Устройство батареек – объясняем как и откуда возникает электрический ток в аккумуляторе и батарее

Содержание

История изобретений. Батарейки — Школа фиксиков — LiveJournal

Сегодня в нашей «школе фиксиков» — беседа о батарейках.

Что бы мы делали без этих «палочек-выручалочек», которые позволяют нам пользоваться электричеством там, где нет никаких розеток и проводов! Мы берем с собой в лес фонарик, слушаем музыку на пляже, в поездке у нас всегда под рукой фотоаппарат, а малыши выносят на улицу движущиеся игрушки… И везде работают батарейки!

Но откуда же в этих маленьких трубочках берется электрический ток, заставляющий работать все устройства? Попробуем разобраться.

Сначала мы с вами еще раз послушаем фиксипелку про батарейки и посмотрим клип, сделанный режиссером-аниматором Алексеем Будовским. А потом – поговорим о том, как устроены батарейки, и об истории их изобретения.

У обычной, «одноразовой» батарейки есть и другое название – «гальванический элемент». Электрический ток в нем появляется из-за химического взаимодействия веществ.

Впервые этот способ получения электричества был придуман знаменитым итальянским физиком Алессандро Вольта. Именно в честь него была названа единица измерения электрического напряжения – 1 вольт.

А название «гальванический элемент» дано в честь итальянского физиолога Луиджи Гальвани из Болоньи. Еще в 1791 году он сделал важное наблюдение – только не сумел его правильно истолковать. Гальвани заметил, что тело мертвой лягушки вздрагивает под действием электричества — если положить его возле электрической машины, когда оттуда вылетают искры. Или если оно просто прикасается к двум металлическим предметам. Но Гальвани подумал, что это электричество есть в теле самой лягушки. И назвал это явление «животным электричеством». Вольта повторил опыты Гальвани, но с большей точностью. Он заметил, что если мертвая лягушка касается предметов из одного металла — например, железа — никакого эффекта не наблюдается. Чтобы эксперимент прошел успешно, всегда требовались два разных металла. И Вольта сделал вывод — появление электричества объясняется взаимодействием двух различных металлов, между которыми образуется (с помощью проводника, которым и оказывалось в опытах Гальвани тело лягушки) химическая реакция.

После множества опытов с разными металлами Вольта сконструировал столб из пластинок цинка, меди и войлока, смоченного раствором серной кислоты. Цинк, медь и войлок он накладывал друг на друга в таком порядке: внизу находилась медная пластинка, на ней войлок, затем цинк, опять медь, войлок, цинк, медь, войлок и т. д.

И в итоге столб оказывался заряженным на нижнем конце положительным, а на верхнем — отрицательным электричеством.

Нам даже известен «день рождения батарейки» — 20 марта 1800 года.

А теперь возьмите обычную батарейку и посмотрите: вы увидите, что на одном ее конце нарисован плюс, а на другом – минус. Это почти тот же самый «Вольтов столб». Только за двести лет он стал гораздо меньше. Первый-то, сделанный Алессандро Вольтой, был высотой в полметра. Представьте такую огромную батарейку!

Это изобретение стало сенсацией –– о нем говорили, что «это снаряд, чудеснее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины». Ведь это был первый в истории химический источник тока, пригодный для практического применения.

Для самых любознательных

Современные батарейки устроены, конечно, немного иначе – в них уже нет ни металлических дисков, ни войлочных пластинок, пропитанных раствором кислоты. Но принцип тот же – батарейка содержит в себе химические вещества-реагенты, в состав которых входят два разных металла. В батарейке есть два электрода – положительный (анод) и отрицательный (катод). Между ними – жидкость-электролит: раствор, который хорошо проводит электрический ток и участвует в химической реакции. Когда металлы начинают взаимодействовать через этот раствор, возникает движение заряженных частиц из анода к катоду – и вырабатывается электрическая энергия.

Для экспериментаторов

Делаем сами «Вольтов столб»

Можно попробовать — только вместе со взрослыми! — в домашних условиях сделать свое маленькое подобие «Вольтова столба».

Вам понадобятся :

1) Монетки, обязательно медные (российские 50 и 10 копеек, чистые!)
2) Уксус, или раствор лимонной кислоты, или очень сильно солёная вода (электролит)
3) Алюминиевая фольга
4) Бумажка
5) Прибор, измеряющий электрическое напряжение — мультиметр.

Берём бумажку, и режем на квадратики так, чтобы ими можно было закрыть монетку. Вымачиваем бумажные квадратики в электролите. Далее начинаем строить батарейку. Складываем компоненты по схеме монетка — бумажка — кусочек фольги — монетка — бумажка — кусочек фольги — … и т.д.

Повторяем операцию, пока не закончится терпение/фольга/монетки/электролит. Когда что-либо закончится, берём мультиметр и меряем напряжение.

Получилось?

Щелочные батарейки: характеристики, применение

Для многих приборов лучше всего подходят щелочные батарейки или марганцево цинковые гальванические элементы. Они же алкалиновые или alkaline battery. Найти их можно в любой торговой точке за небольшую стоимость. Что же это такое? Что они представляют из себя? По сути это мощнейшие элементы питания, внутри которых бурно протекает химическая реакция, в результате которой образуется ток.

Основным элементом служит диоксид марганца, он является катодом. Анодом у них является цинк в виде порошка. Электролитом служит гидроксид калия, то есть это и есть щелочь за счет которой он получил свое название. Чаще всего такие батареи используют для питания игрушек, фонарей, радиоприемников и других подобных устройств.

Щелочные батарейки

Использовать щелочь в качестве электролита впервые независимо друг от друга предложили два ученых это Эдисон и Вальдемар Джангнер. Тогда она применялась ими в никель кадмиевых аккумуляторах. В обычных батарейках это вещество стал впервые использовать инженер Льюис Урри. Когда настал 1950 год он выпустил элементы питания с названием Eveready. В 1960 году он и его партнеры обзавелись патентом на щелочные батарейки.

Характеристики

Щелочные батарейки производятся разных типоразмеров в основном это АААА, ААА, АА, D, С, Крона – 6F22 и плоский монеточный вид.

