Bateries: una operació del dispositiu, el principi de funcionament i l'esquema

fonts autònomes d'energia elèctrica són alguns dels invents més útils de la humanitat. Què és un telèfon o ràdio, que no tenen piles? El dispositiu de molts dispositius, així com les condicions d'utilització no sempre proporcionen una font d'alimentació permanent, de manera que aquestes fonts d'energia poden operar còmodament a qualsevol part del món. Després d'un breu prefaci, anirem a l'article.

Què és una bateria?

En un sentit ampli, aquest terme s'entén un dispositiu que sota algunes condicions d'ús pot emmagatzemar qualsevol tipus d'energia, i en altres - per passar a satisfer les necessitats humanes.

Bateries acumulen energia elèctrica des d'una font d'alimentació externa, i després li donen als consumidors connectats de manera que puguin fer la seva feina. Per tant, quan els dispositius són reaccions permanentment químiques entre l'electròlit i les plaques d'elèctrode. Per cert, aquest disseny està disponible en els bancs, i dels quals es formen les piles. dispositiu de dades construcció proporciona per la tensió, generalment 1.2-2 V, que és molt poc. Per tant, per augmentar el rendiment de les fonts d'alimentació, i l'ús de diferents tipus de connexió.

Com treballar amb la descàrrega de les bateries?

dispositiu d'alimentació de dades proporciona una connexió amb els pros i els contres. Ells funcionen de la següent: quan la càrrega està connectat als elèctrodes (com a exemple podem considerar una bombeta), hi ha un circuit elèctric tancat. A mesura que comença a fluir el corrent de descàrrega. Està format pel moviment dels electrons, els anions i cations. Una informació més detallada sobre com i per què es porta a terme, es pot dir simplement a tall d'exemple.

Suposem que tenim una bateria on l'elèctrode positiu - és l'òxid de níquel, que s'ha afegit grafit per millorar la conductivitat. esponja de cadmi es va utilitzar per a la placa negativa. Així que, quan hi ha una descàrrega, les partícules de la d'oxigen actiu s'allibera i cauen en l'electròlit. D'aquesta manera se separen de les parts que són com l'electricitat (com ara electrons). Les partícules d'oxigen actiu es dirigeixen cap a les plaques negatives, en què s'oxiden cadmi.

funcionament de la bateria en un càrrec

S'ha de desconnectar la càrrega en els terminals de les plaques. També alimentats, típicament un voltatge DC (però poden ser premuts, segons el cas) que és més gran que el valor de la bateria que es carrega. D'altra banda, la polaritat ha de ser la mateixa. És a dir menys i més terminal del consumidor i de la font han de coincidir. Recordeu que el carregador ha de posseir necessàriament més energia que la que hi ha a la bateria, amb la finalitat de suprimir les restes de l'energia en ell i crear un corrent elèctric en la adreça oposada a la descàrrega. Com a resultat, el canvi i processos químics que tenen lloc a la bateria.

Vegem un exemple del paràgraf anterior de l'article. Aquí l'elèctrode positiu es veurà enriquida amb oxigen, i el negatiu recuperar el cadmi pur. Resumint, podem dir que en el moment de càrrega i descàrrega només canviar la composició química dels elèctrodes. Això no s'aplica al electròlit. Però pot evaporar-se, el que tindrà un impacte negatiu en la vida de la bateria.

Per tant, hem examinat el principi de funcionament de qualsevol bateria. Ara anem a aprendre com durant el funcionament pot millorar el seu rendiment.

connexió en paral·lel

El valor actual depèn d'un gran nombre de factors. Primer i abans que res sota d'entendre el disseny, els materials utilitzats i les seves dimensions. La gran superfície dels elèctrodes són, les xifres més actuals que poden suportar. Aquest principi s'utilitza per a la connexió en paral·lel del mateix tipus de cèl·lules en les bateries. Això es fa, si es vol augmentar el valor del corrent que va a la càrrega. Però al mateix temps necessari per elevar la font d'alimentació i l'energia.

connexió en sèrie

Si considerem els bancs dels quals les bateries, cal dir que són, per regla general, en la mateixa embolcall. Un tipus similar de connexió utilitzat per obtenir un gran rendiment amb menor pèrdua de tensió.

Vegeu més usos d'aquest disseny pot, bateries d'automòbils desmuntats són de plom-àcid. Es diu que aquest tipus d'ús no només en el dispositiu de la bateria de l'automòbil, és simplement la manera més probable que fos, com funciona aquest tipus de connexió. En aquest cas, s'ha d'assegurar que no hi ha contacte metall, i hi havia una connexió galvànica fiable a través de l'electròlit. Però això és només per ser entès en relació amb aquest tipus. En altres casos, una tasca conjunt diferent es durà a terme la connexió.

Tipus de bateries

Es diferencien pels seus usos, les oportunitats i aplicació del material. De moment, la producció moderna domina la producció de més de tres dotzenes de tipus, que difereixen en la composició dels elèctrodes i l'electròlit utilitzat. Per exemple, les bateries de ions de liti poden presumir d'una família de 12 models ben coneguts. Condicionalment pot distingir els següents tipus:

1. El plom-àcid.
2. Liti.
3. Les bateries de níquel-cadmi.

Es tracta dels representants més populars. Però per entendre les oportunitats que oferim a conèixer la llista de materials que poden servir com a elèctrodes:

• ferro;
• plom;
• titani;
• de liti;
• cadmi;
• cobalt;
• níquel;
• zinc;
• vanadi;
• plata;
• alumini;
• un nombre d'altres elements, que, però, són molt rares.

