Baterai: operasi perangkat, prinsip operasi dan skema

sumber otonom listrik adalah salah satu penemuan paling berguna kemanusiaan. Apa yang dimaksud dengan telepon atau radio, yang tidak memiliki baterai? Perangkat dari banyak perangkat, serta kondisi mereka penggunaan tidak selalu menyediakan pasokan listrik permanen, sehingga sumber energi ini dapat dengan nyaman beroperasi hampir di mana saja di dunia. Setelah pengantar singkat, mari kita turun ke artikel.

Apa baterai?

Dalam arti luas, istilah ini berarti perangkat yang di bawah beberapa kondisi penggunaan dapat menyimpan segala jenis energi, dan lain-lain - untuk menghabiskan untuk memenuhi kebutuhan manusia.

Baterai menumpuk listrik dari sumber daya eksternal, dan kemudian memberinya konsumen terhubung sehingga mereka dapat melakukan pekerjaan mereka. Dengan demikian, ketika perangkat reaksi kimia secara permanen antara elektrolit dan pelat elektroda. Kebetulan, desain ini tersedia di bank, dan yang baterai terbentuk. data perangkat konstruksi menyediakan untuk tegangan, biasanya 1,2-2 V, yang sangat sedikit. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kinerja pasokan listrik, dan menggunakan berbagai jenis koneksi.

Bagaimana bekerja dengan debit baterai?

perangkat power supply data menyediakan koneksi ke pro dan kontra. Mereka beroperasi sebagai berikut: saat beban terhubung ke elektroda (sebagai contoh kita dapat mempertimbangkan sebuah bola lampu), ada sirkuit listrik tertutup. Karena mulai mengalir debit saat ini. Hal ini dibentuk oleh pergerakan elektron, anion dan kation. informasi lebih rinci tentang bagaimana dan apa yang terjadi, Anda bisa tahu hanya dengan cara misalnya.

Mari kita asumsikan bahwa kita memiliki baterai di mana elektroda positif - adalah oksida nikel, yang telah ditambahkan grafit untuk meningkatkan konduktivitas. kadmium spons digunakan untuk plat negatif. Jadi, ketika ada debit, partikel-partikel dari oksigen aktif dilepaskan dan jatuh ke dalam elektrolit. Sehingga mereka dipisahkan dari bagian-bagian yang listrik (seperti elektron). Partikel-partikel oksigen aktif diarahkan piring negatif, di mana mereka teroksidasi kadmium.

fungsi baterai pada biaya

Anda harus melepaskan beban di terminal piring. Mereka juga diberi makan, biasanya tegangan DC (tapi mungkin berdenyut, tergantung kasus) yang lebih besar dari nilai baterai yang sedang diisi. Selain itu, polaritas harus sama. Yang minus dan plus terminal konsumen dan sumber harus sesuai. Perhatikan bahwa pengisi tentu harus memiliki kekuatan lebih dari yang ada di baterai, dalam rangka untuk menekan sisa-sisa energi di dalamnya dan membuat arus listrik yang arah berlawanan untuk debit. Sebagai proses hasil, perubahan dan kimia yang terjadi dalam baterai.

Mari kita lihat contoh dari paragraf sebelumnya artikel. Berikut elektroda positif akan diperkaya dengan oksigen, dan negatif sembuh kadmium murni. Meringkas, kita dapat mengatakan bahwa pada saat biaya dan debit hanya mengubah komposisi kimia dari elektroda. Ini tidak berlaku untuk elektrolit. Tapi itu bisa menguap, yang akan memiliki dampak negatif pada daya tahan baterai.

Dengan demikian, kami menguji prinsip pengoperasian baterai apapun. Sekarang mari kita belajar bagaimana selama operasi dapat meningkatkan kinerja mereka.

koneksi paralel

Nilai saat ini tergantung pada sejumlah besar faktor. Pertama dan terpenting bawah yang memahami desain, bahan yang digunakan dan dimensi mereka. Daerah besar elektroda, semakin banyak angka saat ini mereka dapat menahan. Prinsip ini digunakan untuk koneksi paralel dari jenis yang sama dari sel-sel dalam baterai. Hal ini dilakukan, jika Anda ingin meningkatkan nilai arus yang masuk ke beban. Tetapi pada saat yang sama diperlukan untuk meningkatkan kekuatan dan sumber energi.

sambungan seri

Jika kita mempertimbangkan bank yang baterai, perlu untuk mengatakan bahwa mereka, sebagai suatu peraturan, di perumahan yang sama. Jenis serupa koneksi yang digunakan untuk mendapatkan kinerja yang hebat dengan hilangnya ketegangan kurang.

Melihat penggunaan desain ini bisa, dibongkar baterai otomotif yang timbal-asam. Dikatakan bahwa jenis penggunaan tidak hanya di perangkat baterai mobil, itu hanya cara yang paling mungkin untuk membuat keluar, bagaimana jenis koneksi. Dalam hal ini, Anda akan memastikan bahwa tidak ada kontak logam, dan ada hubungan galvanik handal melalui elektrolit. Tapi ini hanya dipahami dalam kaitannya dengan jenis ini. Dalam kasus lain, satu set tugas yang berbeda akan dilakukan koneksi.

Jenis baterai

Mereka berbeda karena tujuan mereka, peluang dan pelaksanaan materi. Saat ini, produksi modern menguasai produksi lebih dari tiga jenis lusin, yang berbeda dalam komposisi elektroda dan elektrolit yang digunakan. Misalnya, baterai li-ion dapat membanggakan keluarga 12 model terkenal. Kondisional dapat membedakan jenis berikut:

1. Timbal-asam.
2. Lithium.
3. baterai nikel-kadmium.

Ini adalah wakil yang paling populer. Tetapi untuk memahami peluang yang kami tawarkan untuk berkenalan dengan daftar bahan yang dapat berfungsi sebagai elektroda:

• besi;
• memimpin;
• titanium;
• lithium;
• cadmium;
• kobalt;
• nikel;
• seng;
• vanadium;
• perak;
• aluminium;
• sejumlah elemen lainnya, yang, bagaimanapun, sangat jarang.