Таблеточные щелочные батарейки

Они представляют собой маленький плоский диск диаметром от 4.8 до 30 мм. Напряжение равно 1.5 – 3 вольта. Их корпус полностью выполнен из металла. В связи с этим алкидные батарейки можно применять в плохих погодных условиях. Анод от катода отделен изолятором. Это предотвращает короткое замыкание и их порчу. За счет своей миниатюрности и компактности они и получили большое распространение. Без проблем вставляются в часы, калькуляторы, брелки и другие мини устройства.

Пальчиковые источники тока или АА

Являются наиболее популярными. Используются там, где нужен большой разрядный ток. Их напряжение равно 1.5 вольт. Нашили свое применение в часах, игрушках, радио приемниках, фонариках, медицинском оборудовании, весах, компьютерных мышках и других электронных устройствах.

Все подробности изложены в статье пальчиковые батарейки!

Щелочные батарейки бочонки

К ним можно отнести два типа это D и C.

DC

Позволяют обеспечить прибор электричеством без подключения его к сети на 220 вольт. Используются в магнитофонах, радиоприемниках, фонарях, игрушках. Имеют повышенную емкость. В приборе, который потребляет мало энергии проработают долго.

Если видите на корпусе надпись LR, то это 100% щелочные батарейки.

Мизинчиковые источники тока

Имеют типоразмер ААА. Производители изготавливают их в виде цилиндра диаметром 10.5 мм. В длину обычно такие типы бывают до 44,5 мм. Их масса составляет около 14 грамм. Данные могут отличаться в зависимости от компании. В устройство щелочных батареек иногда могут добавлять дополнительные элементы для защиты.

Используются в разных электронных приборах, например, таких как пульты для телевизора, будильники, фонарики, приемники, плееры и т.д. Узнать, что это именно щелочной элемент можно по надписи alkaline battery.

Подробнее об этих источниках тока читайте в этой статье!

Щелочной элемент Крона

Имеет нестандартную форму и используется в измерительных приборах, медицинском оборудовании, фонарях, металлоискателях. Такие алкалайн батарейки имеют напряжение 9 вольт и работают достаточно длительный срок. Плюс данного источника энергии заключается в том, что он может обеспечить прибор большим тока имея маленькие габариты.

Детальнее о кроне читайте в этой статье!

Основные параметры

На корпусе можно сразу заметить надпись alkaline battery. Такая маркировка щелочных батареек дает сразу понять, что это именно они.

Алкалайн

Напряжение или ЭДС равно 1.5 – 9 вольт.

Емкость щелочной батарейки доходит до 3000 mAh. Это у самых крупных.

Удельная мощность 100—150 кВт/м³.

Температура, при которой источники тока могут работать от – 30 до + 55 C0.

Удельная энергия: 65—90 Вт∙ч/кг;

Производством занимаются такие страны как Россия, США, Китай, Япония.

Форма: цилиндры, прямоугольники, сплющенные диски.

Химия в щелочных батареях

Прежде всего на аноде наблюдается окислительная реакция цинка. Первым делом появляется гидроксид цинка:

Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−

Дальше идет распад на оксид цинка и воду.

Zn(OH)2 → ZnO + h3O

Что же касается катода, то на нем идет реакция восстановления оксида марганца (IV) в оксид марганца (III):

2MnO2 + h3O + 2e− → Mn2O3 + 2OH−

Если электролитом является KOH, то уравнение будет выглядеть следующим образом:

Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e− → 2e− + ZnO + 2KOH + Mn2O3

Когда садиться батарейка щелочной электролит не заканчивается. Это означает что для производства потребуются небольшое его количество. В итоге в такой источник питания добавляют диоксида марганца на полтора раза больше, чем в те же солевые элементы тока.

Устройство щелочной батарейки

О стандартном строение источника тока можно прочесть в этой статье. Там приведено более детальное описание.

Ток получается, когда происходит реакция между катодом и анодом.

Состав катода щелочной батарейки:

  • Специальные вещества для связывания – 1%.
  • Ацетиленовая сажа выступает в роли графита – около 10%.
  • Диоксид марганца занимает до 85%.
  • Щелочной компонент калия гидроксида – до 35%.

В качестве последнего может выступать так же активные элементы лития и натрия. В процессе производства электролит делают густым для этого добавляют специальные вещества синтетического или природного происхождения с гидроксильной группой ОН.

Анод делают из очищенного цинка. Проводят процедуры, которые не дают попадать на него ржавчине. Затем подмешивают в него алюминий и висмут.

Щелочная батарея имеет изнаночное строение если сравнивать ее с солевыми источниками тока.

состав и строение щелочной батарейки

  1. Внутрь помещена паста (3) выполненная на основе цинка. Этот металл там содержится в порошке. Такой подход позволяет ему значительно увеличить площадь взаимодействия. Поэтому емкость щелочные батарейки имеют высокую чем солевые.
  2. На цинке, который с помощью специального гелиевого вещества загущен, генерируется отрицательный потенциал. Он поступает на стержень (2), созданный из латуни.
  3. Углерод из графита, золы или сажи (5) перемешанный с диоксидом марганца отделяется от цинка с помощью специального устройства сепаратора (4).
  4. Плюс батарейки — это стальной стакан (1), обнесенный никелем.
  5. Минусовой полюс выполнен в виде тонкой дискеты из металла (9).
  6. Покрытие (6) изолировано от основного стаканчика. Так не возникает замка.
  7. Специальная прокладка (8) принимает на себя давящие газы. Их не много, примерно 20%.
  8. Встраивают в щелочную батарейку мембрану (7) и камеру для поглощения газов. При повышении давления газы прорывают мембрану, и она разрывается. В этот момент выходит электролит.

Таким образом состав щелочной батарейки выглядит так, как было описано выше.

Аналоги щелочных батареек

Заменить данные источники тока можно любыми подходящими по размеру и напряжению батарейками. Но главное, чтобы вольтаж совпадал, а дальше можно что-нибудь придумать. Например, в качестве аналогов могут выступать литиевые, солевые, ртутные, серебряные элементы питания.

Если сделать распределение по ценовой категории, то оно будет выглядеть следующим образом:

  • Солевые.
  • Щелочные или алкалиновые батарейки.
  • Серебряные. Обычно имеют корпус в виде таблетки.
  • Литиевые.

