Batteries: une opération de l'appareil, le principe de fonctionnement et le régime

sources autonomes d'électricité sont parmi les inventions les plus utiles de l'humanité. Qu'est – ce qu'un téléphone ou la radio, qui ne disposent pas des piles? Le dispositif de nombreux appareils, ainsi que leurs conditions d'utilisation ne permettent pas toujours une alimentation permanente, de sorte que ces sources d'énergie peuvent fonctionner confortablement pratiquement partout dans le monde. Après une courte préface, nous allons passer à l'article.

Qu'est-ce qu'une batterie?

Dans un sens large, ce terme, on entend un dispositif qui, dans certaines conditions d'utilisation peuvent stocker tout type d'énergie, et dans d'autres – à dépenser pour répondre aux besoins humains.

Les batteries accumulent l'électricité à partir d'une source d'alimentation externe, puis lui donner les consommateurs connectés afin qu'ils puissent faire leur travail. Ainsi, lorsque les dispositifs sont des réactions chimiques en permanence entre l'électrolyte et les plaques d'électrodes. Soit dit en passant, ce modèle est disponible dans les banques, et dont les batteries sont formées. dispositif de données de construction fournit la tension, généralement 1,2-2 V, ce qui est très peu. Par conséquent, pour augmenter les performances des blocs d'alimentation, et utiliser différents types de connexion.

Comment travailler avec la décharge des batteries?

dispositif d'alimentation de données fournit une connexion aux avantages et les inconvénients. Ils fonctionnent comme suit: lorsque la charge est reliée aux électrodes (à titre d'exemple, nous pouvons envisager une ampoule), il y a un circuit électrique fermé. Comme il commence à couler le courant de décharge. Il est formé par le mouvement des électrons, des anions et cations. Des informations plus détaillées sur la façon et ce qui se passe, vous pouvez dire à titre d'exemple.

Supposons que nous avons une batterie où l'électrode positive – est l'oxyde de nickel, qui a été ajouté du graphite pour améliorer la conductivité. éponge de cadmium a été utilisée pour la plaque négative. Donc, quand il y a une décharge, les particules de l'oxygène actif est libéré et tombent dans l'électrolyte. Ils sont donc séparés des parties qui sont l'électricité (comme les électrons). Les particules de l'oxygène actif sont dirigés vers les plaques négatives, où ils sont oxydés cadmium.

fonctionnement de la batterie à une charge

Vous devez déconnecter la charge aux bornes des plaques. Ils ont également alimentés, typiquement une tension continue (mais peut être puisée, selon le cas) qui est supérieure à la valeur de la batterie qui est en cours de charge. De plus, la polarité doit être la même. C'est plus et moins la borne du consommateur et la source doit correspondre. Notez que le chargeur doit nécessairement posséder plus de puissance qu'il ya dans la batterie, afin de supprimer les restes de l'énergie dans et créer un courant électrique dont la direction est opposée à décharge. En conséquence, le changement et les processus chimiques qui se produisent dans la batterie.

Regardons un exemple du paragraphe précédent de l'article. Ici, l'électrode positive sera enrichi en oxygène, et le négatif récupérer le cadmium pur. En résumé, on peut dire que, au moment de charge et de décharge ne modifier la composition chimique des électrodes. Cela ne vaut pas à l'électrolyte. Mais il peut s'évaporer, ce qui aura un impact négatif sur la vie de la batterie.

Ainsi, nous avons examiné le principe de fonctionnement de toute batterie. Maintenant, nous allons apprendre comment pendant le fonctionnement peut améliorer leurs performances.

connexion en parallèle

La valeur actuelle dépend d'un grand nombre de facteurs. Tout d'abord sous cette comprendre la conception, les matériaux utilisés et leurs dimensions. La grande surface des électrodes sont, plus les chiffres actuels, ils peuvent résister. Ce principe est utilisé pour la connexion parallèle du même type de cellules dans les batteries. Cela se fait, si vous voulez augmenter la valeur du courant qui va à la charge. Mais en même temps nécessaire pour élever la source d'énergie et de l'énergie.

connexion série

Si l'on considère les banques dont les batteries, il faut dire qu'ils sont, en règle générale, dans le même boîtier. Un type similaire de connexion utilisé pour obtenir une grande performance avec une perte de tension.

Voir l'utilisation de cette conception peut, les batteries automobiles démontées sont plomb. On dit que ce type d'utilisation non seulement dans le dispositif de la batterie de voiture, il est tout simplement la façon la plus susceptible de faire, comment fait ce type de connexion. Dans ce cas, vous assurez qu'il n'y a pas de contact métallique, et il y avait une connexion galvanique fiable à travers l'électrolyte. Mais ce ne doit être compris par rapport à ce type. Dans d'autres cas, une tâche de jeu différent sera effectué la connexion.

Les types de batteries

Ils diffèrent en raison de leur but, les possibilités et la mise en œuvre du matériel. À l'heure actuelle, la production moderne maîtrisé la production de plus de trois types douzaine, qui diffèrent dans la composition des électrodes et l'électrolyte utilisé. Par exemple, les batteries li-ion peuvent se vanter d'une famille de 12 modèles bien connus. Conditionnellement peut distinguer les types suivants:

1. Plomb-acide.
2. Lithium.
3. Les batteries au nickel-cadmium.

Ce sont les représentants les plus populaires. Mais pour comprendre les opportunités que nous offrons à se familiariser avec la liste des matériaux qui peuvent servir d'électrodes:

• fer;
• plomb;
• titane;
• lithium;
• cadmium;
• cobalt;
• nickel;
• zinc;
• vanadium;
• argent;
• l'aluminium;
• un certain nombre d'autres éléments, qui, cependant, sont très rares.

