Без батерии нямаше да има мобилни телефони, часовници, таблети, слухови апарати, фенерчета, електрически автомобили или комуникационни сателити - и списъкът продължава. Първата батерия е изобретена преди повече от 200 години и оттогава тези гениални устройства са станали незаменими в нашето ежедневие.
Какво е батерия?
Просто казано, батерията е всяко устройство, което може да осигури преносим временен източник на електрическа енергия.
В електрическа верига батериите служат като източник на енергия, като създават потенциална разлика, която задвижва потока на електрическия ток. Тъй като токът преминава през веригата, той прехвърля енергия към всички устройства, свързани към нея. В такава верига видът на тока, който тече, е постоянен ток. С други думи, токът, който тече, върви в една, непрекъсната посока.
И обратно, захранването от електроцентрала е достъпно през контактите във вашия дом и е под формата на променлив ток. Този тип ток променя посоката с определена честота, за да захранва устройствата.
Как работят батериите
Типичната батерия се състои от една или повече клетки, които имат катод (положителен терминал) от единия край и ан анод (отрицателен терминал) от другата страна. Химичните реакции, съдържащи се в тях, предизвикват натрупване на електрически заряд на терминалите, произвеждайки електрически потенциал във възлите чрез освобождаване на химическа енергия.
Химичните реакции в батерията причиняват натрупване на електрони в анода. Това създава електрически потенциал между катода и анода. Електроните искат да стигнат до катода, за да неутрализират заряда, но не могат да го направят, като пътуват през електролитния материал вътре в самата батерия. Вместо това електроните преминават лесно през проводящ проводник, свързващ анода с катода.
В крайна сметка химическите процеси, създаващи излишък от електрони в анода, спират и батерията умира. При акумулаторните батерии (наричани още вторични батерии) обаче този процес може да бъде обърнат чрез свързване на батериите към зарядни устройства след като те умрат. Презареждането на батерия обръща потока от електрони, използвайки друг източник на енергия. Химичните процеси в батерията могат да се обърнат поради тази добавена енергия и батерията отново ще може да захранва верига сама.
Създайте своя собствена лимонена батерия!
Отличен начин да разберете по-добре как работи батерията е да създадете своя собствена батерия у дома с лимон, цинков пирон и медна монета и да я използвате за захранване на малка крушка.
Поставете медна монета в едната страна на лимона и поставете поцинкования (поцинкован) нокът в другата страна (като се уверите, че двата предмета не се допират вътре в лимона). Гвоздеят ще служи като положителен електрод (катод), а монетата ще бъде отрицателният електрод (анод). Лимоновият сок служи като електролит. След това можете да свържете волтметър през лимоновата си батерия, за да видите колко напрежение създава. Ако е необходимо, можете да свържете няколко лимонови батерии последователно, за да създадете достатъчно напрежение за захранване на малка крушка.
Различни видове батерии
Батериите се предлагат във всички различни форми, размери, композиции и напрежения. Някои от най-често срещаните видове са:
- Акумулаторни батерии, използвани в обикновени домакински електронни устройства. Те включват литиево-йонни батерии, никел-кадмий и никел-метален хидрид (NiMH). Имената на батериите показват електролитите, които съдържат.
- Оловно-киселинните батерии също са акумулаторни, но се използват за по-тежки приложения (като автомобилни батерии например).
- Батериите, които обикновено не се презареждат, включват алкални батерии или цинково-въглеродни батерии със сухи клетки.