Первые это самые дешевые.

Преимущества щелочных батареек

Несмотря на дешевизну эти элементы питания имеют ряд плюсов:

  • Легко заменяемые в отличие от АКБ. Не нужно ждать пока аккумулятор полностью зарядиться.
  • Всегда есть в продаже. Зайдите в любой магазин, хоть технический, хоть продуктовый они там есть. В каждом киоске вы их встретите.
  • Служат долго. Существуют устройства с встроенным АКБ, который выходит через 2-3 года. В итоге если прибор не разборный, то приходится его выбрасывать. А вот гаджеты на батарейках всегда имеют возможность выполнить замену.
  • Некоторые ЗУ для аккумуляторов очень долго выполняют зарядку, поэтому если вам дорого время можно без проблем их заменить на щелочные батарейки.
  • Обладают низким саморазрядом.
  • Неплохо справляются с работой при низких температурах.
  • Отлично выдерживают сильные тока разряда.
  • Батарея разряжается равномерно.
  • Имеют высокий срок годности.
  • Безопасные.

Основные минусы щелочных батареек

Теперь же расскажем о минусах.

  • Иногда бывает высокая цена.
  • Большая масса.
  • Нет возможности использовать второй и последующие разы.

На цену можно закрыть глаза, так как щелочная батарея работает долго.

Какие батарейки лучше алкалиновые или солевые?

Порой между пользователями возникает спор о том, какой элемент питания все же лучше солевой или щелочной? Если разобраться в вопросе более детальнее, то не вооруженным взглядом видно, что alkaline батарейки имеют значительно лучший рейтинг! Если не верите проведите простой тест. Приобретите 2 элемента питания с разным электролитом. И поставьте их в два одинаковых устройства. Включите и засеките время. Какой накопитель энергии проработает дольше тот и будет лучше!

Вот в чем отличия щелочных батареек от солевых:

  1. Емкость выше!
  2. Работают в 5 раз дольше!
  3. Спокойно выдерживают мороз до -20 градусов Цельсия!
  4. Электролит из корпуса не вытекает, когда элемент сильно разряжен!

Таким образом преимущества на лицо!

Различия между солевыми и щелочными элементами питания

Отличие заключается в том, что внутрь каждой кладут разную начинку. И в них происходят отличимые химические реакции.

У солевых используются соли хлорида, а щелочные начиняют гидратом окиси калия. За счет порошкообразного металла вторые служат дольше. В итоге уровень образуемой энергии заметно возрос. По некоторым данным он увеличился в целых 5 раз.

Другое отличие, которое имеют алкалиновые батарейки — это срок службы и условия эксплуатации. Они могут переносить мороз от -20 до +55 или даже +70 градусов Цельсия. Время хранения некоторых подобных элементов доходит до 5 лет. Ходят слухи что появились энергетические элементы, на щелочи, которые можно заряжать. Солевые же источники тока служат до 2-х лет.

Основные известные производители щелочных батареек

В действительности на рынке источников питания существует масса компаний и все они утверждают, что являются лучшими. Ниже представлены основные из них:

  • Camelion – компания работает из Китая и производит щелочные батарейки высокого качества. Стабильно работают с высоким разрядом длительное время.
  • Energizer – это американская компания выпускающая источники тока которые практически до самого конца держат напряжение на одном уровне.
  • Panasonic – известная фирма работающая на рынке несколько десятков лет. Производит источники энергии, прекрасно работающие на морозе и стабильно отдающие напряжение устройству.
  • Duracell – это самая популярная компания на рынке. Ее щелочные батарейки имеют малый саморазряд и большую емкость.

Кроме этих фирм существует множество других создающих высококачественные элементы питания.

Можно ли заряжать щелочные батарейки?

Алкалиновые батарейки заряду не подлежат. После того как элемент сядет его необходимо сдать в специальный утилизационный приемник. Подключение к ЗУ может вызвать кучу неприятностей от протечки электролита до взрыва и получения ожогов.

Разница между щелочными и литиевыми батарейками

Отличие состоит в том, что литиевые элементы питания служат в 7 раз дольше. Выдерживают морозы до -40 градусов Цельсия и могут храниться до 10 лет. По напряжению они превосходят щелочные элементы и имеют вольтаж 1.5;3;3.6;3.7 вольт. Держат уровень заряда на одном уровне, а в самом конце резко его теряют. Такие элементы питания будут легче. Их емкость в несколько раз больше. Литиевые батарейки могут взрываться при перезаряде, взаимодействии с водой, повреждении корпуса. Так же отличие имеется в строении.

Но если вы думаете какие батарейки лучше щелочные или литиевые, то непременно это элементы на основе лития.

Рекомендации и советы потребителям

  • Перед приобретением если вы не знаете какой элемент питания вам требуется, откройте инструкцию к устройству. Производителя обычно указывают тип батареи.
  • Лучше брать аккумуляторные источники тока, так как они проработают долго. Это выгодно с точки зрения экономики.
  • Берите батарейки с напряжением, которое необходимо вашему устройству.
  • Обращайте внимание на срок изготовления. Не стоит брать накопители энергии с запасом.
  • Предпочтение лучше всего отдавать известным брендам. Но это делать не обязательно, так как неизвестные компании производят продукцию не чуть не хуже популярных. Ведь каждый хочет, чтобы его товар продавался и пользовался спросом.
  • Не стоит выкидывать отработавшие свое щелочные батарейки на улицу или в мусорное ведро. Чтобы не загрязнять экологию лучше отнесите их в специальные пункты приема.
  • Упаковка должна выглядеть свежо и не иметь разных вмятин.

 

Batareykaa.ru

Принцип работы аккумулятора

Для обеспечения электрическим током схем мобильных устройств и машин, применяются специальные изделия, способные аккумулировать энергию. Для того чтобы правильно эксплуатировать такие устройства, желательно ознакомиться с принципом работы батарей.

История развития АКБ

АКБ

АКБ

Первые электрические батарейки на основе солевого электролита были известны ещё в Древнем Багдаде, но новый толчок к развитию этой технологии был получен в начале XIX века.

Итальянский учёный Алессандро Вольта более 200 лет назад создал первый химический источник электрического тока.

