Ilma patareideta poleks mobiiltelefone, kellasid, tahvelarvuteid, kuuldeaparaate, taskulampe, elektriautosid ega sidesatelliite - ja loetelu jätkub. Esimene aku leiutati üle 200 aasta tagasi ja sellest ajast alates on need leidlikud seadmed muutunud meie igapäevaelus hädavajalikuks.
Mis on aku?
Lihtsalt öeldes on aku mis tahes seade, mis võib pakkuda kaasaskantavat ajutist elektrienergiaallikat.
Elektriahelas toimivad patareid jõuallikana, luues potentsiaalse erinevuse, mis juhib elektrivoolu voogu. Kui vool läbib vooluahelat, edastab see energiat mis tahes sellega ühendatud seadmesse. Sellises vooluringis on voolu tüüp alalisvool. Teisisõnu, voolav vool läheb ühes, pidevas suunas.
Ja vastupidi, elektrijaama toiteallikale pääseb juurde teie kodu pistikupesade kaudu ja see on vahelduvvoolu kujul. Seda tüüpi voolu vaheldub seadmete toitmiseks teatud sagedusega.
Kuidas patareid töötavad
Tüüpiline patarei koosneb ühest või mitmest elemendist, millel on a katood (positiivne terminal) ühes otsas ja
Aku keemilised reaktsioonid põhjustavad anoodi elektronide kogunemist. See loob katoodi ja anoodi vahele elektrilise potentsiaali. Elektronid tahavad laengu neutraliseerimiseks jõuda katoodini, kuid nad ei saa seda teha, liikudes läbi aku enda sees oleva elektrolüütilise materjali. Selle asemel voolavad elektronid kergesti läbi juhtiva juhtme, mis ühendab anoodi katoodiga.
Lõpuks peatuvad keemilised protsessid, mis tekitavad anoodis elektronide ülejäägi, ja aku saab otsa. Laetavate patareidega (neid nimetatakse ka sekundaarpatareideks) saab selle protsessi vastupidiseks muuta, ühendades patareid pärast nende surma akulaadijatega. Aku laadimine muudab elektronide voo vastupidiseks, kasutades teist toiteallikat. Keemiaprotsessid akus suudavad selle lisatud energia tõttu pöörduda ja aku saab taas vooluahela iseseisvalt toita.
Looge oma sidrunaku!
Suurepärane viis aku toimimise paremaks mõistmiseks on luua kodus sidruni, tsinkküüne ja vaskmündiga oma patarei ning kasutada seda väikese lambipirni toiteks.
Sisestage sidruni ühele küljele vaskmünt ja teisele poole tsingitud (tsingiga kaetud) nael (veenduge, et need kaks eset ei puutuks sidruni sees). Nael toimib positiivse elektroodina (katood) ja münt on negatiivne elektrood (anood). Elektrolüüdina toimib sidrunimahl. Seejärel saate ühendada voltmeeter oma sidruni aku külge, et näha, kui palju pinget see tekitab. Vajadusel saate ühendada mitu sidrunipatareid järjestikku, et luua piisavalt pinget väikese lambipirni toitmiseks.
Erinevat tüüpi patareid
Patareid on erineva kuju, suuruse, koosseisu ja pingega. Mõned kõige levinumad tüübid on:
- Tavalistes majapidamises kasutatavates elektroonikaseadmetes kasutatavad laetavad patareid. Nende hulka kuuluvad liitiumioonakud, nikkelkaadmium ja nikkelmetallhüdriid (NiMH). Patareide nimed tähistavad neis sisalduvaid elektrolüüte.
- Pliiakud on samuti laetavad, kuid neid kasutatakse raskemateks rakendusteks (näiteks autoakudena).
- Patareide hulka, mida tavaliselt ei saa laadida, on leelispatareid või kuivelemendiga tsink-süsinikpatareid.