البطاريات: عملية الجهاز، ومبدأ التشغيل ومخطط

مصادر مستقلة للكهرباء هي من بين الاختراعات الأكثر فائدة للبشرية. ما هو الهاتف أو الراديو، التي ليس لديها البطاريات؟ تركيب العديد من الأجهزة، فضلا عن ظروف استخدامها لا توفر دائما امدادات الطاقة دائم، لذلك يمكن لهذه مصادر الطاقة تعمل بشكل مريح في أي مكان في العالم. بعد مقدمة قصيرة، دعونا ننكب على هذه المادة.

ما هي البطارية؟

بمعنى واسع، وهذا المصطلح يعني جهاز تحت بعض شروط الاستخدام يمكن تخزين أي نوع من الطاقة، وفي حالات أخرى - لقضاء لتلبية الاحتياجات البشرية.

بطاريات تتراكم الكهرباء من مصدر طاقة خارجي، ومن ثم يعطيها للمستهلكين متصل حتى يتمكنوا من القيام بعملهم. وهكذا، عندما الأجهزة التفاعلات الكيميائية بشكل دائم بين بالكهرباء ولوحات الكهربائي. بالمناسبة، هذا التصميم هو متاح في البنوك، والتي تتشكل البطاريات. يوفر جهاز بيانات البناء للجهد، وعادة 1.2-2 V، وهو قليل جدا. لذلك، لزيادة أداء إمدادات الطاقة، واستخدام أنواع مختلفة من الاتصال.

كيفية العمل مع تفريغ البطاريات؟

يوفر جهاز بيانات امدادات الطاقة اتصال إلى إيجابيات وسلبيات. وهي تعمل على النحو التالي: عند توصيل الحمل إلى الأقطاب (على سبيل المثال يمكن أن نعتبر المصباح الكهربائي)، هناك دائرة كهربائية مغلقة. وهي تبدأ في التدفق التصريف الحالي. تشكيلها من قبل حركة الالكترونات، الأنيونات والكاتيونات. معلومات أكثر تفصيلا حول كيف وماذا يحدث، يمكن أن أقول لكم فقط على سبيل المثال.

لنفترض أن لدينا بطارية حيث القطب الموجب - هو أكسيد النيكل، والتي تم إضافتها الجرافيت لتحسين التوصيل. تم استخدام اسفنجة الكادميوم لوحة السلبية. لذلك، عندما يكون هناك التفريغ، وجزيئات الأكسجين النشطة يتم تحرير وتقع في بالكهرباء. وبالتالي ينفصلون عن الأجزاء التي هي على النحو الكهرباء (مثل الإلكترونات). وتوجه جزيئات الأكسجين النشط تجاه لوحات السلبية، حيث تتأكسد أنها الكادميوم.

أداء البطارية في تهمة

يجب فصل الحمل في المحطات من لوحات. أنها تتغذى أيضا، عادة ما يكون الجهد DC (ولكن قد يكون نابض، تبعا للحالة) أكبر من قيمة البطارية التي يتم شحنه. وعلاوة على ذلك، يجب أن تكون قطبية نفسه. وهذا هو ناقص وزائد محطة للمستهلك ويجب أن تطابق المصدر. لاحظ أن الشاحن يجب أن تمتلك بالضرورة أكثر قوة من هناك في البطارية، وذلك لمنع فلول الطاقة فيه، وخلق تيار كهربائي الذي الاتجاه هو عكس التفريغ. نتيجة لذلك، التغيير والكيميائية العمليات التي تجري في البطارية.

دعونا ننظر إلى مثال من الفقرة السابقة من هذه المادة. هنا سيتم إثراء القطب الموجب مع الأكسجين، والسلبية استعادة الكادميوم النقي. يلخص، يمكننا أن نقول أنه في وقت الشحن وتفريغ فقط تغيير التركيب الكيميائي من الأقطاب الكهربائية. هذا لا ينطبق على بالكهرباء. ولكن يمكن أن تتبخر، والتي سوف يكون لها تأثير سلبي على عمر البطارية.

وهكذا، درسنا مبدأ تشغيل أي بطارية. الآن دعونا نتعلم كيف أثناء العملية يمكن تحسين أدائها.

