Τι είναι η τάση σε μια μπαταρία;

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι μπαταριών, και οι περισσότεροι έχουν διαφορετικές τάσεις, που κυμαίνονται από μπαταρίες AA 1,5 volt έως την κοινή μπαταρία αυτοκινήτου 12 volt. Πολλοί άνθρωποι, ωστόσο, δεν γνωρίζουν ακριβώς τι αναφέρεται ο όρος "τάση".

Ο όρος «τάση» σε μια μπαταρία αναφέρεται στη διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό μεταξύ των θετικών και αρνητικών ακροδεκτών μιας μπαταρίας. Μια μεγαλύτερη διαφορά στα πιθανά αποτελέσματα οδηγεί σε μεγαλύτερη τάση.

Ηλεκτρικό δυναμικό σημαίνει τη διαφορά φόρτισης μεταξύ δύο σημείων - σε αυτήν την περίπτωση, των δύο ακροδεκτών μιας μπαταρίας. Το ένα φορτίζεται θετικά και το άλλο φορτίζεται αρνητικά. Ένα αρνητικό φορτίο σημαίνει απλώς ότι υπάρχει μια περίσσεια αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων, ή ηλεκτρονίων, στο τερματικό, ενώ ένα θετικά φορτισμένο τερματικό έχει έλλειψη αυτών των ηλεκτρονίων. Ο φυσικός διαχωρισμός των δύο ακροδεκτών εμποδίζει τα ηλεκτρόνια να μετακινούνται από τον αρνητικά φορτισμένο ακροδέκτη στον θετικά φορτισμένο. Μόλις συνδεθούν οι δύο ακροδέκτες, μέσω ενός κυκλώματος, για παράδειγμα, τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα να ταξιδεύουν κατά μήκος της διαδρομής του κυκλώματος, μετακινώντας από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στο θετικό. Αυτή η κίνηση των ηλεκτρονίων ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μετράται σε αμπέρ ή ενισχυτές.

Η μονάδα ηλεκτρικού δυναμικού, το βολτ, ονομάζεται προς τιμήν του Alessandro Volta, ενός φυσικού που πιστώνεται με την εφεύρεση του πρώτου ηλεκτροχημικού στοιχείου το 1800. Το κελί του αποτελείται από ψευδάργυρο και ηλεκτρόδιο χαλκού βυθισμένο σε ηλεκτρολυτικό διάλυμα αλατιού και νερού. Επίσης διαδόθηκε τον ηλεκτροφόρο, μια μηχανή που θα μπορούσε να παράγει μεγάλες ποσότητες στατικού φορτίου. Δεν το εφευρέθηκε, ωστόσο, συχνά θεωρείται ότι το κάνει. Ο Βόλτα μετρήθηκε από τον Ναπολέοντα Βοναπάρτη το 1810 και μία από τις μονάδες ηλεκτρικής ενέργειας της SI, το βολτ, πήρε το όνομά του από το 1881.

Επειδή είναι μια διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό παρά στην ποσότητα του ηλεκτρικού ρεύματος, η υψηλή τάση δεν είναι απαραίτητα επικίνδυνη, ενώ μπορεί να είναι και το υψηλό ρεύμα. Όταν συζητάμε για ηλεκτρισμό, χρησιμοποιείται συχνά η αναλογία ενός σωλήνα νερού. Σε αυτήν την αναλογία, η τάση παρομοιάζεται με τη διαφορά πίεσης νερού - μια υψηλή διαφορά πίεσης θα έχει ως αποτέλεσμα ταχύτερη ροή ηλεκτρονίων. Το ρεύμα, μετρούμενο σε ενισχυτές, περιγράφει πόσο γρήγορα ένας δεδομένος όγκος ηλεκτρονίων ταξιδεύει μετά από ένα συγκεκριμένο σημείο του κυκλώματος. Οι περισσότερες μπαταρίες που διατίθενται στην αγορά ενδέχεται να έχουν υψηλές τάσεις, αλλά η διαθέσιμη ένταση εξαρτάται από το κύκλωμα στο οποίο χρησιμοποιείται η μπαταρία και όχι από την ίδια την μπαταρία.

Καθώς η τεχνολογία της μπαταρίας έχει προχωρήσει, οι συσκευές που λειτουργούν με μπαταρία έχουν γίνει μικρότερες και πιο ισχυρές. Η ευρεία χρήση μπαταριών ιόντων λιθίου (Li-ion), για παράδειγμα, επέτρεψε στα κινητά τηλέφωνα να γίνουν εκθετικά μικρότερα από τα πρόγονα τους, κυρίως λόγω της χαμηλής αναλογίας ισχύος προς βάρος. Σε αυτές τις μπαταρίες, ένα ιόν λιθίου κινείται κατά έναν τρόπο μεταξύ της ανόδου και της καθόδου κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και τον άλλο τρόπο κατά τη διάρκεια της επαναφόρτισης.

Το Toyota Prius, ένα δημοφιλές υβριδικό αυτοκίνητο, έκανε το ντεμπούτο του στην αγορά χρησιμοποιώντας μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου (Ni-MH). Η επόμενη γενιά μπαταριών, που διατίθεται στα τέλη του 2009, θα είναι επίσης ιόντων λιθίου λόγω των πλεονεκτημάτων τους έναντι της μπαταρίας Ni-MH.

Οι μπαταρίες κυμαίνονται σε τάση από μερικές εκατοντάδες βολτ έως πολλές εκατοντάδες βολτ, ανάλογα με το μέγεθος της μπαταρίας και τα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται. Αποτελούν έναν εξαιρετικό τρόπο τροφοδοσίας διαφόρων μορφών συσκευών, ανεξάρτητα από τις απαιτήσεις τάσης αυτών των συσκευών.