Menggunakan bahan yang berbeda mempengaruhi karakteristik output diperoleh dan akibatnya pada lingkup. Jadi, misalnya, baterai li-ion yang digunakan dalam komputer dan perangkat mobile. Sementara nikel-kadmium digunakan sebagai pengganti konvensional sel elektrokimia. Secara teoritis, semua jenis baterai dapat beroperasi dengan beban apapun. Pertanyaannya adalah, bagaimana dibenarkan adalah aplikasi tersebut.

Fitur utama

Kita telah melihat bahwa baterai tersebut, perangkat struktur dari mana mereka dibuat. Sekarang mari kita fokus pada apa yang mempengaruhi operasi mereka. Penting bagi kita karakteristik adalah:

1. Kepadatan disebut kuantitas karakteristik rasio energi untuk volume atau berat baterai.
2. Hal ini mengacu pada kapasitas maksimum dari nilai baterai yang dapat memberikan selama proses discharge sampai tegangan terendah. Angka ini dinyatakan dalam ampere-jam atau coulomb. Hal ini juga dapat menunjukkan kapasitas energi. Hal ini diukur dalam watt-jam atau Joule. Masalah wadah tersebut - untuk melaporkan jumlah energi yang diberikan selama debit sampai tegangan minimum yang dapat diterima.
3. mode suhu mempengaruhi sifat listrik dari baterai. Ketika ada penyimpangan serius dari rentang operasi yang direkomendasikan produsen, ada probabilitas tinggi kegagalan power supply. Hal ini karena dingin dan panas mempengaruhi laju reaksi kimia, serta tekanan internal.
4. Hal ini mengacu pada self-discharge kehilangan kapasitas yang terjadi setelah baterai ketika tidak ada beban pada terminal. Dalam banyak hal, angka ini tergantung pada versi dan dapat ditingkatkan jika insulasi miskin.

Ini adalah karakteristik dari baterai dan memberikan bunga terbesar kepada kami. Tentu saja, jika Anda harus melakukan sesuatu yang baru dan eksklusif, yang sebelumnya tak terlihat, dan Anda mungkin perlu sesuatu yang lebih. Tapi ini sangat tidak mungkin.

Perangkat elektroda

Sebagai contoh, kita ambil piring memimpin. Meskipun orang-orang dulu. Modern piring yang terbuat dari paduan timbal-kalsium. Ini mencapai tingkat rendah diri-discharge baterai (kapasitas 50% hilang selama 18 bulan). Hal ini juga memungkinkan untuk menggunakan air dengan hemat (dari 1 gram per ampere jam).

Anda dapat bertemu dan konstruksi hybrid di mana, selain memimpin, ditambahkan ke elektroda positif antimon, dan di negatif - kalsium. Namun, dalam kasus tersebut, ada konsumsi air meningkat. Untuk meningkatkan ketahanan terhadap proses korosi, tambahkan timah atau perak.

Elektroda dibuat dengan struktur kisi aktif komposisi lapisan dilapisi. Prinsip operasi dari baterai sangat tergantung pada bahan apa yang digunakan untuk piring. Kami menganggap memimpin, yang mudah untuk belajar, tapi untuk memusatkan perhatian pada mereka selalu tidak merekomendasikan.

elektrolit

Kami menganggap semua baterai timbal-asam yang sama. Sebagai elektrolit di mana mereka ditempatkan, sering bertindak asam sulfat. Ini memiliki kepadatan tertentu yang dapat bervariasi tergantung pada tingkat baterai. Dalam hal ini, prinsip: semakin besar, semakin tinggi. Seiring waktu, elektrolit menguap, dan kapasitas baterai berkurang. Umur mempengaruhi operasi tertentu (sesuai dengan peraturan keselamatan). Baterai elektrolit dapat dari dua jenis:

• cair;
• dalam bentuk bahan khusus diresapi.

Pada saat ini, jenis yang paling umum pertama.

baterai operasi

Menggunakan baterai isi ulang dapat dilihat hampir di mana-mana. Pikirkan tentang ponsel atau mobile Anda listrik terputus pasokan untuk komputer. Dalam sebuah senter biasa dapat diberikan sebagai contoh (desain modern semakin diproduksi dengan built-in baterai isi ulang dan tidak dirancang untuk sel galvanik). Dan mobil? Sistem "stop-start" dan pengereman regeneratif dengan mengoperasikan baterai, dan mereka menempatkan tuntutan yang tinggi pada starting saat ini, debit dalam dan daya tahan. Seperti yang Anda lihat, tanpa pasokan listrik ini sulit untuk dilakukan dalam kehidupan modern kepada siapa pun.

Skema pembangunan baterai

Kami meninjau informasi dasar tentang perangkat ini. Mari kita bahkan memperhatikan konsep seperti sirkuit baterai. Memang, dalam rangka artikel pada dirinya masa lalu, hanya sepintas. Baterai skema saat ini, menurut sejarah, pertama kali didirikan oleh fisikawan Perancis Gaston Plante. Daerah ciptaan-Nya dari 10 meter persegi! baterai yang modern, pada kenyataannya, hanya sangat berkurang dan salinan selesai kecil dari baterai nya. Terlihat dengan unsur manusia adalah satu-satunya kasus. Ini memberikan kesamaan dan integritas struktural.