اتصال موازية

تعتمد القيمة الحالية على عدد كبير من العوامل. أولا وقبل كل شيء في إطار ذلك فهم التصميم والمواد المستخدمة وأبعادها. على مساحة واسعة من الأقطاب هي، والمزيد من الأرقام الحالية أنها يمكن أن تحمل. ويستخدم هذا المبدأ لاتصال موازية من نفس النوع من الخلايا في البطاريات. يتم ذلك، إذا كنت ترغب في زيادة قيمة التيار الذي يذهب إلى هذا العبء. ولكن في نفس الوقت الضروري لرفع مصدر القوة والطاقة.

اتصال سلسلة

وإذا نظرنا إلى البنوك التي البطاريات، فمن الضروري أن نقول إن هم، كقاعدة عامة، في نفس السكن. وهناك نوع مماثل من اتصال تستخدم للحصول على أداء رائعا مع أقل خسارة التوتر.

اطلع على استخدام هذا التصميم يمكن، بطاريات السيارات تفكيكها هي الرصاص الحمضية. يشار الى ان هذا النوع من الاستخدام ليس فقط في الجهاز من بطارية السيارة، هو مجرد وسيلة الأكثر احتمالا أن تجعل من، كيف هذا النوع من الاتصال. في هذه الحالة، سوف نتأكد من أنه لا يوجد اتصال المعادن، وكان هناك اتصال كلفاني موثوق من خلال بالكهرباء. ولكن هذا فقط ليكون مفهوما بالنسبة لهذا النوع. وفي حالات أخرى، سيتم تنفيذ مهمة مجموعة مختلفة من الاتصال.

أنواع البطاريات

وهي تختلف لما لها من غرض والفرص وتنفيذ المواد. في هذه اللحظة، يتقن الانتاج الحديثة لإنتاج أكثر من ثلاثة أنواع اثني عشر، والتي تختلف في تكوينها من الأقطاب الكهربائية والمنحل بالكهرباء المستخدمة. على سبيل المثال، يمكن للبطاريات ليثيوم أيون تتباهى عائلة مكونة من 12 نماذج معروفة. بشروط يمكن التمييز بين الأنواع التالية:

1. الرصاص الحمضية.
2. الليثيوم.
3. بطاريات النيكل والكادميوم.

هذا هو ممثلي الأكثر شعبية. ولكن لفهم الفرص التي نقدمها للتعرف على قائمة المواد التي يمكن أن تكون بمثابة أقطاب:

• الحديد،
• قيادة.
• التيتانيوم.
• الليثيوم.
• الكادميوم؛
• الكوبالت.
• النيكل.
• الزنك؛
• الفاناديوم.
• فضة.
• الألومنيوم.
• عدد من العناصر الأخرى، التي، مع ذلك، هي نادرة جدا.

باستخدام مواد مختلفة تؤثر على خصائص الانتاج التي تم الحصول عليها وبالتالي على نطاق. لذلك، على سبيل المثال، تستخدم بطاريات ليثيوم أيون في الكمبيوتر والأجهزة النقالة. في حين يتم استخدام والكادميوم والنيكل كبديل عن التقليدية الخلايا الكهروكيميائية. نظريا، يمكن لجميع أنواع البطاريات تعمل مع أي حمولة. والسؤال الوحيد هو، كيف له ما يبرره هو مثل هذا الطلب.

الميزات الرئيسية

لقد رأينا بالفعل أن هذه البطاريات، وجهاز للهياكل من التي صنعت منها. الآن دعونا نركز على ما يؤثر على عملها. المهم بالنسبة لنا الخصائص هي:

1. كثافة تسمى كمية مميزة من نسبة الطاقة إلى حجم أو وزن البطارية.
2. فإنه يشير إلى السعة القصوى للقيمة البطارية التي يمكن أن تعطي أثناء عملية التفريغ حتى أدنى جهد. ويتم التعبير عن هذا الرقم في أمبير ساعة أو كولوم. فإنه قد يشير أيضا قدرة الطاقة. ويقاس في واط ساعة أو جول. مشكلة مثل هذه الحاويات - للإبلاغ عن كمية الطاقة التي تعطى أثناء التفريغ حتى الحد الأدنى من الجهد مقبول.
3. يؤثر وضع درجة الحرارة الخواص الكهربائية للبطارية. عندما يكون هناك انحراف خطير من نطاق التشغيل الموصى بها من الشركة المصنعة، وهناك احتمال كبير لفشل امدادات الطاقة. وذلك لأن البرودة والحرارة تؤثر على معدل التفاعلات الكيميائية، فضلا عن الضغط الداخلي.
4. وهو يشير إلى فقدان قدرة التفريغ الذاتي التي تحدث بعد البطارية عندما لا يكون هناك الحمل على المحطات. في نواح كثيرة، ويعتمد هذا الرقم على نسخة ويمكن زيادة إذا العزل الفقراء.

