Bateritë: një operacion pajisje, parimi operativ dhe skema

Burimet autonome e energjisë elektrike janë ndër shpikjet më të dobishme të njerëzimit. Çfarë është një telefon apo radio, që nuk kanë bateri? Pajisja e shumë pajisje, si dhe kushtet e tyre të përdorimit jo gjithmonë të sigurojë një furnizim të përhershëm me energji elektrike, kështu që këto burime të energjisë të qetë mund të veprojë pothuajse kudo në botë. Pas një parathënie të shkurtër, le të marrë poshtë me artikullin.

Çfarë është një bateri?

Në një kuptim të gjerë, ky term nënkupton një pajisje që sipas disa kushteve të përdorimit mund të ruajë çdo lloj të energjisë, dhe të tjerët - për të shpenzuar për të përmbushur nevojat e njeriut.

Bateritë grumbulluar energji elektrike nga një burim energjie të jashtëm, dhe pastaj të japë asaj konsumatorët lidhura në mënyrë që ata mund të bëjnë punën e tyre. Kështu, kur pajisjet janë reaksione të përhershme kimike midis electrolyte dhe pllaka elektrodë. Rastësisht, ky dizajn është në dispozicion në banka, dhe të cilat bateritë janë formuar. Pajisja dhënat ndërtimi parashikon tension, zakonisht 1.2-2 V, e cila është shumë pak. Prandaj, për të rritur performancën e furnizimit të energjisë, dhe të përdorni lloje të ndryshme të lidhjes.

Si për të punuar me shkarkimin bateri?

Pajisje të dhënash furnizimit me energji elektrike siguron një lidhje të mirat dhe të këqijat. Ata veprojnë si vijon: kur ngarkesa është e lidhur me elektroda (si shembull ne mund të konsiderojmë një llambë të lehta), ka një qark të mbyllur elektrik. Si ajo fillon të rrjedhë shkarkimit aktuale. Ajo është formuar nga lëvizja e elektroneve, anioneve dhe kationeve. informacion më të detajuar rreth asaj se si dhe çfarë ndodh, ju mund të them vetëm me anë të shembullit.

Le të supozojmë se kemi një bateri ku elektrodë pozitive - është oksid nikel, i cili është shtuar grafit për të përmirësuar përçueshmëri. sfungjer kadmium është përdorur për pjatë negativ. Pra, kur ka një shkarkesë, grimcat e oksigjenit aktive është lëshuar dhe të bien në electrolyte. Kështu, ata janë të ndara nga pjesët të cilat janë si të energjisë elektrike (të tilla si elektrone). Grimcat e oksigjenit aktive janë drejtuar në drejtim të pllakave negative, ku ata janë oksidohet kadmium.

Funksionimi i baterisë në një pagesë

Ju duhet të shkëputeni ngarkesën në terminalet e pllaka. Ata gjithashtu ushqyer, në mënyrë tipike një tension DC (por mund të pulsojnë, sipas rastit) që është më e madhe se vlera e baterisë që është duke u ngarkuar. Për më tepër, polarizimit duhet të jetë e njëjtë. Kjo është minus dhe plus terminal i konsumatorit dhe burimi duhet të përputhen. Vini re se ngarkues duhet domosdoshmërisht të kenë më shumë pushtet se sa ka në bateri, në mënyrë që të shtypur mbetjet e energjisë në të dhe për të krijuar një rrymë elektrike drejtimi i të cilit është e kundërt që të kryejë. Si rezultat, të ndryshuar dhe kimike proceset që ndodhin në bateri.

Le të shikojmë një shembull nga paragrafi paraprak i këtij neni. Këtu elektrodë pozitive do të pasurohet me oksigjen, dhe negative të shërohen kadmium pastër. Duke përmbledhur, mund të themi se në kohën e ngarkuar dhe shkarkimin vetëm të ndryshojë përbërjen kimike të elektrodave. Kjo nuk zbatohet për electrolyte. Por ajo mund të zhduket, e cila do të ketë një ndikim negativ në jetën e baterisë.

