Batteries: operasi peranti, prinsip operasi dan skim

sumber autonomi elektrik adalah antara ciptaan yang paling berguna umat manusia. Apa yang telefon atau radio, yang tidak mempunyai bateri? Peranti daripada banyak peranti, serta keadaan mereka penggunaan tidak sentiasa menyediakan bekalan kuasa kekal, oleh itu sumber-sumber tenaga selesa boleh mengendalikan mana-mana sahaja di dunia. Selepas kata pengantar yang singkat, mari kita turun untuk artikel.

Apa yang bateri?

Dalam erti kata yang luas, istilah ini bermakna alat yang di bawah beberapa syarat penggunaan boleh menyimpan apa-apa jenis tenaga, dan pada orang lain - untuk menghabiskan untuk memenuhi keperluan manusia.

Bateri mengumpul elektrik dari sumber kuasa luaran, dan kemudian memberikan beliau pengguna berhubung supaya mereka boleh melakukan kerja mereka. Oleh itu, apabila peranti adalah reaksi secara kekal kimia antara elektrolit dan plat elektrod. Secara kebetulan, reka bentuk ini boleh didapati di bank-bank, dan yang bateri terbentuk. peranti data pembinaan memperuntukkan voltan, biasanya 1,2-2 V, yang sangat sedikit. Oleh itu, untuk meningkatkan prestasi bekalan kuasa dan menggunakan jenis sambungan.

Bagaimana untuk bekerja dengan menunaikan bateri?

peranti data bekalan kuasa menyediakan sambungan kepada kebaikan dan keburukan. Mereka beroperasi seperti berikut: apabila beban disambungkan ke elektrod (sebagai contoh kita boleh mengambil kira mentol lampu), terdapat satu litar elektrik tertutup. Kerana ia mula mengalir pelepasan semasa. Ia dibentuk oleh pergerakan elektron, anion dan kation. Maklumat lebih terperinci tentang bagaimana dan apa yang berlaku, anda boleh memberitahu hanya sebagai contoh.

Mari kita anggap bahawa kita mempunyai bateri di mana elektrod positif - adalah nikel oksida, yang telah ditambah grafit untuk meningkatkan kekonduksian. kadmium span digunakan untuk plat negatif. Jadi, apabila terdapat pelepasan, zarah oksigen aktif dilepaskan dan jatuh ke dalam elektrolit. Oleh itu, mereka dipisahkan dari bahagian-bahagian yang adalah seperti elektrik (seperti elektron). Zarah oksigen aktif ke arah plat negatif, di mana mereka teroksida kadmium.

fungsi bateri dengan bayaran

Anda mesti memutuskan sambungan beban di terminal pada plat. Mereka juga diberi makan, biasanya voltan DC (tetapi boleh berdenyut, bergantung kepada kes itu) yang lebih besar daripada nilai bateri yang sedang dicas. Lebih-lebih lagi, kekutuban mestilah sama. Yang tolak dan tambah terminal pengguna dan sumber mesti sepadan. Ambil perhatian bahawa pengecas semestinya perlu mempunyai kuasa yang lebih daripada terdapat dalam bateri, untuk menyekat sisa-sisa tenaga di dalamnya dan mewujudkan arus elektrik yang arah bertentangan untuk menunaikan. Akibat, perubahan dan kimia proses yang berlaku dalam bateri.

Mari kita lihat contoh dari perenggan sebelumnya artikel. Di sini elektrod positif akan diperkaya dengan oksigen, dan negatif pulih kadmium tulen. Ringkasan, kita boleh mengatakan bahawa pada masa caj dan menunaikan hanya menukar komposisi kimia elektrod. Ini tidak terpakai kepada elektrolit. Tetapi ia boleh menguap, yang akan mempunyai kesan negatif ke atas hayat bateri.