L'ús de diferents materials afecta les característiques de sortida obtinguts i en conseqüència sobre l'abast. Així, per exemple, les bateries d'ió-liti es fan servir a l'ordinador i els dispositius mòbils. Mentre que la de níquel-cadmi s'utilitzen com un reemplaçament per convencionals cèl·lules electroquímiques. En teoria, tots els tipus de bateries poden funcionar amb qualsevol càrrega. L'única pregunta és, com justifica és una aplicació d'aquest tipus.

Característiques principals

Ja hem vist que aquest tipus de bateries, el dispositiu de les estructures de la qual estan fets. Ara ens centrarem en el que afecta al seu funcionament. Important per a nosaltres característiques són:

1. Densitat diu magnitud característica de relació d'energia al volum o pes de la bateria.
2. Es refereix a la capacitat màxima del valor de la bateria que pot donar durant el procés de descàrrega fins a un voltatge més baix. Aquesta xifra s'expressa en amperes-hora o coulombs. També pot indicar la capacitat d'energia. Es mesura en watts-hora o Joules. El problema d'un recipient a tal - per informar de la quantitat d'energia que es dóna durant la descàrrega fins a una tensió mínim acceptable.
3. la manera de temperatura afecta les propietats elèctriques de la bateria. Quan hi ha una greu desviació de la gamma d'operació recomanat del fabricant, hi ha una alta probabilitat d'una fallada d'alimentació. Això és perquè el fred i la calor afecten a la velocitat de les reaccions químiques, així com la pressió interna.
4. Es refereix a la autodescàrrega pèrdua de capacitat que es produeixen després de la bateria quan no hi ha càrrega en els terminals. En molts sentits, aquesta xifra depèn de la versió i es pot augmentar si l'aïllament pobre.

Aquestes són les característiques de les bateries i proporcionen el major interès per a nosaltres. Per descomptat, si vostè ha de fer alguna cosa nova i exclusiu, inèdit, i és possible que tingui alguna cosa més. Però això és molt poc probable.

Els elèctrodes del dispositiu

A tall d'exemple, prenem les plaques de plom. Tot i que els que una vegada van ser. placa modern fet d'aliatge de plom-calci. Amb això s'aconsegueix un baix nivell d'auto-descàrrega de la bateria (capacitat 50% es perd durant 18 mesos). També permet utilitzar aigua amb moderació (d'1 gram per ampere-hora).

Es pot conèixer i construcció híbrida on, a més de plom, s'afegeix a l'elèctrode positiu d'antimoni, i en sentit negatiu - de calci. No obstant això, en aquests casos, hi ha un major consum d'aigua. Per augmentar la resistència a processos de corrosió, afegir estany o plata.

Els elèctrodes fabricats amb l'estructura reticular de la capa revestida composició activa. El principi de funcionament de la bateria depèn en gran mesura de quin material s'utilitza per les plaques. Considerem que el plom, que són fàcils d'aprendre, però a centrar-se en ells sempre que no es recomanen.

electròlit

Considerem totes les mateixes bateries de plom-àcid. A mesura que l'electròlit en el qual es col·loquen, sovint actua àcid sulfúric. Té una densitat específica que pot variar depenent del nivell de la bateria. En aquest cas, el principi: la més gran, la més alta. Amb el temps, l'electròlit s'evapora, i la capacitat de la bateria disminueix. Vida útil afectarà en particular l'operació (compliment de les normes de seguretat). L'electròlit de la bateria pot ser de dos tipus:

• líquid;
• en forma de materials especials impregnades.

De moment, el tipus més freqüent en primer lloc.

bateries d'operació

L'ús de bateries recarregables es pot veure a gairebé tot arreu. Penseu en els seus telèfons mòbils o sistemes d'alimentació ininterrompuda per a ordinadors. En una llanterna ordinària pot donar-se com un exemple (dissenys moderns es fabriquen cada vegada més amb la bateria incorporada recarregable i no estan dissenyats per a les cèl·lules galvàniques). I els cotxes? Els sistemes de "stop-start" i la frenada regeneratiu fent funcionar les bateries, i que exigeixen molt de corrent d'arrencada, descàrrega profunda i durabilitat. Com es pot veure, sense aquestes fonts d'alimentació és difícil de fer a la vida moderna a qualsevol.

Esquema de la construcció de la bateria

Hem revisat la informació bàsica sobre aquests dispositius. Anem a prestar atenció fins i tot a un concepte com el circuit de la bateria. En efecte, en el marc d'articles sobre ell el passat, només de passada. Bateria esquema actual, segons la història, es va establir per primera vegada pel físic francès Gaston Planta. L'àrea de les seves creacions de 10 metres quadrats! les bateries modernes, de fet, són només redueixen en gran mesura i petites còpies acabades de la seva bateria. Visible per a l'element humà és l'únic cas. Proporciona comú i la integritat estructural.