Nízkoenergetické prenosné zariadenia sú často navrhnuté tak, aby boli napájané malými suchými článkami, ktoré nie sú určené na dobíjanie. V každodennom živote sa takéto jednorazové zdroje chemického napätia nazývajú batérie. Obľúbené sú batérie štandardných veľkostí AA a AAA. Tieto písmená označujú externý formát batérie. Vnútorná štruktúra môže byť úplne iná. V tomto prevedení sa vyrábajú rôzne typy batérií, vrátane dobíjacích (akumulátory).
Obsah
Čo je batéria
Pojem „batéria“ nie je úplne správny. Batéria je zdroj energie, ktorý sa skladá z niekoľkých prvkov. Plnohodnotnú batériu teda možno nazvať prvkom 3R12 (3LR12) - „štvorcovou batériou“ (336 podľa sovietskej klasifikácie) - pozostávajúcou z troch prvkov.Batéria sa tiež skladá zo 6 článkov prvku 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Ale názov „batéria“ sa v každodennom živote používa aj pre jednoprvkové chemické zdroje energie vrátane veľkostí AA a AAA. V anglickej terminológii sa jeden prvok nazýva Cell a batéria dvoch alebo viacerých zdrojov napätia sa nazýva Battery.
Takéto prvky sú hermeticky uzavreté valcové nádoby. Prechádzajú transformáciou chemickú energiu na elektrickú. Činidlá (oxidačné činidlo a redukčné činidlo), ktoré vytvárajú EMP, sú umiestnené v pohári zinku alebo ocele. Spodná časť skla slúži ako záporný pól. Predtým sa celý vonkajší povrch skla dával pod negatívny pól, ale táto cesta viedla k častým skratom. Okrem toho bol povrch valca vystavený korózii, čo viedlo k zníženiu životnosti a skladovaniu prvku. V moderných batériách sa na vonkajšiu stranu nanáša povlak na ochranu proti korózii a slúži ako izolácia proti skratu. Zberač prúdu kladného pólu je grafitová tyč, ktorá je vyvedená.
Typy batérií
Batérie sú rozdelené do kategórií podľa rôznych kritérií. Hlavná by mala byť uznaná ako chemické zloženie - technológia na získanie EMF. Pre praktické použitie existuje niekoľko ďalších rôznych charakteristík.
Podľa chemického zloženia
Potenciálny rozdiel na póloch galvanických článkov vzniká v dôsledku chemickej reakcie medzi látkami v roztoku elektrolytu a zastaví sa, keď zložky úplne zreagujú. Potrebné procesy môžete dosiahnuť rôznymi spôsobmi. Podľa tohto kritéria sa batérie delia na:
- Soľ. Tradičný typ batérií, vynájdený asi pred 100 rokmi.Reakcia medzi zinkom a oxidom manganičitým prebieha v elektrolytickom médiu - zahustenom roztoku amónnej soli. Spolu s nízkou hmotnosťou a nízkou cenou majú tieto prvky množstvo významných nevýhod:
- malá nosnosť;
- tendencia k samovybíjaniu počas skladovania;
- slabý výkon pri nízkych teplotách.
Technológia výroby sa považuje za zastaranú, preto sú takéto prvky na trhu galvanických článkov vytláčané novými typmi.
- Alkalické (alkalické) prvky sa považujú za modernejšie. Sú usporiadané rovnakým spôsobom, ale elektrolytom je alkalický roztok (hydroxid draselný). Tieto batérie majú výhody oproti fyziologickým:
- veľká kapacita a nosnosť;
- nízky samovybíjací prúd určuje dlhú trvanlivosť;
- dobrý výkon pri nízkych teplotách.
Musíte za to zaplatiť veľkou hmotnosťou a zvýšenou cenou.
- Najvyspelejšie bunky v súčasnosti sú lítium (nezamieňajte s lítiovými batériami!). Ako "plusové" činidlo používajú lítium, ten negatívny môže byť iný. Ako elektrolyt sa používajú aj rôzne kvapaliny. Táto technológia vám umožňuje získať prvky, ktoré majú nasledujúce výhody:
- nízka hmotnosť (menej ako iné typy);
- dlhá životnosť vďaka veľmi nízkemu samovybíjaniu;
- zvýšená kapacita a nosnosť.
Na druhej strane stupnice - vysoké náklady.
Podľa týchto troch technológií sa vyrábajú prvky veľkosti AA a AAA. Za zmienku stoja dva ďalšie typy batérií:
- ortuť;
- striebro.
Podľa týchto technológií sa vyrábajú najmä batérie diskového typu.Takéto prvky majú svoje výhody aj nevýhody, no dni ortuťových batérií sú zrátané – medzinárodné dohody naznačujú pokles objemu výroby a úplný zákaz výroby v najbližších rokoch.
Podľa veľkosti
Veľkosť (presnejšie objem) batérie jednoznačne určuje jej elektrickú kapacitu (v rámci technologických limitov) – čím viac činidiel je možné umiestniť do valca, tým dlhšie trvá reakcia. Kapacita soľnej bunky veľkosti AA bude väčšia ako kapacita soľnej bunky AAA. K dispozícii sú aj iné tvarové faktory AA batérií:
- A (väčšie ako AA);
- AAAA (menej ako AAA);
- C - stredná dĺžka a zvýšená hrúbka;
- D - zvýšená dĺžka a hrúbka.
Tieto typy prvkov nie sú také populárne, ich rozsah je obmedzený. Oba typy sa vyrábajú iba alkalickými a soľnými technológiami.
