Przenośny sprzęt o małej mocy jest często zaprojektowany do zasilania małymi suchymi ogniwami, które nie są przeznaczone do ładowania. W życiu codziennym takie jednorazowe chemiczne źródła napięcia nazywane są bateriami. Popularne są baterie o standardowych rozmiarach AA i AAA. Te litery wskazują zewnętrzny format baterii. Struktura wewnętrzna może być zupełnie inna. W tej formie produkowane są różne rodzaje baterii, w tym akumulatory (akumulatory).
Zawartość
Co to jest bateria
Termin „bateria” nie jest do końca poprawny. Bateria to źródło energii składające się z kilku elementów. Tak więc pełnoprawną baterię można nazwać elementem 3R12 (3LR12) - „kwadratową baterią” (336 według klasyfikacji sowieckiej) - złożoną z trzech elementów.Również bateria składa się z 6 ogniw elementu 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Ale nazwa „bateria” w życiu codziennym odnosi się również do jednoelementowych chemicznych źródeł zasilania, w tym rozmiarów AA i AAA. W terminologii angielskiej pojedynczy element nazywa się ogniwem, a bateria z dwóch lub więcej źródeł napięcia nazywa się akumulatorem.
Takimi elementami są hermetycznie zamknięte naczynia cylindryczne. Przechodzą transformację energia chemiczna na elektryczną. Odczynniki (utleniacz i reduktor) tworzące pole elektromagnetyczne umieszcza się w szklance cynkowej lub stalowej. Dolna część szkła służy jako ujemny zacisk. Wcześniej cała zewnętrzna powierzchnia szkła była pod biegunem ujemnym, ale ta droga prowadziła do częstych zwarć. Dodatkowo powierzchnia cylindra została narażona na korozję, co doprowadziło do skrócenia żywotności i przechowywania elementu. W nowoczesnych akumulatorach na zewnątrz nakładana jest powłoka chroniąca przed korozją i służąca jako izolacja przed zwarciami. Odbieraczem prądu bieguna dodatniego jest pręt grafitowy, który jest wyprowadzany.
Rodzaje baterii
Baterie są podzielone na kategorie według różnych kryteriów. Za główny należy uznać skład chemiczny - technologię otrzymywania EMF. Do praktycznego zastosowania istnieje jeszcze kilka różnych cech.
Według składu chemicznego
Różnica potencjałów na biegunach ogniw galwanicznych powstaje w wyniku reakcji chemicznej między substancjami w roztworze elektrolitu i zatrzymuje się po całkowitym przereagowaniu składników. Możesz osiągnąć niezbędne procesy na różne sposoby. Zgodnie z tym kryterium akumulatory dzielą się na:
- Sól. Tradycyjny typ baterii, wynaleziony około 100 lat temu.Reakcja między cynkiem a dwutlenkiem manganu zachodzi w środowisku elektrolitu - zagęszczonym roztworze soli amonowej. Wraz z niską wagą i niską ceną elementy te mają szereg istotnych wad:
- mała ładowność;
- skłonność do samorozładowania podczas przechowywania;
- słaba wydajność w niskich temperaturach.
Technologia produkcji uważana jest za przestarzałą, dlatego takie elementy na rynku ogniw galwanicznych są wypierane przez nowe typy.
- Elementy alkaliczne (alkaliczne) są uważane za bardziej nowoczesne. Są one ułożone w ten sam sposób, ale elektrolitem jest roztwór alkaliczny (wodorotlenek potasu). Baterie te mają przewagę nad solankami:
- duża pojemność i ładowność;
- niski prąd samorozładowania determinuje długi okres trwałości;
- dobra wydajność w niskich temperaturach.
Trzeba za to zapłacić dużą wagą i podwyższoną ceną.
- Obecnie najbardziej zaawansowanymi ogniwami są litowe (nie mylić z bateriami litowymi!). Jako odczynnik „plus” używają lit, negatywna może być inna. Jako elektrolit stosuje się również różne płyny. Technologia ta pozwala uzyskać elementy, które mają następujące zalety:
- niewielka waga (mniejsza niż inne typy);
- długi okres trwałości dzięki bardzo niskiemu samorozładowaniu;
- zwiększona pojemność i ładowność.
Z drugiej strony – wysoki koszt.
Według tych trzech technologii produkowane są elementy w rozmiarach AA i AAA. Warto wspomnieć o dwóch innych typach baterii:
- rtęć;
- srebro.
Według tych technologii produkowane są głównie akumulatory dyskowe.Takie elementy mają swoje wady i zalety, ale czasy baterii rtęciowych są policzone – umowy międzynarodowe sugerują spadek wielkości produkcji i całkowity zakaz produkcji w najbliższych latach.
Według rozmiaru
Wielkość (a dokładniej objętość) akumulatora jednoznacznie określa jego pojemność elektryczną (w granicach technologii) - im więcej odczynników można umieścić w cylindrze, tym dłużej trwa reakcja. Pojemność ogniwa solnego o rozmiarze AA będzie większa niż pojemność ogniwa solnego AAA. Dostępne są również inne typy baterii AA:
- A (większe niż AA);
- AAAA (mniej niż AAA);
- C - średnia długość i zwiększona grubość;
- D - zwiększona długość i grubość.
Tego typu elementy nie są tak popularne, ich zakres jest ograniczony. Oba typy są produkowane wyłącznie w technologii alkalicznej i solnej.
