מהו מתח בסוללה?

ישנם סוגים רבים ושונים של מצברים, ולרובם מתח שונה, החל מסוללות AA 1.5 וולט ועד לסוללת הרכב הנפוצה 12 וולט. עם זאת, אנשים רבים אינם יודעים בדיוק למה מתייחס המונח "מתח".

המונח "מתח" בסוללה מתייחס להבדל בפוטנציאל החשמלי בין המסופים החיוביים והשליליים של הסוללה. הבדל גדול יותר בפוטנציאל מביא למתח גדול יותר.

פוטנציאל חשמלי פירושו הפרש המטען בין שתי נקודות - במקרה זה, שני המסופים של הסוללה. האחד טעון חיובי, והשני טעון שלילית. מטען שלילי פירושו פשוט שיש על המסוף עודף של חלקיקים טעונים שלילית, או אלקטרונים, בעוד שלטרמינל טעון חיובי חסר אותם אלקטרונים. הפרדה פיזית של שני המסופים מונעת מהאלקטרונים לנוע מהמסוף הטעון השלילי למסוף הטעון החיובי. ברגע ששני המסופים מחוברים, באמצעות מעגל, למשל, האלקטרונים חופשיים לנסוע בשביל המעגל, ועוברים מהאלקטרודה השלילית לחיובית. תנועת אלקטרונים זו נקראת זרם חשמלי הנמדד באמפר, או מגברים.

יחידת הפוטנציאל החשמלי, הוולט, נקראת לכבודו של אלסנדרו וולטה, פיסיקאי שזוכה להמציא את התא האלקטרוכימי הראשון בשנת 1800. התא שלו כלל אבץ ואלקטרודת נחושת שקועה בתמיסה אלקטרוליטית של מלח ומים. הוא גם פופולרי את האלקטרופורוס, מכונה שיכולה לייצר כמויות גדולות של מטען סטטי. עם זאת, הוא לא המציא זאת, אף שלעתים קרובות הוא זוכה לכך. וולטה התמנה לספירה על ידי נפוליאון בונפרטה בשנת 1810, ואחת מיחידות החשמל SI, הוולט, נקראה על שמו בשנת 1881.

מכיוון שמדובר בהבדל בפוטנציאל החשמלי ולא בכמות הזרם החשמלי, מתח גבוה אינו בהכרח מסוכן, בעוד שזרם גבוה יכול להיות. כאשר דנים בחשמל, משתמשים לעתים קרובות באנלוגיה של צינור מים. באנלוגיה זו, מתח משווה להפרש לחץ מים - הפרש לחץ גבוה יביא לזרימת אלקטרונים מהירה יותר. זרם, שנמדד במגברים, מתאר כמה מהר נפח נתון של אלקטרונים חולף על פני נקודה מסוימת במעגל. מרבית הסוללות הקיימות בשוק עשויות להיות בעלות מתח גבוה, אך החומרה הזמינה תלויה במעגל שבו משתמשים בסוללה ולא בסוללה עצמה.

ככל שהתקדמה טכנולוגיית הסוללה, התקנים הפועלים על הסוללה נעשו קטנים וחזקים יותר. השימוש הנרחב בסוללות ליתיום-יון (Li-ion), למשל, איפשר לטלפונים הסלולריים להיות קטנים באופן אקספוננציאלי מקודם, בעיקר בשל יחס הכוח והמשקל הנמוך שלהם. בסוללות אלה, יון ליתיום נע בכיוון אחד בין האנודה לקתודה במהלך הפריקה, והדרך השנייה בזמן הטעינה.

טויוטה פריוס, מכונית היברידית פופולרית, הופיעה לראשונה בשוק באמצעות סוללות ניקל-מתכת הידריד (Ni-MH). הדור הבא של הסוללות, שיהיה זמין בסוף 2009, יהיה גם ליתיום-יון בשל יתרונותיהם ביחס לחבילת הסוללות Ni-MH.

הסוללות נעות במתח בין כמה מאיות וולט למאות רבות של וולט, תלוי הן בגודל הסוללה והן בחומרים מהם היא עשויה. הם דרך מצוינת להניע צורות שונות של מכשירים, לא משנה מה דרישות המתח של אותם מכשירים.