Kështu, ne kemi ekzaminuar parimin e funksionimit të çdo bateri. Tani le të mësojnë se si gjatë operacionit mund të përmirësojë performancën e tyre.

lidhja paralel

Vlera aktuale varet nga një numër i madh i faktorëve. Para së gjithash nën që kuptojnë projektimit, materialet e përdorura dhe dimensionet e tyre. Zona e madhe e elektrodave janë, shifrat më aktuale ata mund të përballojë. Ky parim është përdorur për lidhje paralele me të njëjtin lloj të qelizave në bateri. Kjo është bërë, në qoftë se ju doni të rritur vlerën e rrymës që shkon për të ngarkesës. Por në të njëjtën kohë e nevojshme për të rritur të energjisë dhe të energjisë burimin.

lidhja seri

Nëse marrim parasysh bankat e së cilës bateritë, është e nevojshme të thuhet se ata janë, si rregull, në të njëjtën strehimit. Një lloj i ngjashëm i lidhjes përdorur për të marrë punën e madhe me humbjen e më pak tension.

Shih përdorimin e këtij dizajnit mund, bateritë disassembled automobilave janë të çojë-acid. Është thënë se ky lloj i përdorimit, jo vetëm në pajisjen e bateri makine, ajo është thjesht më shumë gjasa mënyra për të bërë jashtë, si e bën këtë lloj të lidhjes. Në këtë rast, ju do të bëni të sigurtë që nuk ka asnjë kontakt metal, dhe ka pasur një lidhje të besueshme panatyrshëm përmes electrolyte. Por kjo është vetëm për të kuptuar në lidhje me këtë lloj. Në raste të tjera, një detyrë tjetër grup do të kryhet lidhja.

Llojet e baterive

Ato ndryshojnë për shkak të qëllimit të tyre, mundësitë dhe implementimin e materialit. Në këtë moment, prodhimi modern zotëruar prodhimin e më shumë se tre lloje duzinë, të cilat ndryshojnë në përbërjen e elektrodave dhe electrolyte përdorura. Për shembull, bateri Li-ion mund të krenohem me një familje prej 12 modeleve të mirë-njohur. Me kusht mund të dallojë llojet e mëposhtme:

1. Çojë-acid.
2. Lithium.
3. bateri nikel-kadmium.

Kjo është përfaqësuesit më të njohura. Por për të kuptuar mundësitë që ne ofrojmë për t'u njohur me listën e materialeve që mund të shërbejnë si elektroda:

• hekuri;
• të çojë;
• titan;
• litiumit;
• kadmium;
• kobalt;
• nikel;
• zink;
• vanadium;
• argjendi;
• alumin;
• një numër i elementeve të tjera, të cilat, megjithatë, janë shumë të rralla.

Duke përdorur materiale të ndryshme ndikon në karakteristikat e prodhimit të marra dhe si pasojë të fushës. Kështu, për shembull, bateri Li-ion janë përdorur në kompjuter dhe pajisje të lëvizshme. Ndërsa nikel-kadmium janë përdorur si një zëvendësim për konvencionale qelizave elektrokimike. Teorikisht, të gjitha llojet e baterive mund të veprojë me çdo ngarkesë. Pyetja e vetme është, se sa i justifikuar është një kërkesë e tillë.

Key Features

Ne kemi parë tashmë se bateritë e tilla, pajisjen e strukturave nga të cilat ata janë bërë. Tani le të përqëndrohen në atë që ndikon në funksionimin e tyre. E rëndësishme për ne karakteristika janë:

1. Dendësia e quajtur sasi karakteristike të raportit të energjisë të vëllimit ose peshës së baterisë.
2. Ajo i referohet kapacitetit maksimal të vlerës së baterisë që mund të japin gjatë procesit të shkarkimit deri në një tension më të ulët. Kjo shifër është shprehur në amper orë ose Coulombs. Kjo mund të tregojë kapacitetin e energjisë. Ajo është i matur në vat-orë ose Xhaul. Problemi i një enë të tillë - për të raportuar sasinë e energjisë që është dhënë gjatë shkarkimit deri në një tension minimal të pranueshëm.
3. Mënyra temperatura ndikon vetitë elektrike të baterisë. Kur ka një devijim serioz nga gamë të rekomanduar operativ të prodhuesit, ka një probabilitet të lartë të dështimit të furnizimit me energji. Kjo është për shkak se ftohtit dhe të nxehtit të ndikojnë në normën e reaksioneve kimike, si dhe presionin e brendshëm.
4. Ajo i referohet kapaciteteve të vetë-shkarkimit humbje që ndodhin pas baterisë kur nuk ka ngarkesës në terminalet. Në shumë mënyra, kjo shifër varet versionin dhe mund të rritet nëse izolim të dobët.