L'utilisation de différents matériaux affecte les caractéristiques de sortie obtenues et par conséquent sur la portée. Ainsi, par exemple, les batteries li-ion sont utilisées dans l'ordinateur et les appareils mobiles. Alors que le nickel-cadmium sont utilisés en remplacement des classiques cellules électrochimiques. Théoriquement, tous les types de batteries peuvent fonctionner avec une charge. La seule question est, comment est justifiée une telle demande.

principales caractéristiques

Nous avons déjà vu que ces batteries, le dispositif des structures dont ils sont faits. Maintenant, concentrons-nous sur ce qui affecte leur fonctionnement. Important pour nous caractéristiques sont les suivantes:

1. Densité appelée quantité caractéristique du rapport d'énergie au volume ou en poids de la batterie.
2. Elle se réfère à la capacité maximale de la valeur de la batterie qu'elle peut donner pendant le processus de décharge jusqu'à une tension plus basse. Ce chiffre est exprimé en ampère heures ou Coulombs. Il peut également indiquer la capacité d'énergie. Elle est mesurée en watts-heures ou joules. Le problème d'un tel conteneur – à signaler la quantité d'énergie qui est donné lors de la décharge jusqu'à une tension minimum acceptable.
3. Mode de température affecte les propriétés électriques de la batterie. Quand il y a un écart grave de la plage de fonctionnement recommandée du fabricant, il y a une forte probabilité d'une panne d'alimentation électrique. En effet, le froid et la chaleur affectent la vitesse des réactions chimiques, ainsi que la pression interne.
4. Il fait référence à la perte de capacité d'auto-décharge qui se produit après que la batterie quand il n'y a pas de charge sur les bornes. À bien des égards, ce chiffre dépend de la version et peut être augmentée si une mauvaise isolation.

Ce sont les caractéristiques des batteries et de fournir le plus grand intérêt pour nous. Bien sûr, si vous avez à faire quelque chose de nouveau et exclusif, jamais vu auparavant, et vous devrez peut-être quelque chose de plus. Mais cela est très peu probable.

Les électrodes de dispositif

À titre d'exemple, nous prenons les plaques de plomb. Bien que ceux qu'ils étaient autrefois. moderne plaque en alliage plomb-calcium. Cela permet d'obtenir un faible taux d'auto-décharge de la batterie (capacité de 50% est perdue pendant 18 mois). Il permet également d'utiliser l'eau avec parcimonie (de 1 gramme par ampère-heure).

Vous pouvez rencontrer et la construction hybride où, en dehors de plomb, est ajouté à l'électrode positive de l'antimoine, et dans la négative – calcium. Cependant, dans de tels cas, il y a une consommation d'eau accrue. Pour augmenter la résistance aux processus de corrosion, ajouter l'étain ou d'argent.

Les électrodes à base de la structure en treillis de la couche de revêtement de composition active. Le principe de fonctionnement de la batterie dépend en grande partie de ce matériel est utilisé pour les plaques. Nous considérons que le plomb, qui sont faciles à apprendre, mais de se concentrer sur eux est recommande toujours pas.

électrolyte

Nous considérons toutes les mêmes batteries plomb-acide. Comme l'électrolyte dans lequel ils sont placés, agit souvent l'acide sulfurique. Il a une densité spécifique qui peut varier en fonction du niveau de la batterie. Dans ce cas, le principe: plus, plus. Au fil du temps, l'électrolyte s'évapore, et la capacité de la batterie diminue. Lifespan affecter le fonctionnement particulier (respect des règles de sécurité). L'électrolyte de la batterie peut être de deux types:

• liquide;
• sous la forme de matériaux spéciaux imprégnés.

À l'heure actuelle, le type le plus répandu en premier.

batteries de fonctionnement

L'utilisation de piles rechargeables peut voir presque partout. Pensez à votre téléphone mobile ou d' alimentation électrique ininterruptible pour les ordinateurs. Dans une lampe de poche ordinaire peut être donné à titre d'exemple (conceptions modernes sont de plus en plus fabriqués avec batterie rechargeable intégrée et ne sont pas conçus pour les cellules galvaniques). Et les voitures? Les systèmes de « stop-start » et le freinage par récupération en actionnant les batteries, et ils imposent des exigences élevées sur le courant de démarrage, décharge profonde et la durabilité. Comme vous pouvez le voir, sans que ces blocs d'alimentation est difficile à faire dans la vie moderne à tout le monde.

Schéma de construction de la batterie

Nous avons examiné les informations de base sur ces appareils. Rendons même attention à un tel concept que le circuit de la batterie. En effet, dans le cadre des articles sur lui le passé, qu'en passant. Batterie régime actuel, selon l'histoire, a été établi par le physicien français Gaston Plante. La zone de ses créations de 10 mètres carrés! batteries modernes, en fait, ne sont que des copies considérablement réduites et peu finis de sa batterie. Visible à l'élément humain est le seul cas. Il fournit des points communs et l'intégrité structurelle.