როგორ მუშაობს ბატარეები? ნაწილები, ტიპები და ტერმინოლოგია (დიაგრამა)

აკუმულატორების გარეშე აღარ იქნებოდა მობილური ტელეფონები, საათები, ტაბლეტები, სმენის აპარატები, ფანრები, ელექტრომობილები და საკომუნიკაციო თანამგზავრები - და სია გრძელდება. პირველი აკუმულატორი გამოიგონეს 200 – ზე მეტი წლის წინ და მას შემდეგ ეს გენიალური მოწყობილობები შეუცვლელი გახდა ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

მარტივად რომ ვთქვათ, ელემენტი არის ნებისმიერი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია ელექტროენერგიის პორტატული დროებითი წყარო უზრუნველყოს.

ელექტრულ წრეში ელემენტები ენერგიის წყაროს როლს ასრულებენ პოტენციური განსხვავების შექმნით, რაც ელექტროენერგიის ნაკადს განაპირობებს. მიმდინარეობა, როდესაც წრეში გადის, ის ენერგიას გადასცემს მასთან დაკავშირებულ ნებისმიერ მოწყობილობას. ასეთ წრეში, დინების ტიპი, რომელიც მიედინება, არის პირდაპირი მიმდინარე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მიმდინარე დინება მიდის ერთი, უწყვეტი მიმართულებით.

და პირიქით, ელექტროსადგურის მიერ მოწოდებული ელექტროენერგია მიიღწევა თქვენს სახლში არსებული საშუალებებით და არის ალტერნატიული დენის სახით. ამ ტიპის დინება ალტერნატიულ მიმართულებას გარკვეული სიხშირით აწარმოებს მოწყობილობებს.

ტიპიური ელემენტი შედგება ერთი ან მეტი უჯრედისგან, რომელსაც აქვს a კათოდი (პოზიტიური ტერმინალი) ერთ ბოლოზე და ანოდი (უარყოფითი ტერმინალი) მეორე ბოლოს. შიგნით არსებული ქიმიური რეაქციები იწვევს ელექტროენერგიის დაგროვებას ტერმინალებში, წარმოქმნის ელექტრო პოტენციალს კვანძების გავლით ქიმიური ენერგიის გამოყოფის გზით.

ელემენტში ქიმიური რეაქციები იწვევს ელექტრონულ დაგროვებას ანოდში. ეს ქმნის ელექტრულ პოტენციალს კათოდსა და ანოდს შორის. ელექტრონებს სურს მიაღწიონ კათოდამდე, რომ განეიტრალება მუხტი, მაგრამ მათ ამის გაკეთება არ შეუძლიათ ელექტროლიტური მასალის მეშვეობით, რომელიც მდებარეობს ბატარეის შიგნით. ამის ნაცვლად, ელექტრონები ადვილად მიედინება გამტარ მავთულში, რომელიც ანოდს აკავშირებს კათოდთან.

საბოლოოდ, ანოდში ელექტრონების ჭარბი ქიმიური პროცესები ჩერდება და ბატარეა კვდება. მრავალჯერადი დატენვის აკუმულატორით (რომელსაც ასევე უწოდებენ მეორად ელემენტებს), ამ პროცესის შეცვლა შესაძლებელია ბატარეების დამტენებთან შეერთების შემდეგ, მათი სიკვდილის შემდეგ. ბატარეის დატენვა უკუაგდებს ელექტრონების ნაკადს ენერგიის სხვა წყაროს გამოყენებით. ქიმიური პროცესები ბატარეაში შეიძლება შეცვალოს ამ დამატებული ენერგიის გამო და ბატარეა კიდევ ერთხელ შეძლებს ჩართოს ჩართვა თავისთავად.

შესანიშნავი გზა იმისთვის, რომ უკეთ გაიგოთ, თუ როგორ მუშაობს ბატარეა არის შექმნათ საკუთარი ბატარეა სახლში ლიმნით, თუთიის ლურსმანით და სპილენძის მონეტით და გამოიყენოთ იგი პატარა ნათურის გასაქანივებლად.

ლიმონის ერთ მხარეს ჩადეთ სპილენძის მონეტა, ხოლო მეორე მხარეს ჩადეთ გალვანური (თუთიით დაფარული) ფრჩხილი (დარწმუნდით, რომ ორი ნივთი არ ეხება ლიმონის შიგნით). ფრჩხილი გახდება პოზიტიური ელექტროდი (კათოდი), ხოლო მონეტა იქნება უარყოფითი ელექტროდი (ანოდი). ლიმონის წვენი ემსახურება ელექტროლიტს. ამის შემდეგ შეგიძლიათ დააკავშიროთ ვოლტმეტრი თქვენი ლიმონის ელემენტზე, რომ ნახოთ რამდენ ძაბვას ქმნის იგი. საჭიროების შემთხვევაში, შეგიძლიათ შეუერთოთ რამდენიმე ლიმნის ბატარეას სერიაში, რომ შექმნათ საკმარისი ძაბვა მცირე ზომის ნათურის ენერგიის შესაქმნელად.

ელემენტებს აქვთ სხვადასხვა ფორმა, ზომა, კომპოზიცია და ძაბვა. ზოგიერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპია:

• მრავალჯერადი დატენვის ბატარეები, რომლებიც გამოიყენება საერთო საყოფაცხოვრებო ელექტრონულ მოწყობილობებში. ეს მოიცავს ლითიუმ-იონის ბატარეებს, ნიკელის კადმიუმს და ნიკელის ლითონის ჰიდრიდს (NiMH). ელემენტების სახელები მიუთითებს მათ ელექტროლიტებს.
• ტყვიის მჟავა ბატარეები ასევე დატენულია, მაგრამ ისინი უფრო მძიმე პროგრამებისთვის გამოიყენება (მაგალითად, მანქანის ბატარეებისთვის).
• ბატარეები, რომლებიც, როგორც წესი, არ იტენება, მოიცავს ტუტე ბატარეებს ან მშრალ უჯრედის თუთია-ნახშირბადის ბატარეებს.