Këto janë karakteristikat e baterive dhe të sigurojë interes më të madh për ne. Sigurisht, në qoftë se ju duhet të bëni diçka të re dhe ekskluzive, më parë fshehtën, dhe ju mund të kenë nevojë për diçka më shumë. Por kjo është shumë e vështirë.

Elektroda pajisje

Si një shembull, ne kemi marrë pllaka të plumbit. Edhe pse ata që dikur ishin. pjatë moderne bërë nga aliazh plumb-kalcium. Kjo arrin një nivel të ulët të vetë-shkarkimit bateri (kapaciteti 50% është e humbur për 18 muaj). Ajo gjithashtu i lejon që të përdorin ujë me masë (nga 1 gram në amper orë).

Ju mund të takohen dhe të ndërtimit hibrid ku, përveç plumbit, është shtuar në elektrodë pozitive të antinom, dhe në negative - kalcium. Megjithatë, në raste të tilla, ka një rritje të konsumit të ujit. Për të rritur rezistencën ndaj proceseve korrozioni, shtoni kallaji ose argjendi.

Elektroda bërë me strukturën grilë të përbërjes aktive shtresës veshura. Parimi i funksionimit të baterisë në masë të madhe varet nga çfarë materiali është përdorur për pllaka. Ne e konsiderojmë të shënuar, të cilat janë të lehtë për të mësuar, por të përqëndrohet në to është gjithmonë nuk e rekomandojmë.

electrolyte

Ne e konsiderojmë të gjithë të njëjtën bateri të çojë-acid. Si electrolyte në të cilën ato janë vendosur, shpesh vepron acid sulfurik. Ajo ka një dendësi të veçantë e cila mund të ndryshojnë në varësi të nivelit të baterisë. Në këtë rast, parimi: sa më e madhe, më të larta. Kalimin e kohës, electrolyte avullohet, dhe kapaciteti i baterisë zvogëlohet. Jetëgjatësi të ndikojë operacion të veçantë (pajtueshmëria me rregullat e sigurisë). Electrolyte bateri mund të jetë dy llojesh:

• lëngshme;
• në formën e materialeve të ngopura të veçanta.

Në këtë moment, lloji më i përhapur për herë të parë.

bateri operacion

Duke përdorur bateri rechargeable mund të shihet pothuajse kudo. Mendoni për telefon ose celular tuaj energji elektrike të pandërprerë furnizimeve për kompjuterë. Në një elektrik dore të zakonshëm mund të jepet si shembull (harton moderne janë prodhuar gjithnjë e më shumë me të ndërtuar në bateri rechargeable dhe nuk janë të dizajnuara për qelizat panatyrshëm). Dhe makina? Sistemet e "stop-start" dhe rigjeneruese frenim duke operuar bateri, dhe ata vendosin kërkesa të larta për të filluar, aktuale shkarkimit të thellë dhe qëndrueshmëri. Siç mund ta shikoni, pa këto furnizimin me energji elektrike është e vështirë për të bërë në jetën moderne për të gjithë.

Skema e ndërtimit të baterisë

Ne shqyrtuar informacion bazë për këto pajisje. Le të edhe të paguajnë vëmendjen për një koncept të tillë si qark baterisë. Në të vërtetë, në kuadër të artikujve në të kaluarën, vetëm kalimthi. Battery Skema aktuale, sipas historisë, u themelua për herë të parë nga fizikanti francez Gaston Plante. Zona e krijimet e tij se 10 metra katrorë! bateri moderne, në fakt, janë vetëm reduktuar në masë të madhe dhe pak kopje të gatshme të baterisë së tij. Dukshme për elementin njerëzor është rasti i vetëm. Ajo siguron bashkësinë dhe integritetin strukturor.