Батарейку такой конструкции нельзя было перезарядить, но начиная с этого момента был заложен основательный фундамент изготовления портативных АКБ. Спустя некоторое время, изобретение Вольта были усовершенствованы Иоганном Вильгельмом Риттером, который собрал из медных пластин аккумулятор, который можно было использовать многократно.

История развития автомобильного аккумулятора началась значительно позже, ведь во времена Алессандро Вольта самоходные повозки ещё не были изобретены. Даже после появления автомобилей, в которых воспламенение горючей смеси осуществлялось за счёт искровой свечи, большой необходимости в использовании аккумуляторных батарей не было, ведь генерация высокого напряжения осуществлялось с помощью механического магнето. В те времена пуск двигателя осуществлялся вручную, а мощность моторов была не настолько велика, чтобы сопротивление сжатия газа в цилиндрах существенно препятствовала проворачиванию коленвала с помощью специальной рукоятки.

После изобретения звукового сигнала, фар, стеклоочистителей возникла необходимость в источнике тока, который обеспечил бы автомобиль электричеством в необходимом объёме. Первое время машины не имели генератора, поэтому заряжать источники питания приходилось от сети, но уже в 20-е годы прошлого столетия машина стала оснащаться генератором электрического тока, что позволило осуществлять зарядку батарей во время работы двигателя внутреннего сгорания.

С момента первой установки на машину конструкция АКБ практически не изменялась, но существенной модернизации подверглись материалы, из которых изготавливались аккумуляторы. Пластины первых батарей делали из чистого свинца, который очень быстро покрывался оксидным слоем, что существенно снижало эффективность работы устройства. В дальнейшем, для уменьшения негативных последствий решётки обрабатывались суриком, но  большую распространённость получила технология, при которой для производства пластин использовался сурьмяно-свинцовый сплав. В современных батареях проблема окисления решёток решается добавлением в свинец легирующих компонентов. Сплавы свинца и кальция позволяют снизить интенсивность испарения воды, поэтому корпус таких аккумуляторов изготавливается полностью герметичным.

Для чего нужна аккумуляторная батарея

Для чего нужна аккумуляторная батарея

Для чего нужна аккумуляторная батарея

Основное назначение автомобильного аккумулятора – обеспечение электрическим током стартер. Это электрическое устройство приводится в движение, только посредством постоянного тока высокой мощности.

Аккумуляторная батарея легко справляется с такой нагрузкой, кроме этого, изделие позволяет многократно осуществлять запуск двигателя.Также автомобильный аккумулятор принимает непосредственное участие в обеспечении электрическим током таких потребителей, как:
  • Осветительные приборы.
  • Звуковой сигнал.
  • Стеклоочистители.
  • Сигнализацию.
  • Дополнительное электрическое оборудование.

Наибольшая потребность в АКБ возникает во время стоянки, ведь в этот момент генератор не вырабатывает электрический ток, а вся нагрузка полностью ложится на плечи химического элемента питания. Также аккумулятор берёт на себя «обязанность» по обеспечению автомобиля электричеством в момент, когда обороты двигателя слишком малы, чтобы раскрутить якорь генератора до определённых значений.

Если автомобиль с двигателем внутреннего сгорания нуждается в АКБ только в момент запуска, а также при отключённом генераторе, то такая разновидность машин, как электромобили использует электродвижущую силу батареи в качестве основного энергоносителя.

Свинцовые батареи практически не способны эффективно справиться с этой задачей, поэтому для питания мощных электромоторов применяются литий -ионные или кадмиевые батареи.

Принцип работы аккумуляторной батареи

Принцип работы аккумулятора

Принцип работы аккумулятора

Чтобы понять принцип работы аккумулятора автомобиля необходимо ознакомиться с устройством батареи. Автомобильный аккумулятор состоит из следующих элементов:

  • Корпуса.
  • Крышки.
  • Отрицательных и положительных пластин.
  • Сепараторов.
  • Клемм.
  • Электролита.

Если аккумулятор является обслуживаемым, то в крышке имеется 6 резьбовых пробок, которые открывают доступ к каждой банке батареи. Корпус современных изделий изготавливается из сверхпрочного пластика, крышка также делается из пластмассы, которая надёжно соединяется с основной коробкой методом пайки. Кроме корпуса, из кислотоустойчивой пластмассы изготавливаются сепараторы, которые устанавливаются между пластинами.

Разобравшись, из чего состоит автомобильный аккумулятор можно  приступать к изучению механизма накопления электрического тока. Работа АКБ зависит от возможности протекания химической реакции между свинцовыми пластинами и электролитом.

При подключении к АКБ потребителей электроэнергии происходит окисление свинца на положительной решётке, при этом на отрицательной пластине восстанавливается диоксид свинца.

Если аккумулятор заряжается от генератора или сетевого адаптера, то происходит обратный процесс. То есть, на отрицательных решётках уменьшается количество вещества, а на положительных – увеличивается.

Если известно из чего состоит АКБ, а также изучен принцип работы аккумулятора, то не составит большого труда разобраться в особенностях современных разновидностей таких изделий.

Типы современных АКБ

Типы современных АКБ

Типы современных АКБ

Устройство современного аккумулятора автомобиля отличается от источников тока, изготавливаемых в прошлом столетии, прежде всего, по наличию необслуживаемого корпуса. Практически все АКБ, предназначенные для легкового автотранспорта, выпускаются без пробок в верхней крышке. К такому технологическому решению удалось прийти только после  того, как было снижено газообразование внутри корпуса батареи. Таким неоспоримым достоинством обладают АКБ следующих типов:

  • Кальциевые (Ca/Ca).
  • Гибридные.
  • Гелевые.
  • Литий-ионные.
  • Щелочные.
Устройство АКБ без пробок позволяет уменьшить временные затраты на обслуживание аккумулятора, а также продлить срок годности изделия. При производстве Ca/Ca аккумуляторов используется свинец легированный кальцием. Такое усовершенствование технологии позволяет изделию работать в течение многих лет, без образования сульфидной плёнки. Кроме этого, в таких батареях более высокий пусковой ток, что позволяет легко завести двигатель машины, даже при отрицательной температуре воздуха. Заряжать аккумуляторы этого типа желательно автоматическими пускозарядными устройствами, ведь при использовании обычных ЗУ потребуется постоянно контролировать уровень подачи тока и напряжения.