Oleh itu, kami telah meneliti prinsip pengendalian apa-apa bateri. Sekarang mari kita belajar bagaimana semasa operasi boleh meningkatkan prestasi mereka.

sambungan selari

Nilai semasa bergantung kepada sebilangan besar faktor. Pertama sekali di bawah yang memahami reka bentuk, bahan yang digunakan dan dimensi mereka. Kawasan besar elektrod, semakin banyak angka semasa mereka boleh bertahan. Prinsip ini digunakan untuk sambungan selari dari jenis yang sama sel-sel di dalam bateri. Ini dilakukan, jika anda mahu untuk meningkatkan nilai semasa yang pergi ke beban. Tetapi pada masa yang sama perlu untuk meningkatkan kuasa dan tenaga sumber.

sambungan siri

Jika kita menganggap tebing yang bateri, ia adalah perlu untuk mengatakan bahawa mereka adalah, sebagai peraturan, di perumahan yang sama. Sejenis sama sambungan yang digunakan untuk mendapat prestasi yang hebat dengan kurang kehilangan ketegangan.

Lihat penggunaan reka bentuk ini boleh, dibuka bateri automotif adalah asid plumbum. Dikatakan bahawa ini jenis penggunaan bukan sahaja dalam peranti bateri kereta, ia adalah semata-mata cara yang paling mungkin untuk membuat, bagaimana jenis ini sambungan. Dalam kes ini, anda akan memastikan bahawa tidak ada hubungan logam, dan terdapat sambungan galvani yang boleh dipercayai melalui elektrolit. Tetapi ini hanya untuk difahami berhubung dengan jenis ini. Dalam kes lain, tugas set yang berbeza akan dijalankan sambungan.

Jenis bateri

Mereka berbeza kerana tujuan, peluang dan pelaksanaan bahan mereka. Pada masa ini, pengeluaran moden menguasai pengeluaran lebih daripada tiga jenis sedozen, yang berbeza dalam komposisi elektrod dan elektrolit yang digunakan. Sebagai contoh, bateri li-ion boleh berbangga dengan keluarga 12 model yang terkenal. Bersyarat dapat membezakan jenis berikut:

1. Lead-asid.
2. Litium.
3. bateri nikel-kadmium.

Ini adalah wakil yang paling popular. Tetapi untuk memahami peluang yang kami tawarkan untuk berkenalan dengan senarai bahan-bahan yang boleh dijadikan sebagai elektrod:

• besi;
• membawa;
• titanium;
• lithium;
• kadmium;
• kobalt;
• nikel;
• zink;
• vanadium;
• perak;
• aluminium;
• beberapa elemen lain, yang, bagaimanapun, adalah sangat jarang berlaku.

Menggunakan bahan-bahan yang berbeza memberi kesan kepada ciri-ciri output yang diperolehi dan seterusnya terhadap skop. Jadi, sebagai contoh, bateri li-ion yang digunakan dalam komputer dan peranti mudah alih. Manakala nikel-kadmium digunakan sebagai pengganti konvensional sel elektrokimia. Secara teorinya, semua jenis bateri boleh beroperasi dengan mana-mana beban. Soalan sahaja, bagaimana wajar apa-apa permohonan.

Ciri-ciri utama

Kita telah melihat bahawa bateri itu, peranti struktur dari mana ia dibuat. Sekarang mari kita memberi tumpuan kepada apa yang memberi kesan kepada operasi mereka. Penting bagi kita ciri-ciri adalah:

1. Ketumpatan dipanggil kuantiti ciri nisbah tenaga kepada jumlah atau berat bateri.
2. Ia merujuk kepada kapasiti maksimum nilai bateri bahawa ia boleh memberi semasa proses pelepasan sehingga voltan yang rendah. Angka ini dinyatakan dalam ampere-jam atau coulombs. Ia juga boleh menunjukkan kapasiti tenaga. Ia diukur dalam watt-jam atau Joules. Masalah bekas itu - melaporkan jumlah tenaga yang diberikan sewaktu pelepasan sehingga voltan minimum yang boleh diterima.
3. mod suhu memberi kesan kepada ciri-ciri elektrik bateri. Apabila terdapat penyelewengan yang serius dari pelbagai operasi yang disyorkan oleh pengilang, terdapat kebarangkalian yang tinggi kegagalan bekalan kuasa. Ini kerana sejuk dan panas menjejaskan kadar tindak balas kimia, serta tekanan dalaman.
4. Ia merujuk kepada pelepasan diri kehilangan sifat itu berlaku selepas bateri apabila tidak ada beban pada terminal. Dalam banyak cara, angka ini bergantung kepada versi dan boleh ditingkatkan jika penebat miskin.

