagnasan proseso, magdagdag ng lata o pilak.

Electrodes ginawa gamit ang mga sala-sala istraktura sa mga aktibong komposisyon coated layer. Ang prinsipyo ng operasyon ng baterya sa kalakhan ay depende sa kung ano ang materyal ay ginagamit para sa mga plates. Isinasaalang-alang namin ang mga lead, na kung saan ay madaling upang matuto, ngunit upang tumutok sa mga ito ay laging hindi inirerekomenda.

electrolyte

Isinasaalang-alang namin ang lahat ng parehong mga baterya lead-acid. Bilang ang electrolyte na kung saan sila ay inilalagay, kung kumilos ay sulpuriko acid. Ito ay may isang tiyak na density na kung saan maaaring mag-iba depende sa antas ng baterya. Sa kasong ito, sa prinsipyo: ang mas higit na, ang mas mataas. Sa paglipas ng panahon, ang electrolyte evaporates, at ang kapasidad ng baterya ay nababawasan. Lifespan makakaapekto partikular na operasyon (pagsunod sa mga regulasyon sa kaligtasan). Ang baterya electrolyte ay maaaring maging ng dalawang uri:

• liquid;
• sa anyo ng mga pinapagbinhi na espesyal na mga materyales.

Sa sandaling ito, ang pinaka-kalat type muna.

operasyon baterya

Ang paggamit ng mga rechargeable baterya ay maaaring makita ang halos lahat ng dako. Mag-isip tungkol sa iyong mobile phone o uninterruptible power supplies para sa mga computer. Sa isang ordinaryong flashlight maaring ibigay bilang isang halimbawa (modernong disenyo ay unting manufactured na may built-in na rechargeable baterya at hindi dinisenyo para sa galbaniko cell). At kotse? Sistema ng "stop-start" at nagbabagong-buhay pagpepreno sa pamamagitan ng operating ang mga baterya, at ilagay ang mga ito mataas na pangangailangan sa ang panimulang kasalukuyang, malalim discharge at tibay. Tulad ng iyong nakikita, walang mga suplay ng kapangyarihan ay mahirap na gawin sa modernong buhay ng sinuman.

Scheme ng konstruksiyon ng baterya

Sinuri namin ang mga pangunahing impormasyon sa mga aparatong ito. Sabihin ring magbayad ng pansin sa naturang konsepto bilang ang circuit ng baterya. Sa katunayan, sa framework ng mga artikulo sa kanya sa nakaraan, lamang sa pagpasa. Battery kasalukuyang scheme, ayon sa kasaysayan, ay unang itinatag ng pisikong Pranses na Gaston Plante. Ang lugar ng kanyang mga nilikha sa 10 square meters! Modern baterya, sa katunayan, ay lamang ng lubos na nabawasan at maliit na natapos na ng mga kopya ng kanyang baterya. Nakikita ng mga tao na sangkap ay ang tanging kaso. Ito ay nagbibigay ng commonality at estruktural integridad.