Гибридные АКБ представляют собой средние по качеству батареи. Отрицательные пластины таких аккумуляторов также изготавливаются по кальциевой технологии, а положительные – из сурьмянистого сплава. Гибридные изделия существенно дешевле кальциевых АКБ, а зарядный ток на их контакты можно подавать с использованием даже старых моделей ЗУ.

В гелевой батареи аккумуляторный электролит представляет собой желеобразную массу.

Благодаря такой особенности батарея может прослужить более десяти лет, а при глубоком разряде рабочая поверхность пластин длительное время не будет покрываться оксидным слоем.

Несмотря на перечисленные преимущества, существенным недостатком таких изделий является высокая стоимость.

AGM- аккумуляторы представляют собой устройство, которое очень напоминает гелевую конструкцию АКБ. В корпусе из пластика находятся свинцовые пластины, которые погружены в ватоподобную стекловолоконную массу, которая пропитывается электропроводящим составом. Благодаря использованию такой технологии удаётся также добиться низких показателей испарения жидкости, а также устойчивости к механическому воздействию.

Литий-ионные аккумуляторы могут состоять только из ионов этого металла, поэтому при эксплуатации батарей значительно снижается вероятность их воспламенения даже под большой нагрузкой.

Благодаря этому преимуществу их можно использовать не только в качестве накопителя электроэнергии для машин с двигателем внутреннего сгорания, но и как основной источник энергии для электромобилей.

В современных щелочных аккумуляторах, также как и раньше, в качестве электролита используются едкий калий и едкий натрий. Достоинства таких батарей заключается в том, что в процессе эксплуатации не происходит снижения количества химических веществ внутри корпуса. Кроме этого, изделия имеют минимальный саморазряд и длительный срок эксплуатации. В различных самоходных установках такие модели АКБ применяются, в основном, в качестве тяговых аккумуляторов.

Принцип работы аккумулятора несложен, но разобраться в нём всё-таки стоит. Несмотря на то, что в необслуживаемую АКБ невозможно даже долить воды, знание особенностей процесса зарядки и разрядки, позволит не допустить серьёзных ошибок во время эксплуатации батареи.

Как сделать батарейку своими руками?

Вокруг современного человека постоянно находятся электрические приборы, работающие на батарейках. В этих крошечных элементах есть ток. Он так же присутствует во фруктах и овощах! Если собрать овощно-фруктовый источник энергии, то им можно зарядить телефон или подпитать лампу. Рассмотрим, как сделать батарею своими руками несколькими способами.

Лимонная батарейка

Чтобы изготовить источник энергии из кислого фрукта придется обзавестись следующим:

  1. 1 лимон.
  2. 2 проводка.
  3. Медная монета или проволока.
  4. Стальной гвоздь или что-то другое металлическое поможет сделать батарею достаточно прочной.

Об изготовлении данного источника тока читайте в статье батарейка из лимона!

Как сделать батарейку из стекла и жидкости?

Чтобы изготовить подобный источник энергии потребуется следующие вещи:

  1. Банка или стакан из стекла.
  2. Вода.
  3. Проводки.
  4. Хлористый аммоний.
  5. Пластина из меди.
  6. Алюминиевая пластинка или цинковая.

Уделите большое внимание площади пластинок меди и алюминия. Желательно чтобы она была размером с ладонь. Так будущая сделанная батарея будет более эффективна.

После того, как весь инвентарь будет собран припаяйте провода к пластинам. Они должны быть значительно выше банки. Разместите их в этой емкости таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом.

стакан

Чтобы получить правильный электролит выполните смешивание воды и хлористого аммония. Следует на 0.1 h3O брать 50 грамм порошка. Затем перелить эту смесь в стакан или баночку.

Если вы не боитесь, то электролитический раствор можно создать из серной кислоты. Он должен выйти 20 процентным. Всегда вливайте кислоту в воду. Если перепутать, то начнется кипение и разбрызгивание ядовитого раствора. Не забывайте о средствах защиты. Перчатки и очки всегда должны быть при себе.

Созданное вещество налить до краев в подготовленную емкость.

Если сделать батарею, а потом копировать ее несколько раз, то можно получить хорошее устройство, от которого можно будет зарядить даже очень энергетически затратный гаджет.

Как сделать батарею из монет?

По сути это простейшая батарейка. Ее называют некоторые мудрецы вольтовым столбом. Так как она похожа на первую батарейку, созданную профессором Вольтом.

Вот что потребуется для изготовления:

  1. Медные монетки. Можно брать по 50 или 10 копеек.
  2. Бумагу.
  3. Фольгу.
  4. Сильно соленая вода или уксус.

Батарейка из монет

Чтобы самоделка имела красивый эстетический вид лучше брать одинаковые монеты. Перед началом опытов их нужно обмакнуть в уксус. Это поможет убрать грязь и оксидный налет. Дальше нужно изготовить из фольги и бумаги кругляшки формой как монетки. Их должно быть на 2 штуки меньше чем монеток, так как нужны контакты для крепления проводников.

Данный монетный столб изготавливается по следующему алгоритму:

  1. Вымоченная бумажка в уксусе или сильном солевом растворе прилепляется к монетке.
  2. Поверх бумаги ложится кружок из фольги.
  3. После этого устанавливается монетка.
  4. Все повторяется до тех пор, пока медные монетки не закончатся.
  5. У вас с одного конца должен получится плюс, а с другого минус.

монетки вольтова столба

Помните о том, что большое количество монеток даст вам больше напряжения. Когда данный опыт закончится монеты заржавеют и будут не годными для дальнейшего использования в быту.

Когда между фольгой и монетой находится электролит образуется разность потенциалов и в итоге образуется ток.

Как сделать батарею в пивной банке?

Что бы изготовить этот элемент питания следует взять:

  1. Соль и воду.
  2. Банку из алюминия.
  3. Парафиновую свечу.
  4. Уголь или пыль от потухшего костра.
  5. Стержень из графита.
  6. Пенопласт от 1 сантиметра и выше.

