168 Shares 7800 views

Baterias: a operação do dispositivo, o princípio de funcionamento eo esquema

fontes autónomas de energia elétrica estão entre as invenções mais úteis de humanidade. O que é um telefone ou rádio, que não têm baterias? O dispositivo de muitos dispositivos, bem como as suas condições de utilização nem sempre fornecem uma fonte de energia permanente, portanto, estas fontes de energia podem operar confortavelmente em qualquer lugar do mundo. Depois de um breve prefácio, vamos começar com o artigo.

O que é uma bateria?

Em um sentido amplo, este termo significa um dispositivo que sob certas condições de uso pode armazenar qualquer tipo de energia, e em outros – que gastar para satisfazer as necessidades humanas.

Baterias acumular eletricidade a partir de uma fonte externa, e, em seguida, dar-lhe os consumidores conectados para que eles possam fazer o seu trabalho. Assim, quando os dispositivos são permanentemente reacções químicas entre o electrólito e as placas de eléctrodos. Aliás, este projeto está disponível em bancos, e de que as pilhas são formadas. dados dispositivo construção prevê a tensão, geralmente 1,2-2 V, o que é muito pouco. Portanto, para aumentar o desempenho de fontes de alimentação, e usar tipos diferentes de conexão.

Como trabalhar com a descarga baterias?

dispositivo de alimentação de dados proporciona uma ligação para as vantagens e desvantagens. Eles operam como se segue: quando a carga é ligada aos eléctrodos (como um exemplo, podemos considerar uma lâmpada de luz), há um circuito eléctrico fechado. Como ele começa a fluir corrente de descarga. Ele é formado pelo movimento dos electrões, aniões e catiões. Informações mais detalhadas sobre como eo que acontece, você pode dizer apenas a título de exemplo.

Vamos supor que temos uma bateria onde o eletrodo positivo – é o óxido de níquel, que foi adicionado grafite para melhorar a condutividade. esponja de cádmio foi utilizado para a placa negativa. Assim, quando há uma descarga, as partículas do oxigénio activo é libertada e cai para o electrólito. Assim, eles são separados dos componentes que são como electricidade (tal como electrões). As partículas de oxigénio activo são dirigidos para as placas negativas, onde eles são oxidados cádmio.

funcionamento da bateria a um custo

Você deve desconectar a carga nos terminais das placas. Eles também alimentado, tipicamente uma tensão de CC (mas pode ser pulsada, dependendo do caso) que é maior do que o valor da bateria que está a ser carregada. Além disso, a polaridade tem de ser o mesmo. Isso é menos e mais terminal do consumidor e a fonte devem coincidir. Note-se que o carregador deve necessariamente possuir mais poder do que existe na bateria, a fim de suprimir os restos de energia nele e criar uma corrente elétrica cuja direção é oposta à descarga. Como resultado, mudanças químicas e processos que ocorrem na bateria.

Vejamos um exemplo do parágrafo anterior do artigo. Aqui o eléctrodo positivo será enriquecido com oxigénio, e o negativo recuperar o cádmio puro. Resumindo, podemos dizer que, no momento da carga e descarga só mudam a composição química dos eletrodos. Isto não se aplica ao eletrólito. Mas pode evaporar, o que terá um impacto negativo sobre a vida da bateria.

Assim, examinamos o princípio de funcionamento de qualquer bateria. Agora vamos aprender durante a operação pode melhorar seu desempenho.

conexão paralela

O valor atual depende de um grande número de fatores. Em primeiro lugar, sob que entender o design, os materiais utilizados e as suas dimensões. A grande área dos eletrodos são, os números mais atuais que podem suportar. Este princípio é utilizado para a ligação em paralelo do mesmo tipo de células em baterias. Isto é feito, se você quiser aumentar o valor da corrente que vai para a carga. Mas, ao mesmo tempo necessário para levantar a fonte de alimentação e energia.

conexão em série

Se considerarmos os bancos de que as baterias, é necessário dizer que eles são, como regra, no mesmo corpo. Um tipo semelhante de ligação utilizado para obter grande desempenho com menos perda de tensão.

Veja o uso deste design pode, baterias automotivas desmontados são de chumbo-ácido. Diz-se que este tipo de utilização não só no dispositivo da bateria do carro, é simplesmente a forma mais provável de fazer para fora, como é que este tipo de conexão. Neste caso, você vai ter certeza de que não há contato metal, e havia uma conexão galvânica fiável através do eletrólito. Mas isso é apenas para ser entendida em relação a este tipo. Em outros casos, uma tarefa conjunto diferente será realizada a conexão.

