Hvad er spænding i et batteri?

Der er mange forskellige typer batterier, og de fleste har forskellige spændinger, der spænder fra 1,5 volt AA-batterier til det almindelige 12 volt bilbatteri. Mange mennesker ved imidlertid ikke nøjagtigt, hvad udtrykket "spænding" henviser til.

Udtrykket "spænding" i et batteri refererer til forskellen i elektrisk potentiale mellem de positive og negative poler på et batteri. En større forskel i potentialet resulterer i en større spænding.

Elektrisk potentiale betyder forskellen i ladning mellem to punkter - i dette tilfælde de to poler på et batteri. Den ene er positivt ladet, og den anden er negativt ladet. En negativ ladning betyder simpelthen, at der er et overskud af negativt ladede partikler eller elektroner på terminalen, mens en positivt ladet terminal mangler disse elektroner. Fysisk adskillelse af de to terminaler forhindrer elektronerne i at rejse fra den negativt ladede terminal til den positivt ladede. Når først de to terminaler er forbundet, via et kredsløb, er elektronerne fri til at bevæge sig langs kredsløbets sti og bevæge sig fra den negative elektrode til den positive. Denne bevægelse af elektroner kaldes elektrisk strøm, som måles i ampere eller ampere.

Enheden af ​​elektrisk potentiale, volt, er opkaldt til ære for Alessandro Volta, en fysiker, der krediteres opfindelsen af ​​den første elektrokemiske celle i 1800. Hans celle bestod af en zink og en kobberelektrode nedsænket i en elektrolytisk opløsning af salt og vand. Han populariserede også elektroforet, en maskine, der kunne producere store mængder statisk ladning. Han opfandt det dog ikke, skønt han ofte anerkendes for at gøre det. Volta blev optalt af Napoleon Bonaparte i 1810, og en af ​​SI-enhederne af elektricitet, volt, blev opkaldt efter ham i 1881.

Fordi det er en forskel i elektrisk potentiale snarere end en mængde elektrisk strøm, er højspænding ikke nødvendigvis farlig, mens høj strøm kan være. Når man diskuterer elektricitet, bruges analogien med en vandslange ofte. I denne analogi sammenlignes spænding med vandtryksforskel - en høj trykforskel vil resultere i en hurtigere elektronstrøm. Strøm målt i ampere beskriver, hvor hurtigt et givet volumen elektroner kører forbi et bestemt punkt i kredsløbet. De fleste tilgængelige batterier på markedet kan have høje spændinger, men den tilgængelige strømstyrke afhænger af det kredsløb, batteriet bruges i, ikke af selve batteriet.

Da batteriteknologien er avanceret, er enheder, der kører på batteristrøm, blevet mindre og mere kraftfulde. Den udbredte anvendelse af lithium-ion (Li-ion) batterier har for eksempel gjort det muligt for mobiltelefoner at blive eksponentielt mindre end deres forfædre, hovedsageligt på grund af deres lave effekt / vægt-forhold. I disse batterier bevæger en lithiumion sig en vej mellem anoden og katoden under afladning og den anden vej under genopladning.

Toyota Prius, en populær hybridbil, debuterede på markedet ved hjælp af nikkel-metalhydridbatterier (Ni-MH). Den næste generation af batterier, der er tilgængelig i slutningen af ​​2009, vil også være lithium-ion på grund af deres fordele i forhold til Ni-MH-batteripakken.

Batterier spænder i spænding fra nogle få hundrededele af volt til mange hundrede volt afhængigt af både størrelsen på batteriet og de materialer, det er fremstillet af. De er en glimrende måde at drive forskellige former for enheder på, uanset spændingskravene til disse enheder.