Первым делом у полученной баночке отрезаем верхнюю часть. Из куска пенопласта создаем круг. Он должен подходить к дну банки. Так же следует выполнить не сквозное отверстие. Оно нужно для стержня. Пенопласт кладется на дно и в него втыкается графитовый стержень. Убедитесь, что он встал прямо по центру банки. Дальше засыпьте всю пустоту углем.

Помните, что графитовый стержень не должен сближаться со стенками баночки иначе сделать батарею не получится.

После этой процедуры остается создать раствор из соли. Для этого потребуется взять пол литра воды и 3 столовых ложки соли. Теперь все перемешайте и пусть вся соль растворится полностью. Получившийся электролит перелейте в баночку и закупорьте ее воском. Но помните графитовый стержень должен торчать из банки.

Теперь цепляйте провода к только что созданным полюсам. В качестве анода или плюсового полюса выступает конец торчащего графита. Минусом же или катодом будет корпус баночки. Чтобы сделанная батарея генерировала до 3 вольт, следует последовательно присоединить 2 таких элемента.

От подобной батареи будут функционировать часы, лампочка или калькулятор. Подобную самоделку даже можно подзарядить.

Как сделать батарею из зубной пасты, картошки и соли?

Подобный источник энергии является одноразовым. Этот элемент позволит вам в походных условиях разжечь костер при помощи обычного замыкания.

Основной инвентарь:

  • Паста для чистки зубов.
  • Большая картофелина.
  • Соль.
  • Медные провода без изоляции на концах.
  • Маленькие щепки, зубочистки или подструганные до остра спички.

Картошку режим так чтобы площадь в итоге была максимально возможной. Дальше ножом выковыриваем из одной половинки углубление. Туда сыпем соль и смешиваем с пастой для зубов. Заполняем лунку полностью до краев. Это будет нашим электролитом.

батарея из картофеля

Теперь в руки берем оставшуюся часть картофелины и создаем в ней 2 небольших отверстия под провода. Они должны находится над нашим электролитом. В эти дырочки заталкиваем медные провода, концы которых очищаем от изоляции. Теперь соединяем вместе 2 половинки картофеля. В итоге нам удалось сделать батарею в домашних условиях! Ах, да еще ее нужно скрепить зубочистками с двух сторон.

После того как конструкция будет сделана подождите не менее 5 минут. Далее замыканием проводников добейтесь искры. Естественно если вы желаете разжечь костер, то искру нужно выбивать на что-то легко воспламеняющееся.

Читайте так же о другом способе изготовления батареи из картофеля.

Конечно все что перечислено выше полноценно не сможет заменить элементы питания! Но для интереса и общего развития данные конструкции можно повторить! Особенно фруктовые, овощные и другие типы батареек пригодятся в походных условиях для добычи огня!

 

Batareykaa.ru

Устройство батарейки | БАТАРЕЙКУ.РФ

Мало кто задумывался, что ежегодные продажи батареек составляют около 50 миллиардов экземпляров.

Батарейки или аккумуляторы используются почти во всех приборах, обеспечивающих комфортное существование, – в мобильном телефоне и плеере, дистанционном пульте и фотоаппарате, кардиостимуляторе и тонометре.

Каждая среднестатистическая семья за год в среднем использует до 20 батареек.

Несмотря на то, что все эти батарейки и аккумуляторы различной формы и назначения, работают они по одной и той же принципиальной схеме.

Как же устроены батарейки?

Первая электрическая батарейка датируется 1880 годом.

Впервые гальваническая батарея увидела свет благодаря практическим исследованиям Аллесандро Вольта.

Он же, в свою очередь, основывал практические исследования на трактатах Луиджи Гальвани.

Разделив цинковые и медные батареи тканью, смоченной в солевом растворе, Гальвани собрал электрическую цепь.

Предпосылкой к такому исследованию стал анатомический опыт по вскрытию лягушки.

Устройство батарейки


Каково же устройство батарейки на примере самого обыкновенного зарядного элемента.

Основные четыре компонента, которые обеспечивают работу батарейки:

1. Отрицательно заряженный электрод, он же анод. Осуществляет питание используемого устройства.

2. Положительно заряженный электрод, он же катод. Принимает электроны из внешней цепи и способствует проведению по цепи к объекту.

3. Вещество, проводящее заряд между анодом и катодом внутри зарядного элемента, или, проще говоря, электролит.

4. Специальная прокладка между анодом и катодом, которая препятствует их контакту и позволяет заряду свободно двигаться.
1384781807_pilhas1

Как работает батарейка

Проще говоря, устройство батарейки позволяет обратить энергию от химической реакции в электрическую.

1384781807_pilhas1

Таким образом, подключая ее к заряжаемому устройству, работающему от батареек, замыкается электрическая цепь и осуществляется насыщение энергией.

Стандартное устройство батарейки можно просто понять на примере полярности.

Когда зарядный элемент подключается к заряжаемому устройству, электроны начинают перемещаться от отрицательного полюса батареи к положительному.

Это реализует непрерывный поток электронов.

Вырабатываемая в ходе этого процесса энергия как раз и питает устройство, а электроны движутся от зарядного элемента потоком в электрической цепи.

Как выбрать батарейки для любого устройства?

Аккумуляторные батарейки это товар повседневного спроса. Множество электронных устройств работает на этом источнике питания. Магазины предлагают своим клиентам огромный ассортимент. Зачастую не так-то просто выбрать аккумуляторную батарею. Ведь они имеют разный размер и разное напряжение. К тому же каждому устройству нужен конкретный элемент питания.

Как выбрать батарейки для часов?

     Что бы источник питания служил долго и исправно, прежде всего, ее нужно умеючи выбрать.  Обычно в часах используют аккумуляторы таблетки. Они бывают литиевые, серебряно-оксидные, марганцево-оксидные. Из этих трех видов самые долгоиграющими и надежными являются литиевые.

Вот что нужно знать, что бы подобрать источник энергии для наручных часов:

  1. Размер батареи.
  2. Сопротивление – оно может быть высоким, либо низким.
  3. Срок работы.

Выносливым батареям присуще высокое сопротивление. Подобный элемент питания нужен для часов с дополнительными функциями. Например, такими как звук или видео. Сопротивление часовых батареек зависит от вида электролита. У батарей с низким сопротивлением применяется гидро-оксид калия. А элементам питания с высоким сопротивлением присущ электролит из гидро-оксида натрия.

