סוללות: מבצע מכשיר, עיקרון הפעולה ואת הערכה

מקורות אוטונומיים של חשמל הם בין ההמצאות השימושיות ביותר של האנושות. מהו טלפון או רדיו, כי אין סוללות? המכשיר של מכשירים רבים, כמו גם תנאי השימוש שלהם לא תמיד מספקים אספקת חשמל קבועה, כך מקורות אנרגיה אלה יכולים לפעול בנוחות כמעט בכל מקום בעולם. אחרי הקדמה קצרה, בואו לרדת למאמר.

מהו סוללה?

במובן הרחב, מונח זה נועד מכשיר בתנאים מסוימים של שימוש יכולים לאחסן כל סוג של אנרגיה, וגם אצל אחרים - להשקיע כדי לענות על צרכים אנושיים.

סוללות לצבור חשמל ממקור כוח חיצוני, ולאחר מכן לתת לה את הצרכנים המחוברים, כך שהם יכולים לעשות את העבודה שלהם. לפיכך, כאשר המכשירים נמצאים תגובות כימיות לצמיתות בין האלקטרוליט ואת לוחות אלקטרודה. אגב, העיצוב הזה זמין בכתובת הבנקים, מתוכם סוללות נוצרות. התקן נתוני הבנייה מספק מתח, בדרך כלל 1.2-2 V, וזה מעט מאוד. לכן, כדי להגדיל את הביצועים של ספקי כוח, ולהשתמש סוגים שונים של חיבור.

איך לעבוד עם פריקת הסוללות?

מכשיר חשמל נתונים מספק חיבור היתרונות והחסרונות. הם פועלים באופן הבא: כאשר העומס מחובר לאלקטרודות (כדוגמה נוכל לשקול נורה), קיים מעגל חשמלי סגור. כפי שזה מתחיל לזרום זרם פריק. הוא נוצר על ידי התנועה של האלקטרונים, אניונים קטיונים. מידע מפורט יותר על איך ומה מתרחש, אתה יכול להגיד רק בדרך של דוגמה.

אניח שיש לנו סוללה שבו האלקטרודה החיובית - היא תחמוצת ניקל, אשר נוספה גרפיט לשפר מוליכות. ספוג קדמיום שמש הצלחת השלילית. אז, כאשר יש פריקה, החלקיקים של החמצן הפעיל משתחררים ונופלים לתוך האלקטרוליט. לכן הם מופרדים מאזורים שבהם הם כמו חשמל (כגון אלקטרונים). החלקיקים של חמצן פעיל מופנים כלפי הצלחות השליליות, שבו הם מתחמצנים קדמיום.

תפקוד הסוללה בתשלום

אתה חייב לנתק את העומס במסופים של הצלחות. הם גם האכילו, בדרך כלל מתח DC (אך עלול להיות פעמיו, תלוי במקרה) כי הוא גדול מהערך של הסוללה כי הוא מחויב. יתר על כן, את הקוטביות חייבת להיות זהה. כלומר מינוס פלוס הטרמינל של הצרכן ואת המקור חייב להתאים. שים לב את המטען חייב בהכרח בעלי הספק יותר יש את הסוללה, כדי לדכא את שרידי האנרגיה בה וליצור זרם חשמלי בכיוון שלו הוא היפך לפרוק. כתוצאה מכך, שינוי ותהליכים כימיים המתרחשים בתוך הסוללה.

בואו נסתכל על דוגמא מההפסקה הקודמת של המאמר. הנה האלקטרודה החיובית תועשר חמצן, ואת שליליים להתאושש קדמיום טהור. בסיכום, ניתן לומר כי בעת טעינה ופריקה רק לשנות את ההרכב הכימי של אלקטרודות. זה אינו חל על האלקטרוליט. אבל זה יכול להתאדות, אשר תהיה השפעה שלילית על חיי סוללה.

לפיכך, בדקנו את עיקרון הפעולה של כל סוללה. עכשיו בואו ללמוד כיצד במהלך המבצע יכול לשפר את הביצועים שלהם.