هذه هي خصائص البطاريات وتوفير أكبر قدر من الفائدة لنا. وبطبيعة الحال، إذا كان لديك لتفعل شيئا جديدا والحصرية، الغيب سابقا، والتي قد تحتاج شيء أكثر من ذلك. ولكن هذا من المستبعد جدا.

الأقطاب جهاز

وكمثال على ذلك، ونحن نأخذ لوحات الرصاص. ورغم أن هذه كانت مرة واحدة. لوحة حديثة مصنوعة من سبائك الرصاص الكالسيوم. هذا يحقق مستوى منخفض من التفريغ الذاتي (فقدان قدرة 50٪ لمدة 18 شهرا) البطارية. كما يسمح لاستخدام المياه لماما (من 1 جرام لكل أمبير ساعة).

يمكنك الالتقاء والبناء هجين حيث، بصرف النظر عن الرصاص، يضاف إلى القطب الموجب من الأنتيمون، والسلبية - الكالسيوم. ومع ذلك، في مثل هذه الحالات، هناك زيادة في استهلاك المياه. لزيادة المقاومة لعمليات التآكل، إضافة القصدير أو الفضة.

الأقطاب الكهربائية المصنوعة من بنية شعرية للتكوين طبقة المغلفة النشطة. مبدأ تشغيل البطارية يعتمد إلى حد كبير على ما هي المواد المستخدمة لوحات. ونحن نعتبر أن الرصاص، والتي هي سهلة التعلم، ولكن لنركز عليهم دائما لا يوصي.

المنحل بالكهرباء

ونحن نعتبر كل نفس بطاريات الرصاص الحمضية. كما بالكهرباء التي يتم وضعها، وغالبا ما يعمل حمض الكبريتيك. ولديها كثافة معينة التي يمكن أن تختلف تبعا لمستوى البطارية. في هذه الحالة، فإن مبدأ: كلما زاد، وأعلى. مع مرور الوقت، يتبخر بالكهرباء، ويقلل من قدرة البطارية. عمر تؤثر على عملية معينة (الامتثال لقواعد السلامة). بالكهرباء بطارية يمكن أن يكون على نوعين:

• السائل.
• في شكل مواد خاصة المشرب.

في هذه اللحظة، النوع الأكثر انتشارا أولا.

بطاريات التشغيل

باستخدام البطاريات القابلة للشحن ويمكن رؤيته في كل مكان تقريبا. التفكير في الهاتف أو المحمول الطاقة غير المنقطعة لوازم لأجهزة الكمبيوتر. في يمكن إعطاء المصباح الكهربائي العادي كمثال (يتم تصنيع التصاميم الحديثة على نحو متزايد مع المدمج في بطارية قابلة للشحن وليست مصممة للخلايا كلفاني). والسيارات؟ نظم "توقف بداية" والتجدد الكبح من خلال تشغيل البطاريات، ويضعون مطالب كبيرة على التشكيلة الأساسية، الحالي التفريغ العميق والمتانة. كما ترون، من دون هذه إمدادات الطاقة من الصعب القيام به في الحياة الحديثة إلى أي شخص.

مخطط بناء البطارية

استعرضنا المعلومات الأساسية عن هذه الأجهزة. السماح حتى لإيلاء الاهتمام لمثل هذا المفهوم والدائرة البطارية. في الواقع، في إطار المادتين عليه في الماضي، إلا بشكل عابر. النظام الحالي البطارية، وفقا للتاريخ، وقد أنشئت لأول مرة من قبل الفيزيائي الفرنسي غاستون بلانت. مجال إبداعاته من 10 متر مربع! البطاريات الحديثة، في الواقع، هي مجرد تقلص إلى حد كبير وقليل نسخ الانتهاء من البطارية له. مرئية للعنصر البشري هي الحالة الوحيدة. ويوفر القواسم المشتركة والسلامة الهيكلية.