Bez baterií by neexistovaly mobilní telefony, hodinky, tablety, sluchadla, baterky, elektromobily nebo komunikační satelity - a seznam pokračuje. První baterie byla vyvinuta před více než 200 lety a od té doby se tato důmyslná zařízení stala nepostradatelnými v našem každodenním životě.
Co je to baterie?
Jednoduše řečeno, baterie je jakékoli zařízení, které může poskytnout přenosný dočasný zdroj elektrické energie.
V elektrickém obvodu slouží baterie jako zdroj energie vytvářením potenciálního rozdílu, který řídí tok elektrického proudu. Jak proud prochází obvodem, přenáší energii na všechna připojená zařízení. V takovém obvodu je typ proudu, který teče, stejnosměrný proud. Jinými slovy, proud, který teče, jde jedním kontinuálním směrem.
Naopak k energii dodávané elektrárnou se přistupuje prostřednictvím zásuvek ve vaší domácnosti a je ve formě střídavého proudu. Tento typ proudu střídá směr s určitou frekvencí, aby napájel zařízení.
Jak baterie fungují
Typická baterie se skládá z jednoho nebo více článků, které mají a
katoda (kladný pól) na jednom konci a an anoda (záporný pól) na druhém konci. Chemické reakce obsažené uvnitř způsobují nahromadění elektrického náboje na svorkách a produkují elektrický potenciál přes uzly prostřednictvím uvolňování chemické energie.Chemické reakce v baterii způsobují hromadění elektronů na anodě. To vytváří elektrický potenciál mezi katodou a anodou. Elektrony se chtějí dostat na katodu, aby neutralizovaly náboj, ale nemohou tak učinit cestou elektrolytickým materiálem uvnitř samotné baterie. Místo toho elektrony snadno protékají vodivým drátem spojujícím anodu s katodou.
Nakonec se chemické procesy vytvářející přebytek elektronů v anodě zastaví a baterie zemře. S dobíjecími bateriemi (nazývanými také sekundární baterie) lze tento proces zvrátit připojením baterií k nabíječkám baterií poté, co zemřou. Dobíjení baterie obrátí tok elektronů pomocí jiného zdroje energie. Chemické procesy v baterii jsou díky této přidané energii schopné reverzovat a baterie bude opět schopna napájet obvod sama.
Vytvořte si vlastní citronovou baterii!
Vynikající způsob, jak lépe pochopit, jak baterie funguje, je vytvořit si doma vlastní baterii s citronem, zinkovým hřebíkem a měděnou mincí a použít ji k napájení malé žárovky.
Vložte měděnou minci na jednu stranu citronu a na druhou stranu vložte pozinkovaný (pozinkovaný) hřebík (ujistěte se, že se tyto dvě položky nedotýkají citronu). Hřebík bude sloužit jako kladná elektroda (katoda) a mincí bude záporná elektroda (anoda). Citronová šťáva slouží jako elektrolyt. Poté můžete k vaší citronové baterii připojit voltmetr, abyste zjistili, jaké napětí vytváří. V případě potřeby můžete připojit několik citronových baterií do série, abyste vytvořili dostatečné napětí pro napájení malé žárovky.
Různé typy baterií
Baterie mají různé tvary, velikosti, složení a napětí. Mezi nejběžnější typy patří:
- Dobíjecí baterie používané v běžných domácích elektronických zařízeních. Patří mezi ně lithium-iontové baterie, nikl-kadmium a nikl-metalhydrid (NiMH). Názvy baterií označují elektrolyty, které obsahují.
- Olověné baterie jsou také dobíjecí, ale používají se pro náročnější aplikace (například jako automobilové baterie).
- Mezi baterie, které nelze obvykle dobíjet, patří alkalické baterie nebo baterie typu zinek-uhlík se suchým článkem.