Według napięcia znamionowego
Napięcie znamionowe baterii jednoogniwowej zależy od jej składu chemicznego. Pojedyncze alkaliczne, solne ogniwa galwaniczne w stanie spoczynku dają napięcie 1,5 V. Dostępne są zasilacze litowe zarówno z napięciem 1,5 V (dla kompatybilności z innymi typami), jak i napięciem podwyższonym (do 3 V). Ale w rozważanych rozmiarach można kupić tylko półtora woltowe elementy - aby uniknąć nieporozumień.
W przypadku nowych akumulatorów napięcie pod obciążeniem znamionowym jest zbliżone do tej wartości. Im bardziej źródło chemiczne jest rozładowywane, tym bardziej spada napięcie wyjściowe pod obciążeniem.
Komórki można zbierać w baterie. Wtedy napięcie wyjściowe staje się wielokrotnością napięcia jednego elementu. Tak więc bateria 6R61 ("Krona") zawiera 6 półtorawoltowych ogniw.Dają łączne napięcie 9 woltów. Wielkość każdego ogniwa jest niewielka, a pojemność takiego akumulatora niewielka.
Jakie baterie nazywają się palcem i małym palcem?
Oba te rozmiary ogniw galwanicznych należą do klasy baterii palcowych. Ten termin techniczny był używany od czasów sowieckich w odniesieniu do baterii o podobnym kształcie. ZSRR wyprodukował jednoelementowe ogniwa solne „Uran M” (316) i alkaliczne „Quantum” (A316), odpowiadające obecnemu typowi AA. Były też inne cylindryczne elementy palcowe o innych rozmiarach i proporcjach.
W latach 90. kupcy na rynkach ukuli termin „baterie z małym palcem”, aby odróżnić ogniwa AAA od innych czynników kształtu. Ta nazwa stała się powszechna w życiu codziennym. Ale używanie go w materiałach technicznych jest co najmniej nieprofesjonalne.
Główne parametry techniczne baterii AA i AAA
Główną różnicą między bateriami palcowymi AA i AAA jest rozmiar. A on, jak już wspomniano, określa pojemność.
| Rozmiar | Długość, mm | Średnica, mm | Pojemność elektryczna, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Lit | Sól | alkaliczny | Lit | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | do 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Należy pamiętać, że pojemność elektryczna zależy od prądu rozładowania, a jej wartość nominalna dla dowolnego typu elementów nie przekracza kilkudziesięciu miliamperów. Przy prądach powyżej 100 mA pojemność akumulatora będzie znacznie niższa. Oznacza to, że ogniwo 1000 mAh rozładowane prądem 10 mA wytrzyma około 100 godzin. Ale jeśli prąd rozładowania wynosi 200 mA, ładunek zostanie wyczerpany znacznie wcześniej niż 5 godzin. Pojemność zmniejszy się kilkakrotnie. Również pojemność elektryczna dowolnego elementu będzie się zmniejszać wraz ze spadkiem temperatury.
W zależności od wielkości i technologii akumulatory mają różną wagę, choć ta cecha rzadko jest decydująca – masa sprzętu w większości przypadków znacznie przekracza wagę kilku akumulatorów. Częściej trzeba to wiedzieć na potrzeby przechowywania i transportu ogniw galwanicznych.
| Rozmiar | Waga, g | ||
|---|---|---|---|
| Sól | alkaliczny | Lit | |
| AA | do 15 | do 25 | do 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | do 10 |
Waga baterii jest zróżnicowana, w zależności nie tylko od technologii produkcji, ale również od sposobu produkcji szkła. Może to być metal z powłoką z tworzywa sztucznego lub całkowicie polimerowy. Dzięki trzem elementom mocy możesz wygrać co najwyżej 30 gramów wagi. Jest mało prawdopodobne, aby mogło to stać się decydującym kryterium przy wyborze.
Trwałość zależy od prądu samorozładowania i pojemności ogniwa. Samorozładowanie zależy od technologii, pojemność zależy od współczynnika kształtu. Jednak w praktyce druga cecha przyczynia się w mniejszym stopniu do wycieku ładunku podczas przechowywania. Tak przynajmniej zapewniają producenci, wskazując w przybliżeniu takie same okresy w magazynach elementów AA i AAA. Temperatura wpływa również na trwałość – wraz z jej wzrostem skraca się trwałość.
| Rozmiar | Okres trwałości, lata | ||
|---|---|---|---|
| Sól | alkaliczny | Lit | |
| AA, AAA | do 3 | do 5 | 12-15 |
Elementy solne mają inny problem. Z baterii niskiej jakości może wyciekać elektrolit. Dlatego rzeczywisty okres trwałości w tym przypadku będzie jeszcze krótszy.
Zasilacze mogą pracować w różnych warunkach, w tym w temperaturze. A przydatność ogniw galwanicznych będzie różna – również w zależności od technologii produkcji. Wspomniano, że baterie solne nie działają dobrze w temperaturach poniżej zera.Lit, pomimo wszystkich swoich zalet, ma górną granicę +55 ° C (dolna granica to do minus 40 (zazwyczaj do minus 20), w zależności od producenta). Alkaliczne mają szeroki zakres – od około minus 30 do +60°C i są pod tym względem najbardziej wszechstronne.
Podsumowując, należy zauważyć, że rodziny AA i AAA faktycznie obejmują dużą liczbę odmian ogniw galwanicznych. Możesz dobrać baterię do szerokiego zakresu warunków pracy i szerokiego zakresu kosztów.
Podobne artykuły:
