Baterie: operace zařízení, princip fungování a režim

Autonomní zdroje elektrické energie patří mezi nejužitečnější vynálezů lidstva. Co je to telefon nebo rádio, které nemají baterie? Zařízení z mnoha zařízení, jakož i podmínky jejich použití ne vždy zaručuje trvalé napájení, takže tyto zdroje energie mohou pohodlně pracovat prakticky kdekoliv na světě. Po krátkém úvodu, pojďme se pustit do předmětu.

Co je to akumulátor?

V širším slova smyslu, tento termín se rozumí zařízení, které za určitých podmínek používání můžete ukládat jakýkoli druh energie, a v jiných - strávit plnit lidské potřeby.

Baterie akumulovat elektrickou energii z externího zdroje, a pak jí dát připojených spotřebičů, aby mohli dělat svou práci. Proto, když jsou zařízení trvale chemické reakce mezi elektrolytem a elektrodami desek. Mimochodem, tato konstrukce je k dispozici v bankách, a které jsou vytvořeny baterie. konstrukční data zařízení poskytuje napětí, obvykle 1.2-2 V, což je velmi málo. Proto, aby se zvýšil výkon napájecích zdrojů, a používat různé typy připojení.

Jak pracovat s výkonem baterie?

napájecí zdroj dat zařízení umožňuje připojení k klady a zápory. Pracují následujícím způsobem: když je zátěž připojena k elektrodám (jako příklad můžeme považovat žárovku), je zde uzavřený elektrický obvod. Jak to začne proudit vybíjecí proud. Je tvořen pohybem elektronů, anionty a kationty. Podrobnější informace o tom, jak a co se odehrává, můžete říct, jen jako příklad.

Předpokládejme, že máme baterii, kde je kladná elektroda - oxid niklu, který byl přidán grafitu pro zlepšení vodivosti. kadmium houba byla použita pro negativní desky. Takže, když je výboj, částice aktivního kyslíku se uvolní a spadne do elektrolytu. Tak jsou odděleny od částí, které jsou jako elektrické energie (například elektrony). Částice aktivního kyslíku jsou zaměřeny směrem k záporných desek, kde jsou oxidovány kadmium.

Fungování baterie za poplatek

Je nutné odpojit zátěž na svorkách desek. Také krmena, typicky stejnosměrné napětí (ale může být pulzní, v závislosti na případu), která je větší než hodnota baterie, která se nabíjí. Kromě toho je polarita musí být stejné. To je minus plus a terminál spotřebitelem a zdroj se musí shodovat. Všimněte si, že nabíječka musí nutně mít více energie, než kolik je v baterii, aby se potlačilo zbytky energie v něm a vytvoření elektrického proudu, jehož směr je opačný k vybití. Jako procesy Výsledkem je, že změny a chemické, které se konají v baterii.

Podívejme se na příklad z předchozího odstavce tohoto článku. Zde kladná elektroda bude obohacený kyslíkem, a negativní získat čistý kadmium. Shrneme-li, můžeme říci, že v okamžiku nabití a vybití jen měnit chemické složení elektrod. Toto se nevztahuje na elektrolytu. Ale může odpařit, což bude mít negativní dopad na životnost baterie.

Tak jsme se zabývali princip fungování jakékoliv baterie. Nyní se pojďme zjistit, jak během provozu může zlepšit jejich výkonnost.

paralelní zapojení

Aktuální hodnota je závislá na mnoha faktorech. Za prvé a především pod tím rozumět design, použité materiály a jejich rozměry. Velká plocha elektrody, tím více aktuální údaje, které snesou. Tento princip se používá pro paralelní připojení stejného typu buněk v bateriích. To se děje, pokud chcete zvýšit hodnotu proudu, která vede k zátěži. Ale zároveň nezbytné pro zvýšení výkonu a energetické zdroje.

sériové zapojení

Pokud vezmeme v úvahu banky, z nichž jsou baterie, je třeba říci, že jsou, jako pravidlo, v jednom pouzdře. Podobný typ připojení používaný pro získání skvělý výkon s menší ztrátou napětí.

Podívejte se na použití této konstrukce může, rozebrané automobilové baterie jsou olověné akumulátory. Říká se, že tento druh využití nejen v zařízení autobaterie, to je prostě nejpravděpodobnější způsob, jak rozeznat, jak se tento typ připojení. V tomto případě bude se ujistit, že neexistuje žádný kovový kontakt, a tam byl spolehlivý galvanické spojení přes elektrolyt. Ale to je jen třeba chápat v souvislosti s tímto typem. V ostatních případech bude jiná sada úkol provádět připojení.

Typy baterií

Liší se vzhledem k jejich účelu, příležitostí a plnění materiálu. V současné době moderní výrobní zvládl produkci více než tří typů desítek, které se liší ve složení elektrod a použitém elektrolytu. Například, lithium-iontové baterie může pochlubit z rodiny 12 známých modelů. Podmíněně lze rozlišit následující typy:

1. Olověný.
2. Lithium.
3. Nikl-kadmiových baterií.

To je nejpopulárnější zástupce. Ale pochopit příležitosti, které nabízíme, aby se seznámili se seznamem materiálů, které mohou sloužit jako elektrody:

• železo;
• vést;
• titan;
• lithium;
• kadmium;
• kobaltu;
• niklu;
• zinek;
• vanadu;
• stříbrná;
• hliník;
• řada dalších prvků, které jsou však velmi vzácné.

Použití různých materiálů ovlivňuje výstupní charakteristiky získány a následně i na rozsahu. Tak například, Li-ion baterie se používají v počítači a mobilními zařízeními. Zatímco nikl-kadmiové jsou používány jako náhrada za běžných elektrochemických článků. Teoreticky, všechny typy baterií může pracovat s jakýmkoliv nákladem. Jedinou otázkou je, jak oprávněná je taková žádost.

Klíčové vlastnosti

Již jsme viděli, že tyto baterie, přístroj struktur, ze kterého jsou vyrobeny. Nyní se pojďme zaměřit na to, co má vliv na jejich provoz. Pro nás důležité charakteristiky jsou následující:

1. Hustota nazývá charakteristické množství poměru energie do objemu nebo hmotnosti baterie.
2. To se vztahuje na maximální kapacitě hodnoty baterie, která se může dát během vybíjení až do nejnižšího napětí. Tento údaj je vyjádřen v ampérhodinách nebo coulombů. To může také znamenat energetickou kapacitu. Měří se v watthodinách nebo joulů. Problémem takového kontejneru - hlásit množství energie, která je uvedena v průběhu vypouštění do minimální přípustné napětí.
3. Režim teplota ovlivňuje elektrické vlastnosti baterie. Když tam je vážná odchylka od doporučené provozní rozsah výrobce, je zde vysoká pravděpodobnost výpadku napájení. Je to proto, chladu a tepla ovlivnit rychlost chemické reakce, stejně jako vnitřní tlak.
4. To se vztahuje na vlastní průtokové množství ztrát, ke kterým dochází po baterie, když neexistuje žádný náklad na svorkách. V mnoha ohledech se toto číslo závisí na verzi a může být zvýšena v případě špatné izolace.

To jsou vlastnosti akumulátorů a poskytují největší zájem k nám. Samozřejmě, pokud máte dělat něco nového a exkluzivní, dříve neviditelné, a možná budete potřebovat něco víc. To je však velmi nepravděpodobné.

Elektrody zařízení

Jako příklad vezmeme vedení talíře. Ačkoli ty bývaly. Moderní deska ze slitiny olova a vápníku. Tím se dosahuje nízkou hladinu samovybíjení baterie (50% kapacity se ztrácí po dobu 18 měsíců). To také umožňuje, aby šetrně (1 gram na ampérhodina) vodu.

Se můžete setkat a hybridní konstrukce, kde na rozdíl od vedení, se přidává ke kladné elektrodě antimonu, a v záporném - vápník. Nicméně, v těchto případech, je zvýšená spotřeba vody. Pro zvýšení odolnosti proti korozi procesů, přidejte cín nebo stříbro.

Elektrody vyrobené s mřížkovou strukturou aktivní kompozice potažené vrstvy. Princip provozu baterie do značné míry závisí na tom, jaký materiál je použit pro desky. Domníváme se, že vedení, které jsou snadno se učit, ale zaměřit se na ně vždy nedoporučoval.

elektrolyt

Domníváme se, že všechny stejné baterie olověné. Jako elektrolyt, ve kterém jsou umístěny, často působí kyselinou sírovou. To má specifickou hustotu, která se může měnit v závislosti na stavu baterie. V tomto případě je zásada: čím větší, tím vyšší. V průběhu doby, elektrolyt se vypařuje, a kapacita baterie klesá. Životnost ovlivnit konkrétní operaci (soulad s bezpečnostními předpisy). Elektrolyt baterie může být dvojího typu:

• kapalina;
• ve formě impregnovaných speciálních materiálů.

V současné době je nejrozšířenější typ jako první.

provoz baterie

Používání dobíjecích baterií lze vidět téměř všude. Přemýšlejte o svých mobilních telefonů nebo nepřerušitelný napájecí zdroje pro počítače. V obyčejný svítilnu lze uvést jako příklad (moderní vzory jsou stále vyráběny s vestavěnou dobíjecí baterii a nejsou určeny pro galvanických článků). A auta? Systémy „stop-start“ a rekuperační brzdění ovládáním baterie a kladou vysoké nároky na počáteční proud, hlubokému vybití a trvanlivost. Jak můžete vidět, bez těchto napájecích zdrojů je obtížné dělat v moderním životě nikomu.

Schéma konstrukce baterie

Zhodnotili jsme základní informace o těchto zařízeních. Pojďme ještě dávat pozor na takové koncepce, jako obvodu akumulátoru. Opravdu, v rámci článků o něj minulých, jen okrajově. Baterie Stávající režim, v závislosti na historii, byla nejprve stanovena francouzským fyzikem Gaston Plante. Oblast jeho výtvory než 10 metrů čtverečních! Moderní baterie, ve skutečnosti jsou jen velmi snížena a malé hotové kopie jeho baterie. Viditelné pro lidský prvek je jediný případ. To zajišťuje jejich společná povaha a strukturální integritu.