Batterier: en enhet operation, verksamhetsidé och systemet

Autonoma källor av el är bland de mest användbara uppfinningar mänskligheten. Vad är en telefon eller radio, som inte har batterier? Enheten för många enheter, liksom villkoren för deras användning ger inte alltid en permanent strömförsörjning, så dessa energikällor kan bekvämt arbeta i stort sett var som helst i världen. Efter en kort förord, låt oss komma till artikeln.

Vad är ett batteri?

I vid bemärkelse är denna term menas en enhet som under vissa användningsförhållanden kan lagra alla typer av energi, och i andra - att spendera för att möta mänskliga behov.

Batterier ackumuleras el från en extern strömkälla, och sedan ge henne de anslutna konsumenterna så att de kan göra sitt jobb. Sålunda, när enheterna är permanent kemiska reaktioner mellan elektrolyten och elektrodplattorna. För övrigt är denna design tillgänglig på banker, och vilka batterier bildas. konstruktion dataanordning sörjer för spänning, vanligtvis 1.2-2 V, vilket är mycket lite. Därför, för att öka prestandan hos nätaggregat och använda olika typer av anslutning.

Hur man arbetar med urladdnings batterier?

Datakraftförsörjningsanordning ger en anslutning till för-och nackdelar. De fungerar som följer: när lasten är ansluten till elektroderna (som ett exempel kan vi betrakta en glödlampa), finns det en sluten elektrisk krets. Eftersom den börjar flyta urladdningsström. Den bildas genom förflyttning av elektroner, anjoner och katjoner. Mer detaljerad information om hur och vad som sker, kan du berätta precis som exempel.

Låt oss anta att vi har ett batteri där den positiva elektroden - är nickeloxid, som har lagts grafit för att förbättra ledningsförmågan. kadmiumsvamp användes för den negativa plattan. Så när det finns ett utsläpp är partiklar av det aktiva syret frigörs och faller in i elektrolyten. de är således separerade från delar som är som elektricitet (såsom elektroner). Partiklarna av aktivt syre är riktade mot de negativa plattorna, där de oxiderade kadmium.

batteri fungerar mot en avgift

Du måste koppla ur lasten vid terminalerna av plattorna. De utfodras också, typiskt en DC-spänning (men kan vara pulsad, beroende på fallet), som är större än värdet av det batteri som laddas. Dessutom måste polariteten vara densamma. Det är minus och plus terminal för konsumenten och källan måste matcha. Notera att laddaren nödvändigtvis måste ha mer effekt än det finns i batteriet, för att undertrycka resterna av energi i den och skapa en elektrisk ström, vars riktning är motsatt att urladda. Som en följd av förändring och kemiska processer som äger rum i batteriet.

Låt oss titta på ett exempel från det föregående stycket i artikeln. Här den positiva elektroden kommer att berikas med syre, och den negativa åter ren kadmium. Sammanfattningsvis kan vi säga att vid tidpunkten för laddning och urladdning bara ändra den kemiska sammansättningen av elektroderna. Detta gäller inte för elektrolyten. Men det kan avdunsta, vilket kommer att ha en negativ inverkan på batteriets livslängd.

Således undersökte vi principen för drift av ett batteri. Nu ska lära sig under drift kan förbättra sina resultat.

parallellkoppling

Det aktuella värdet beror på ett stort antal faktorer. Först och främst i att förstå konstruktionen, de material som används och deras dimensioner. Det stora området av elektroderna är, desto mer aktuella siffror de tål. Denna princip används för parallellkoppling av samma typ av celler i batterier. Detta görs, om du vill öka värdet av strömmen som går till lasten. Men samtidigt nödvändigt att höja den kraft och energikälla.

seriekoppling

Om vi betraktar bankerna som batterierna, är det nödvändigt att säga att de är som regel i samma hölje. En liknande typ av anslutning som används för att få bra prestanda med lägre spänning förlust.

Se användningen av denna design kan, demonterade bilbatterier är bly-syra. Det sägs att denna typ av användning inte bara i anordningen bilbatteriet är det helt enkelt den mest sannolika sättet att urskilja, hur den här typen av anslutning. I det här fallet kommer du att se till att det inte finns någon kontakt metall, och det fanns en tillförlitlig galvanisk anslutning via elektrolyten. Men detta är bara förstås i relation till den här typen. I andra fall kommer en annan uppsättning uppgift utföras anslutningen.

Typer av batterier

De skiljer sig på grund av sitt syfte, möjligheter och genomförande av material. Just nu, modern produktion behärskar produktion av mer än tre dussin typer, som skiljer sig i sammansättningen av elektroderna och elektrolyten som används. Till exempel kan li-ion batterier skryta med en familj av 12 välkända modeller. Villkorligt kan urskilja följande typer:

1. Bly-syra.
2. Litium.
3. Nickelkadmiumbatterier.

Detta är den mest populära representanter. Men för att förstå vilka möjligheter vi erbjuder att bekanta sig med listan över material som kan fungera som elektroder:

• järn;
• bly;
• titan;
• litium;
• kadmium;
• kobolt;
• nickel;
• zink;
• vanadin;
• silver;
• aluminium;
• ett antal andra element, vilka emellertid är mycket sällsynta.

Med användning av olika material påverkar utgångsegenskaper erhållas och följaktligen på tillämpningsområde. Så, till exempel Li-jon-batterier som används i datorer och mobila enheter. Medan nickel-kadmium används som en ersättning för konventionella elektrokemiska celler. Teoretiskt kan alla typer av batterier arbeta med någon belastning. Den enda frågan är, hur motiverad är en sådan ansökan.

nyckel~~POS=TRUNC

Vi har redan sett att sådana batterier, enheten av de strukturer från vilka de är tillverkade. Låt oss nu fokusera på vad som påverkar deras verksamhet. Viktigt för oss egenskaper är:

1. Densitet kallas karakteristiska energimängd förhållandet till volymen eller vikten av batteriet.
2. Den hänvisar till den maximala kapaciteten hos batteriet värde att den kan ge under processen urladdning tills en lägsta spänning. Denna siffra är uttryckt i amperetimmar eller Coulomb. Det kan också tyda på energikapacitet. Den mäts i watt-timmar eller joule. Problemet med en sådan behållare - att rapportera den mängd energi som ges under urladdning till dess att en acceptabel minimispänning.
3. Temperaturläge påverkar de elektriska egenskaperna hos batteriet. När det finns en allvarlig avvikelse från det rekommenderade driftområdet för tillverkaren, det finns en hög sannolikhet för en strömavbrott. Detta beror på att kyla och värme påverkar hastigheten av kemiska reaktioner, såväl som inre tryck.
4. Den hänvisar till kapacitetsförlust självurladdning som inträffar efter att batteriet när det inte finns någon belastning på terminalerna. På många sätt denna siffra beror på vilken version och kan ökas om dålig isolering.

Dessa är de egenskaper hos batterierna och ger störst intresse för oss. Självklart, om du har att göra något nytt och exklusivt, tidigare osedda, och du kanske behöver något mer. Men det är högst osannolikt.

Anordningselektroderna

Som ett exempel tar vi blyplattorna. Även de som de en gång var. Moderna platta gjord av bly-kalciumlegering. Detta uppnår en låg nivå av självurladdning av batteriet (50% kapacitet förloras i 18 månader). Det gör också att använda vatten sparsamt (av 1 g per amperetimmar).

Du kan träffas och hybrid konstruktion där, förutom bly, läggs till den positiva elektroden av antimon och nekande - kalcium. I sådana fall finns det en ökad vattenförbrukning. För att öka motståndet mot korrosionsprocesser, tillsätt tenn eller silver.

Elektroder tillverkade med gitterstrukturen av den aktiva kompositionen belagda skiktet. Principen för driften av batteriet beror till stor del på vilket material används för plattorna. Vi anser ledningen, som är lätta att lära sig, men att fokusera på dem alltid inte rekommendera.

elektrolyt

Vi anser alla samma blybatterier. Som elektrolyt i vilken de är placerade, verkar ofta svavelsyra. Den har en specifik densitet som kan variera beroende på batterinivån. I detta fall principen: ju större, desto högre. Med tiden avdunstar elektrolyten och batterikapaciteten minskar. Livslängd påverkar särskilt operation (efterlevnad av säkerhetsföreskrifter). Batterielektrolyten kan vara av två slag:

• vätska;
• i form av impregnerade speciella material.

Just nu, den vanligaste typen först.

drift batterier

Med hjälp av uppladdningsbara batterier kan ses nästan överallt. Tänk på din mobiltelefon eller avbrottsfri kraftförsörjning för datorer. I en vanlig ficklampa kan ges som ett exempel (modern design i allt större utsträckning tillverkas med inbyggt uppladdningsbart batteri och är inte konstruerade för galvaniska celler). Och bilar? System för "stop-start" och regenerativ bromsning genom att driva batterierna och de ställer höga krav på startströmmen, djupurladdning och hållbarhet. Som ni kan se, utan dessa nätaggregat är svårt att göra i det moderna livet till någon.

Scheme för byggandet av batteriet

Vi granskade grundläggande information om dessa enheter. Låt oss ägna ens uppmärksamhet åt ett sådant begrepp som batterikretsen. Faktum är att inom ramen för artiklar om honom tidigare, bara i förbigående. Battery nuvarande systemet, enligt historien, grundades först av den franska fysikern Gaston Plante. Området för hans skapelser än 10 kvadratmeter! Moderna batterier, i själva verket är bara kraftigt reducerad och små färdiga exemplar av hans batteri. Synlig för den mänskliga faktorn är det enda fallet. Den ger ett gemensamt och strukturell integritet.