חיבור מקביל

הערך הנוכחי תלוי במספר רב של גורמים. בראש ובראשונה תחת שמבין את העיצוב, חומרים המשמשים וממדים שלהם. השטח הגדול של אלקטרודות הם, דמויות הנוכחיות יותר הם יכולים לעמוד. עיקרון זה משמש לחיבור במקביל מאותו הסוג של תאים וסוללות. הדבר נעשה, אם אתה רוצה להגדיל את הערך של הזרם שהולך העומס. אבל באותו הזמן הדרוש כדי להעלות את מקור כוח ואנרגיה.

חיבור סדרה

אם ניקח בחשבון הגדות אשר הסוללות, יש צורך לומר כי הם, ככלל, באותו הדיור. סוג דומה של חיבור השתמש כדי לקבל ביצועים מעולים עם אובדן מתח פחות.

ראה את השימוש בעיצוב הזה יכול, מפורקי סוללות רכב הן עופרת-חומצה. הוא אמר כי זה סוג של שימוש לא רק המכשיר של הסוללה במכונית, זה פשוט הדרך הסבירה ביותר להתמזמז, איך זה סוג של חיבור. במקרה זה, תוכל לוודא כי אין קשר מתכת, והיה חיבור גלוונים אמין דרך האלקטרוליט. אבל זה רק כדי להיות מובן ביחס לסוג זה. במקרים אחרים, משימת קבוצה שונה תבוצע החיבור.

סוגי סוללות

הם נבדלים בגלל המטרה, ההזדמנויות והיישום של חומר שלהם. כרגע, ייצור מודרני שולט הייצור של יותר משלושה סוגים תריסר, אשר נבדלים בהרכב של אלקטרודות האלקטרוליט בשימוש. לדוגמה, סוללות Li-ion יכול להתפאר משפחה של 12 דגמים ידועים. בתנאי יכול להבחין בין הסוגים הבאים:

1. עופרת חומצה.
2. ליתיום.
3. סוללות ניקל-קדמיום.

זהו הנציגים הפופולריים ביותר. אבל כדי להבין את ההזדמנויות שאנו מציעים להכיר ברשימת חומרים שיכולים לשמש אלקטרודות:

• ברזל;
• להוביל;
• טיטניום;
• ליתיום;
• קדמיום;
• קובלט;
• ניקל;
• אבץ;
• ונדיום;
• כסף;
• אלומיניום;
• מספר אלמנטים אחרים, אשר, עם זאת, הם מאוד נדירים.

שימוש בחומרים שונים משפיעה על מאפייני הפלט המתקבל וכתוצאה מכך על היקף. כך, למשל, סוללות Li-ion משמשות מחשבים ומכשירים ניידים. בעוד ניקל קדמיום משמשים כתחליף קונבנציונאלי תאים אלקטרוכימיים. תיאורטית, כל סוגי סוללות יכולים לפעול עם כל עומס. השאלה היחידה היא, איך מוצדק הוא כזה יישום.

תכונות עיקריות

כבר ראינו כי סוללות כאלה, המכשיר של המבנים שממנו הם עשויים. עכשיו בואו להתמקד במה משפיע הפעולה שלהם. חשוב בשבילנו המאפיינים הם:

1. צפיפות שנקראת כמות אופיינית יחס אנרגיה לנפח או במשקל של הסוללה.
2. זה מתייחס ליכולת המרבית של ערך הסוללה כי זה יכול לתת בתהליך הפריק עד המתח נמוך ביותר. נתון זה מתבטא שעות-אמפר או תליות. היא עשויה גם להעיד קיבולת אנרגיה. זה נמדד ואט שעות או ג'אול. הבעיה של מיכל כזה - לדווח על כמות האנרגיה שניתן במהלך הפריקה עד מתח מינימלי מקובל.
3. מצב הטמפרטורה משפיע על התכונות החשמליות של הסוללה. כאשר קיימת סטייה חמורה מן טווח ההפעלה המומלצת של היצרן, קיימת סבירות גבוהה של כשל באספקת חשמל. הסיבה לכך היא קור וחום משפיעים על קצב התגובות הכימיות, כמו גם לחץ פנימי.
4. זה מתייחס לאובדן כושר פריקה עצמית המתרחשים לאחר סולל כשאין עומס על המסוף. במובנים רבים, נתון זה תלוי בגרסה ויכול להיות מוגבר אם בידוד עני.

אלו הם המאפיינים של הסוללות ולספק את העניין הרב ביותר אלינו. כמובן, אם אתה צריך לעשות משהו חדש ובלעדי, בעבר סמוי, וייתכן שתצטרך משהו יותר. אבל זה מאוד לא סביר.

האלקטרודות המכשיר

כדוגמא, ניקח את צלחות עופרת. למרות אלה שהיו פעם. צלחת מודרנית עשויה סגסוגת עופרת-סידן. זה משיג רמה נמוכה של פריקה עצמית הסוללה (קיבולת 50% הולך לאיבוד במשך 18 חודשים). זה גם מאפשר להשתמש במים במשורה (של 1 גרם לכל-אמפר-שעה).

אתה יכול לפגוש ובנייה ההיברידית שבו, מלבד הובלה, מתווספת אל האלקטרודה החיובית של אנטימון, ועל דרך השלילה - סידן. עם זאת, במקרים כאלה, קיימת צריכת מים מוגברת. כדי להגדיל את ההתנגדות לתהליכי קורוזיה, להוסיף פח או כסף.

אלקטרודות עשו עם מבנה הסריג של השכבה המצופית הרכב הפעילה. עקרון הפעולה של הסוללה תלוי במידה רבה מה החומר משמש עבור הצלחות. אנו רואים את ההובלה, אשר קל ללמוד, אבל להתמקד בהם תמיד לא ממליץ.

אלקטרוליט

אנו רואים בכל זאת בסוללות עופרת-חומצה. כפי האלקטרוליט בו הם ממוקמים, לעיתים הוא מתפקד חומצה גופרתית. יש לה צפיפות ספציפית אשר יכול להשתנות בהתאם לרמת הסוללה. במקרה זה, את העיקרון: ככל, גבוה יותר. במשך הזמן, האלקטרוליט מתאדה, ואת קיבולת הסוללה פוחתת. תוחלת חיים להשפיע פעולה מסוימת (בהתאם לתקנות בטיחות). האלקטרוליט בסוללה יכול להיות משני סוגים:

• נוזלי;
• בצורה של חומרים מיוחדים ספוגים.

כרגע, הסוג הנפוץ ביותר ראשון.

סוללות מבצעים

שימוש בסוללות נטענות ניתן לראות כמעט בכל מקום. תחשוב על או הטלפון הנייד שלך מערכות אל פסק למחשבים. בשנת פנס רגיל יכול להינתן כדוגמא (עיצובים מודרניים מיוצרים יותר ויותר עם סוללה מובנית נטענת ואינם מיועדים גלווני). וגם מכוניות? מערכות של "להפסיק להתחיל" בלימה רגנרטיבית ידי הפעלת סוללות, והם במקום דרישות גבוהות על הזרם, החל פריקה עמוקה ועמידות. כפי שאתה יכול לראות, בלי ספקי כוח אלה קשה לעשות בחיים המודרניים לאף אחד.

תוכנית הבנייה של הסוללה

סקרנו את המידע הבסיסי על המכשירים האלה. בואו גם לשים לב קונספט כגון מעגל הסוללה. ואכן, במסגרת כתבות עליו בעבר, רק כבדרך אגב. ערכת הנוכחי סוללה, על פי ההיסטוריה, הוקמה לראשונה על ידי הפיזיקאי הצרפתי גסטון פלנטה. האזור של היצירות שלו מ 10 מטרים רבועים! סוללות מודרניות, למעשה, הם פשוט מאוד מצומצמים ועותקים מוגמרים קטנים של הסוללה שלו. גלוי האלמנט האנושי הוא המקרה היחיד. הוא מספק אחיד ושלם מבני.