Tipos de baterias

Eles diferem por causa de sua finalidade, oportunidades e implementação de material. Neste momento, a produção moderna domina a produção de mais do que três dúzia de tipos, que diferem na composição dos eléctrodos e o electrólito usado. Por exemplo, as baterias de lítio pode gabar-se de uma família de 12 modelos bem conhecidos. Condicionalmente pode distinguir os seguintes tipos:

  1. Chumbo-ácido.
  2. Lítio.
  3. baterias de níquel-cádmio.

Este é os representantes mais populares. Mas para entender as oportunidades que oferecemos para se familiarizar com a lista de materiais que podem servir como eletrodos:

  • ferro;
  • chumbo;
  • titânio;
  • de lítio;
  • cádmio;
  • cobalto;
  • níquel;
  • zinco;
  • vanádio;
  • prata;
  • alumínio;
  • uma série de outros elementos, que, no entanto, são muito raros.

Usando materiais diferentes afecta as características de saída obtido e, consequentemente, no âmbito. Assim, por exemplo, as baterias de iões de lítio são usadas em computadores e dispositivos móveis. Embora o níquel-cádmio são utilizadas como um substituto para convencionais células electroquímicas. Teoricamente, todos os tipos de baterias podem operar com qualquer carga. A única questão é, como justificado é um tal pedido.

principais Características

Já vimos que tais baterias, o dispositivo das estruturas a partir das quais eles são feitos. Agora vamos nos concentrar sobre o que afeta a sua operação. Importante para nós características são:

  1. Densidade chamado quantidade característica da relação de energia para o volume ou peso da bateria.
  2. Ele refere-se à capacidade máxima do valor da bateria que pode dar durante o processo de descarga até uma tensão mais baixa. Este valor é expresso em amperes-hora ou coulombs. Ele também pode indicar a capacidade de energia. É medido em watt-hora ou Joules. O problema de um tal recipiente – para comunicar a quantidade de energia que é dada durante a descarga até que uma voltagem mínima aceitável.
  3. Modo de temperatura afecta as propriedades eléctricas do acumulador. Quando há um desvio sério da gama de funcionamento recomendada do fabricante, há uma alta probabilidade de uma falha de alimentação. Isto é porque o frio e calor afectar a taxa de reacções químicas, bem como a pressão interna.
  4. Refere-se a perda de capacidade de auto-descarga que ocorrem após a bateria quando não há carga nos terminais. De muitas maneiras, este valor depende da versão e pode ser aumentada se o isolamento pobres.

Estas são as características das baterias e fornecer o maior interesse para nós. Claro, se você tem que fazer algo novo e exclusivo, inédito, e você pode precisar de algo mais. Mas isso é altamente improvável.

Os eléctrodos do dispositivo

Como um exemplo, podemos tomar as placas de chumbo. Embora aqueles que já foram. Modern placa feita de liga de chumbo-cálcio. Isto alcança um baixo nível de auto-descarga da bateria (50% de capacidade é perdida durante os 18 meses). Também permite o uso de água moderadamente (de 1 grama por ampere-horas).

Pode encontrar e construção híbrida onde, além de chumbo, é adicionado ao eléctrodo positivo de antimónio, e no negativo – cálcio. No entanto, em tais casos, há um aumento do consumo de água. Para aumentar a resistência a processos de corrosão, adicione estanho ou prata.

Eléctrodos com a estrutura de rede da camada de revestimento a composição activa. O princípio de funcionamento da bateria depende em grande medida o material é utilizado para as placas. Consideramos que o chumbo, que são fáceis de aprender, mas se concentrar neles é sempre não recomendo.

eletrólito

Consideramos todas as mesmas baterias de chumbo-ácido. À medida que o electrólito em que eles são colocados, muitas vezes age ácido sulfúrico. Tem uma densidade específica que pode variar dependendo do nível da bateria. Neste caso, o princípio: quanto maior, maior. Com o tempo, o eletrólito evapora, ea capacidade da bateria diminui. Tempo de vida afetam em particular operação (conformidade com os regulamentos de segurança). O eletrólito da bateria pode ser de dois tipos:

  • líquido;
  • sob a forma de materiais especiais impregnados.

No momento, o tipo mais prevalente em primeiro lugar.

baterias de operação

O uso de baterias recarregáveis pode ser visto em quase toda parte. Pense em seu telefone ou móveis de alimentação ininterrupta suprimentos para computadores. Em uma lanterna comum pode ser dado como um exemplo (projetos modernos estão cada vez mais fabricados com built-in bateria recarregável e não são projetados para células galvânicas). E os carros? Sistemas de "stop-start" e travagem regenerativa, operando as baterias, e eles são muito exigentes sobre a corrente de partida, descarga profunda e durabilidade. Como você pode ver, sem essas fontes de alimentação é difícil de fazer na vida moderna a ninguém.

Esquema de construção da bateria

Revisamos as informações básicas sobre esses dispositivos. Vamos ainda prestar atenção a um conceito como circuito na bateria. De fato, no âmbito de artigos sobre o passado, apenas de passagem. esquema de corrente da bateria, de acordo com a história, foi estabelecido pela primeira vez pelo físico francês Gaston Plante. A área de suas criações de 10 metros quadrados! baterias modernas, na verdade, são apenas muito reduzida e pouco cópias acabados de sua bateria. Visível para o elemento humano é o único caso. Ele fornece comunalidade e integridade estrutural.