Ini adalah ciri-ciri bateri dan menyediakan faedah yang paling besar kepada kami. Sudah tentu, jika anda perlu lakukan sesuatu yang baru dan eksklusif, sebelum ini ghaib, dan anda mungkin perlu sesuatu yang lebih. Tetapi ini adalah sangat tidak mungkin.

Elektrod peranti

Sebagai contoh, kita mengambil plat plumbum. Walaupun orang-orang mereka dahulu. plat moden diperbuat daripada aloi plumbum kalsium. Ini mencapai tahap yang rendah diri menunaikan bateri (kapasiti 50% hilang selama 18 bulan). Ia juga membolehkan untuk menggunakan air secara berhemah (daripada 1 gram per ampere-jam).

Anda boleh bertemu dan pembinaan hibrid di mana, selain daripada plumbum, ditambah kepada elektrod positif antimoni, dan dalam negatif - kalsium. Walau bagaimanapun, dalam kes-kes itu, terdapat penggunaan air meningkat. Untuk meningkatkan rintangan kepada proses hakisan, menambah timah atau perak.

Elektrod dibuat dengan struktur kekisi komposisi lapisan bersalut aktif. Prinsip operasi bateri sebahagian besarnya bergantung kepada apa bahan digunakan untuk plat. Kami menganggap memimpin, yang mudah untuk belajar, tetapi untuk memberi tumpuan kepada mereka sentiasa tidak mengesyorkan.

elektrolit

Kami mengambil kira semua bateri asid plumbum sama. Sebagai elektrolit di mana mereka ditempatkan, sering bertindak asid sulfurik. Ia mempunyai ketumpatan tertentu yang boleh berbeza-beza bergantung kepada tahap bateri. Dalam kes ini, prinsip: yang lebih besar, yang lebih tinggi. Dari masa ke masa, elektrolit menyejat, dan kapasiti bateri berkurangan. Jangka hayat menjejaskan operasi tertentu (mematuhi peraturan-peraturan keselamatan). Bateri elektrolit boleh dua jenis:

• cecair;
• dalam bentuk bahan-bahan khas berubat.

Pada masa ini, jenis yang paling lazim pertama.

bateri operasi

Menggunakan bateri boleh dicas semula boleh dilihat hampir di mana-mana. Fikirkan tentang telefon atau telefon bimbit anda kuasa tidak terganggu bekalan untuk komputer. Dalam lampu suluh biasa boleh diberikan sebagai contoh (reka bentuk moden semakin dihasilkan dengan bateri terbina dalam boleh dicas semula dan tidak direka untuk sel-sel galvani). Dan kereta? Sistem "stop-start" dan brek regeneratif dengan beroperasi bateri, dan mereka meletakkan permintaan yang tinggi terhadap semasa, bermula pelepasan dalam dan ketahanan. Seperti yang anda boleh lihat, tanpa ini bekalan kuasa adalah sukar untuk dilakukan dalam kehidupan moden kepada sesiapa.

Skim pembinaan bateri

Kami telah menyemak maklumat asas pada peranti ini. Mari kita walaupun memberi perhatian kepada apa-apa konsep sebagai litar bateri. Malah, dalam rangka artikel mengenai dia masa lalu, hanya secara kebetulan. Bateri skim semasa, mengikut sejarah, telah ditubuhkan oleh ahli fizik Perancis Gaston Plante. Bidang ciptaan beliau daripada 10 meter persegi! bateri moden, sebenarnya, hanya dikurangkan dan salinan siap sedikit bateri. Kelihatan kepada elemen manusia adalah satu-satunya kes. Ia menyediakan persamaan dan integriti struktur.