как выбрать батарейку

Никогда не оставляете в часах севшую батарейку. Электролит может вытечь и нанести вред часам. Длительность срока службы зависит от того какие у вас часы. Но обычно таблеточного источника питания хватает на 2 года.

Самыми эффективными батарейками для часов являются серебряно-цинковые.

Как выбрать батарейки для пульта телевизора?

Чаще всего в телевизионном пульте используются элементы двух типов это пальчиковые или АА и мизинчиковые или ААА.

Из мезинчиковых батареек особой надежностью и долготой действия пользуются Duracell. А среди пальчиковых, наиболее долгоиграющими, по мнению ученых, являются Kodak тип аа.

Пульт управления, по сути, не является устройством, съедающим много энергии. Поэтому для него подойдет практически любая батарея. Главное не прогадать с размером. Если вы сомневаетесь в размере возьмите пульт в магазин и там подберите необходимую батарейку.

Как выбрать батарейку для материнской платы?

Если кто не знает, то батарея в материнской плате нужна для поддержания ваших настроек. Например, времени и даты. Если аккумулятор садиться или вы сами ее вытаскиваете, то все настройки слетают до заводских. При смене элемента питания работа устройства должна быть прекращена. Иначе можете потерять плату.

как выбрать батарейку

Для материнской платы требуется одна батарея. Чаще всего выбор падает на CR2032, данная батарея способна прослужить несколько лет.

Как выбрать аккумуляторную батарейку?

   Самыми распространенными источниками питания являются пальчиковые и мизинчиковые. Подобные батареи славятся тем, что могут использоваться многократно. Для этого их достаточно перезарядить. Особенно подходят эти источники питания для фонарика, фотоаппарата, видео камеры, плеера и других современных девайсов.

Время работы батарей достаточно долгое, но здесь все зависит от емкости и способа использования.

Выбирая батарейки обратите внимание не только на емкость, но и на маркировку. В продаже существуют никель-кадмиевые аккумуляторы. Они способны работать при разных температурах, но емкость у них маленькая. Так же есть никель-металлогидридные  аккумуляторы. У них очень хорошая емкость, но высокая чувствительность к температуре.

От сюда следует вывод, нужно брать батарею в зависимости от условий использования.

Аккумуляторные батареи после разряда нужно заряжать. Для этого потребуется зарядное устройство. Но не следует брать непонятно какой зарядник. Самый правильный выбор это приобрести блок питания такой же фирмы, как и источник питания.

Как выбрать батарейки для слухового аппарата?

С приходом старости многие люди страдают снижением слуха. Что бы повысить слух люди покупают специальные аппараты. Источником энергии для этих аппаратов служат таблеточные батарейки.

Что бы сделать правильный выбор ушной батарейки нужно следовать следующим советам:

  • Какая батарея на данный момент находится в аппарате
  • На всякий случай вытащить ее и взять с собой в магазин
  • Батарею желательно выбирать с цинком
  • Приобретайте источник энергии в надежном и проверенном месте

Почему специалисты советуют именно цинковые батарейки для слуховых аппаратов? Дело в том, что они обеспечивают постоянное напряжение весь срок службы. За один год саморазрежение составляет 2%.

Каждая подобная батарея оснащена специальным отверстием, защищенным от попадания воздуха пленкой. После покупки человек снимает пленку и активируется химическая реакция. Вставлять элемент питания в прибор нужно через 3 минуты, после того как убрали пленочку.

Цинковые элементы питания способны выдержать резкие перепады от громких звуков к тихим.

  Как выбрать батарейки для тонометра?

Сейчас множество приборов для измерения давления стали выпускать на портативных источниках питания. Но какую же батарею лучше всего приобрести?

Первым делом батарея должна служить долго. Именно этого желает большинство потребителей.

Для тонометра желательно приобрести сетевой адаптер и питать устройство от него. Обычные батарейки для тонометра быстро садятся, и приходится тратить на них кучу денег. Но если тонометр не имеет возможности подключать адаптер, тогда лучше отдать предпочтение аккумуляторным элементам питания.

Батареи Sanyo Eneloop неплохо подходят для прибора измеряющего давление. Они способны прослужить долгий срок.

аккумуляторные батарейки для тонометра

Можно пользоваться и другими аккумуляторными батареями. Главное смотрите на емкость батарейки, чем она больше, тем лучше!

Как выбрать батарейку к шуруповерту?

Для того, что бы подобрать батарейку к шуруповерту нужно обратить внимание на следующие критерии.

  1. Берите аккумулятор с наибольшей емкостью. Это позволит дольше пользоваться устройством.
  2. Помните что чем больше вольт в аккумуляторе тем выше крутящий момент. Обратите на это внимание при покупки шуруповерта.
  3. Приобретая аккумулятор, поинтересуйтесь, сколько времени нужно для его зарядки. Это поможет сбалансировать вашу работу. Пока работаете на одном, другой должен успеть зарядится.

Как выбрать батарейку для вейпа?

Как известно для механического вайпинга необходим высоко токовый аккумулятор. Обычно его ток равен 35 ампер. На эту роль подойдут батареи Самсунг  24R и LG HE4/HE2.

сила тока

Если вы пользуетесь вейпингом на платах, то здесь уже не совсем важно высоко токовый аккумулятор или нет. В этом случае неплохо подойдет аккумулятор для вайпинга на 20 ампер. Батарея которая отлично подойдет это LG HG2.

Как выбрать батарейку крону?

Батарея крона идет в однотипном корпусе и обладает постоянным напряжением в 9 вольт. Но есть аккумуляторные экземпляры, которые имеют 8,4 v.

батарея крона как выбрать

Самыми долговечными считаются Li-Ion аккумуляторные кроны. Что же касается не аккумуляторных элементов питания, самые живущие это щелочно-марганцевые 6LR61.

Выбор батареи кроны осуществляется по тем же принципам что и выбор любых других батареек.