Podľa menovitého napätia
Menovité napätie jednočlánkovej batérie je určené jej chemickým zložením. Jednotlivé alkalické soľné galvanické články vydávajú pri nečinnosti napätie 1,5 V. Lítiové zdroje sú dostupné ako s napätím 1,5 V (pre kompatibilitu s inými typmi), tak aj so zvýšeným napätím (do 3 V). Ale v uvažovaných veľkostiach si môžete kúpiť iba jeden a pol voltové prvky - aby ste sa vyhli zámene.
Pri nových batériách je napätie pri menovitom zaťažení blízke tejto hodnote. Čím viac je chemický zdroj vybitý, tým viac klesá výstupné napätie pri zaťažení.
Články je možné zbierať do batérií. Potom sa výstupné napätie stane násobkom napätia jedného prvku. Takže batéria 6R61 ("Krona") obsahuje 6 jeden a pol voltových článkov.Vydávajú celkové napätie 9 voltov. Veľkosť každého článku je malá a kapacita takejto batérie je nízka.
Aké batérie sa nazývajú prst a malíček
Obe tieto veľkosti galvanických článkov patria do triedy prstových batérií. Tento technický termín sa používa od sovietskych čias na označenie batérií podobného tvaru. ZSSR produkoval jednoprvkové soľné články "Urán M" (316) a alkalické "Quantum" (A316), zodpovedajúce súčasnému typu AA. Existovali aj ďalšie valcové prvky prstov iných veľkostí a proporcií.
V deväťdesiatych rokoch minulého storočia obchodníci na trhoch vytvorili termín „malíčkové“ batérie, aby odlíšili AAA články od iných tvarových faktorov. Toto meno sa rozšírilo v každodennom živote. Ale jeho použitie v technických materiáloch je prinajmenšom neprofesionálne.
Hlavné technické vlastnosti batérií AA a AAA
Hlavným rozdielom medzi prstovými batériami AA a AAA je veľkosť. A ten, ako už bolo spomenuté, určuje kapacitu.
| Veľkosť | Dĺžka, mm | Priemer, mm | Elektrická kapacita, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Lítium | Soľ | zásadité | Lítium | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | do 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Je potrebné mať na pamäti, že elektrická kapacita závisí od vybíjacieho prúdu a jej nominálna hodnota pre akýkoľvek typ prvkov nepresahuje niekoľko desiatok miliampérov. Pri prúdoch nad 100 mA bude kapacita batérie oveľa nižšia. To znamená, že 1000 mAh článok, vybíjaný prúdom 10 mA, vydrží cca 100 hodín. Ak je však vybíjací prúd 200 mA, nabíjanie sa vyčerpá oveľa skôr ako 5 hodín. Kapacita sa niekoľkokrát zníži. S klesajúcou teplotou sa tiež zníži elektrická kapacita akéhokoľvek prvku.
V závislosti od veľkosti a technológie majú batérie rôznu hmotnosť, aj keď táto charakteristika je zriedka rozhodujúca - hmotnosť zariadenia vo väčšine prípadov výrazne prevyšuje hmotnosť niekoľkých batérií. Častejšie je to potrebné vedieť pre účely skladovania a prepravy galvanických článkov.
| Veľkosť | Hmotnosť, g | ||
|---|---|---|---|
| Soľ | zásadité | Lítium | |
| AA | až 15 | až do 25 | až 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | do 10 |
Hmotnosť batérií sa líši v závislosti nielen od technológie výroby, ale aj od spôsobu výroby skla. Môže to byť kov s plastovým povlakom alebo úplne polymér. S tromi silovými prvkami môžete vyhrať nanajvýš 30 gramov závažia. Je nepravdepodobné, že by sa to mohlo stať určujúcim kritériom pri výbere.
Skladovateľnosť je určená samovybíjacím prúdom a kapacitou článku. Samovybíjanie závisí od technológie, kapacita závisí od tvarového faktora. V praxi však druhá charakteristika menej prispieva k úniku náboja počas skladovania. Aspoň to ubezpečujú výrobcovia, ktorí uvádzajú približne rovnaké obdobia v skladoch pre prvky AA a AAA. Na trvanlivosť vplýva aj teplota – s jej nárastom sa trvanlivosť znižuje.
| Veľkosť | Čas použiteľnosti, roky | ||
|---|---|---|---|
| Soľ | zásadité | Lítium | |
| AA, AAA | do 3 | až 5 | 12-15 |
Soľné prvky majú ďalší problém. Z batérií nízkej kvality môže unikať elektrolyt. Preto bude skutočná trvanlivosť v tomto prípade ešte kratšia.
Zdroje je možné prevádzkovať v rôznych podmienkach vrátane teploty. A vhodnosť galvanických článkov bude rôzna – aj v závislosti od technológie výroby. Bolo spomenuté, že soľné batérie nefungujú dobre pri teplotách pod nulou.Lítium má napriek všetkým svojim výhodám hornú hranicu +55 °C (spodná hranica je až mínus 40 (zvyčajne až mínus 20), v závislosti od výrobcu). Alkalické majú široký rozsah – približne od mínus 30 do +60 °C a sú v tomto smere najuniverzálnejšie.
Stručne povedané, treba poznamenať, že rodiny AA a AAA v skutočnosti zahŕňajú veľké množstvo variácií galvanických článkov. Môžete si vybrať batériu pre širokú škálu prevádzkových podmienok a široký rozsah nákladov.
Podobné články:
