რა არის ძაბვა ბატარეაში?

არსებობს მრავალი სხვადასხვა ტიპის აკუმულატორი და უმეტესობას აქვს სხვადასხვა ძაბვა, დაწყებული 1.5 ვოლტიანი AA ბატარეებიდან დაწყებული საერთო 12 ვოლტიანი კვების ელემენტით. ბევრმა ადამიანმა არ იცის ზუსტად რას გულისხმობს ტერმინი "ძაბვა".

ტერმინი ”ძაბვა” ბატარეაში აღნიშნავს ელექტროენერგიის პოტენციალში სხვაობას ელემენტის დადებით და უარყოფით ტერმინალებს შორის. პოტენციური შედეგების უფრო დიდი განსხვავება მეტ ძაბვაში.

ელექტრო პოტენციალი ნიშნავს დატვირთვის სხვაობას ორ წერტილს შორის - ამ შემთხვევაში, ბატარეის ორი ტერმინალი. ერთი დადებითად დამუხტულია, ხოლო მეორე - უარყოფითად. უარყოფითი მუხტი უბრალოდ ნიშნავს, რომ ტერმინალზე ჭარბია უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები, ან ელექტრონები, ხოლო დადებითად დამუხტულ ტერმინალს ამ ელექტრონების ნაკლებობა აქვს. ორი ტერმინალის ფიზიკური გამოყოფა ხელს უშლის ელექტრონებს უარყოფითად დამუხტული ტერმინალიდან დადებითად დამუხტულზე. მას შემდეგ, რაც ორი ტერმინალი დააკავშირებს, წრიული გზით, მაგალითად, ელექტრონები თავისუფლად ივლიან წრეზე, უარყოფითი ელექტროდიდან პოზიტიურზე. ელექტრონების ამ მოძრაობას ელექტროენერგია ეწოდება, რომელიც იზომება ამპერებით, ან ამპერებით.

ელექტრული პოტენციალის ერთეულს ვოლტს ასახელებენ ალესანდრო ვოლტას საპატივცემულოდ, ფიზიკოსი, რომელსაც მიაჩნია 1800 წელს პირველი ელექტროქიმიური უჯრედის გამოგონება. მისი უჯრედი შედგებოდა თუთიისა და სპილენძის ელექტროდისგან, რომელიც ჩაყრილი იყო მარილისა და წყლის ელექტროლიტურ ხსნარში. მან ასევე მოახდინა ელექტროფორის პოპულარიზაცია, მანქანა, რომელსაც დიდი რაოდენობით სტატიკური მუხტის წარმოება შეეძლო. ამასთან, მან ეს არ მოიგონა, თუმცა ამის გაკეთება მას ხშირად მიაჩნიათ. ვოლტას ათვლა ჩაუყარა ნაპოლეონ ბონაპარტმა 1810 წელს, ხოლო SI ელექტროენერგიის ერთეულს, ვოლტს, მისი სახელი მიენიჭა 1881 წელს.

იმის გამო, რომ ეს არის სხვაობა ელექტრულ პოტენციალში და არა ელექტროენერგიის რაოდენობა, მაღალი ძაბვა სულაც არ არის საშიში, მაშინ როდესაც მაღალი დენა შეიძლება იყოს. ელექტროენერგიის განხილვისას ხშირად გამოიყენება წყლის შლანგის ანალოგია. ამ ანალოგიით, ძაბვა ადარებენ წყლის წნევის სხვაობას - მაღალი წნევის სხვაობა გამოიწვევს ელექტრონის უფრო სწრაფ დინებას. დენი, იზომება ამპერებში, აღწერს რამდენად სწრაფად მოძრაობს მოცემული მოცულობის ელექტრონები სქემის გარკვეულ წერტილს. ბაზარზე ხელმისაწვდომი ბატარეების უმეტესობას შეიძლება ჰქონდეს მაღალი ძაბვა, მაგრამ არსებული ამპერაცია დამოკიდებულია წრეზე, რომელშიც გამოიყენება აკუმულატორი და არა თავად აკუმულატორზე.

ბატარეის ტექნოლოგიის დაწინაურებისთანავე, ბატარეის ენერგიაზე მომუშავე მოწყობილობები უფრო პატარა და ძლიერი გახდნენ. მაგალითად, ლითიუმ-იონის (Li-ion) ელემენტების ფართო გამოყენება საშუალებას აძლევს მობილურ ტელეფონებს ექსპონენციურად უფრო მცირე ზომის გახდნენ, ვიდრე მათი წინა თვისებები, ძირითადად მათი დაბალი სიმძლავრისა და წონის თანაფარდობის გამო. ამ ბატარეებში, ლითიუმის იონი განტვირთვის დროს ერთი გზით მოძრაობს ანოდსა და კათოდს შორის, ხოლო მეორე გზა დატენვის დროს.

Toyota Prius, პოპულარული ჰიბრიდული ავტომობილი, დებიუტი შედგა ბაზარზე ნიკელის მეტალის ჰიდრიდის (Ni-MH) ბატარეების გამოყენებით. მისი შემდეგი თაობის ბატარეები, რომლებიც ხელმისაწვდომია 2009 წლის ბოლოს, ასევე იქნება ლითიუმ-იონი, მათი უპირატესობის გამო Ni-MH ბატარეის კოლოფთან შედარებით.

აკუმულატორების ძაბვა ვოლტის რამდენიმე მეასედიდან ასობით ვოლტამდეა, რაც დამოკიდებულია როგორც კვების ელემენტის ზომაზე, ასევე იმ მასალებზე, რომელთაგან იგი მზადდება. ისინი შესანიშნავი საშუალებაა სხვადასხვა ფორმის მოწყობილობების ენერგიაზე, არ აქვს მნიშვნელობა რა მოთხოვნებს უნდა აკმაყოფილებდეს ამ მოწყობილობები.