 

Советы потребителям

  1. Не стоит приобретать элементы питания про запас. За 1 год батарейка теряет около 10-20% заряда.
  2. Следует всегда смотреть на дату выпуска.
  3. Не берите источники тока на открытых площадках в зимнее время года. Минусовая температура плохо сказывается на работе.
  4. Когда прибор долгое время использовать не будете лучше вытащить источники тока.
  5. Не следует перезаряжать простые батарейки, они могут потечь или взорваться.
  6. Севший накопитель энергии может впрыснуть электролит, поэтому их нужно менять быстрее.
  7. Отработавшие батарейки всегда следует сдавать на утилизацию.

 

Batareykaa.ru

Для чего нужна батарейка на материнской плате и когда менять

Пользователю, самостоятельно обслуживающему технику, необходимо знать, для чего нужна батарейка на материнской плате и как корректно провести замену устройства. Элемент обеспечивает сохранение настроек часов, при разрядке источника постоянного тока загрузка компьютера становится невозможной.

для чего нужна батарейка на материнской платедля чего нужна батарейка на материнской плате

Демонтаж батарейки материнской платы с помощью плоской отвертки.

Для чего используется батарейка на материнской плате компьютера

На ранних моделях компьютерной техники для хранения настроек BIOS использовалась энергозависимая память CMOS RAM. Батарейка материнской платы обеспечивала сохранение пользовательских настроек, обеспечивавших загрузку оборудования.

Энергопотребление модуля памяти невелико, заряда батарейки хватает для сохранения настроек на протяжении нескольких лет, при выходе устройства из строя или падении напряжения в цепи ниже допустимого уровня на дисплей выводится уведомление об ошибке.

По мере усовершенствования оборудования стали применяться материнские платы с отдельной энергонезависимой памятью. После отключения источника питания настройки остаются в сохранности. Но в конструкции компьютера предусмотрены часы, которые должны работать независимо от наличия питания во внешней цепи. После включения оборудования информация синхронизируется с операционной системой, позволяя отображать корректную дату и время.

Где находится элемент питания

В компьютерных комплектующих для сохранения настроек используются литий-щелочные элементы питания со стандартным диаметром 20 мм. Стартовое напряжение составляет 3,3 В, допускается работа батарейки до падения напряжения в цепи до 2,75 В. Используются изделия стандарта CR2032 (высота корпуса 3,2 мм), CR2025 (высота 2,5 мм) и CR2035 (высота кожуха 3,5 мм).

В зависимости от габаритов емкость составляет от 160 до 280 мА*ч, уровень саморазряда — до 1% в год. Тип батарейки назначается производителем в зависимости от энергопотребления материнской платы

.

Литиевые батарейки не поддерживают зарядку, аккумуляторы в конструкции материнских плат не используются.

Места расположения батареек зависят от производителя и форм-фактора материнской платы:

  1. На платах стандарта ATX посадочное гнездо располагается между разъемами PCI‐E, предназначенными для установки графических адаптеров. Встречаются устройства с единственным разъемом PCI‐E, источник тока установлен напротив нижних штекеров стандарта PCI-E x1.
  2. На оборудовании стандарта mATX источник постоянного тока находится около разъема для процессора или под портом PCI‐E для видеокарт. Единого стандарта, оговаривающего место установки батарейки, не существует.
  3. На малогабаритных изделиях формата mini-ITX элемент размещается около радиатора интегрированного процессора.

Основные симптомы разряда батарейки

ПриборПрибор

Определить заряд батарейки можно с помощью специального прибора.

При выходе из строя батарейки питания CMOS возникают проблемы:

  1. При включении компьютера активируется загрузка BIOS материнской платы, на дисплее отображается текст CMOS Battery Failed. Дальнейшая загрузка операционной системы не происходит.
  2. Если компьютер оснащен материнской платой с программным обеспечением разработки компаний MI, Award и Phoenix, то при повреждении элемента питания на экране появляются надписи вида CMOS Battery State Low или System Battery Is Dead.
    Поскольку конфигурация CMOS не считывается, то загрузка компьютера останавливается.
  3. Отмечается постоянное искажение текущего времени и даты (при включении оборудования). При некорректном определении даты отмечаются сбои в работе антивируса, который ошибочно идентифицирует обновления баз данных вирусов.
  4. Уведомления вида Checksum bad CMOS, Failure CMOS или Checksum error CMOS указывают на фатальные ошибки, полученные при подсчете контрольной суммы. При этом начинается загрузка базовых параметров с одновременным сбросом времени и даты до значения, заложенного производителем при создании программного обеспечения.
    На части материнских плат дата сбрасывается на момент изготовления материнской платы или установки микросхемы BIOS. Для продолжения загрузки оборудования потребуется коротко нажать на кнопку F1 или F2, но операционная система будет работать некорректно.

Пользователь может самостоятельно заменить батарейку в системном блоке:

  1. Отключить питание и вынуть кабель из штекера, предусмотренного на блоке питания. Отсоединить коммутационные кабели периферийного оборудования, корпус компьютера укладывается на боковую крышку на горизонтальную поверхность.
  2. Отвинтить крепежные винты или отстегнуть защелки, а затем снять боковую крышку системного блока.
  3. Найти место расположения батарейки на материнской плате, вынуть элемент питания при помощи инструментальной отвертки или пластиковой монтажной лопатки. Встречается вариант установки источника тока в специальном пластиковом контейнере, для извлечения картриджа требуется нажать на торцевую часть. Встроенная пружина выталкивает пластиковую вставку с элементом питания.
  4. Вставить новую батарейку с соблюдением полярности. На поверхности платы или кожухе нанесены пояснительные надписи, позволяющие корректно смонтировать источник питания.
  5. Установить на место крышку корпуса, подключить периферийное оборудование и протестировать работу компьютера. По аналогичной методике производится замена элемента питания на ноутбуках, производители техники рекомендуют проводить профилактическую замену через 5 лет эксплуатации.

При отсоединении элемента питания происходит сброс настроек BIOS или встроенных часов, перед началом эксплуатации компьютера потребуется восстановить параметры.

Часть материнских плат автоматически предлагает выполнить регулировку настроек.

Если после регулировки на дисплее отображается информация об ошибках, необходимо проверить корректность настроек. При продолжающихся проблемах рекомендуется обратиться к специалисту, который произведет диагностику и настройку оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *