Ir daudz dažādu veidu akumulatoru, un lielākajai daļai to ir atšķirīgs spriegums, sākot no 1,5 voltu AA baterijām un beidzot ar parasto 12 voltu automašīnas akumulatoru. Tomēr daudzi cilvēki precīzi nezina, uz ko attiecas termins "spriegums".
Fizika un terminoloģija
Termins “spriegums” akumulatorā apzīmē elektriskā potenciāla starpību starp akumulatora pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm. Lielāka potenciāla atšķirība rada lielāku spriegumu.
Elektriskais potenciāls nozīmē maksas atšķirību starp diviem punktiem - šajā gadījumā akumulatora diviem spailēm. Viens ir pozitīvi uzlādēts, bet otrs - negatīvi. Negatīvs lādiņš vienkārši nozīmē, ka terminālā ir negatīvi lādētu daļiņu vai elektronu pārpalikums, savukārt pozitīvi uzlādētā spailē šo elektronu trūkst. Fiziskā divu termināļu atdalīšana neļauj elektroniem pārvietoties no negatīvi lādēta spailes uz pozitīvi uzlādētu. Kad abi termināli ir savienoti, piemēram, izmantojot ķēdi, elektroni var brīvi pārvietoties pa ķēdes ceļu, pārejot no negatīvā elektroda uz pozitīvo. Šo elektronu kustību sauc par elektrisko strāvu, ko mēra ampēros vai ampēros.
Vēsture
Elektriskā potenciāla mērvienība voltam tiek nosaukta par godu fizikam Alesandro Voltam par godu pirmās elektroķīmiskās šūnas izgudrošanai 1800. gadā. Viņa šūna sastāvēja no cinka un vara elektroda, kas iegremdēts sāls un ūdens elektrolītiskajā šķīdumā. Viņš arī popularizēja elektroforu - mašīnu, kas var radīt lielu daudzumu statiskā lādiņa. Tomēr viņš to nav izdomājis, lai gan viņam bieži tiek piedēvēts. Naptaons Bonaparts 1810. gadā skaitīja Voltu, un 1881. gadā viņa vārdā tika nosaukta viena no elektrības SI vienībām - volt.
Kļūdaini priekšstati
Tā kā tā ir elektriskā potenciāla atšķirība, nevis elektriskās strāvas daudzums, augstspriegums ne vienmēr ir bīstams, savukārt liela strāva var būt. Apspriežot elektrību, bieži tiek izmantota ūdens šļūtenes analoģija. Šajā analoģijā spriegumu salīdzina ar ūdens spiediena starpību - augsta spiediena starpība izraisīs ātrāku elektronu plūsmu. Strāva, mērot ampēros, apraksta, cik ātri noteikts elektronu tilpums iet gar noteiktu ķēdes punktu. Lielākajai daļai tirgū pieejamo akumulatoru var būt augsts spriegums, taču pieejamais strāvas stiprums ir atkarīgs no ķēdes, kurā tiek izmantots akumulators, nevis no paša akumulatora.
Izmanto
Tā kā akumulatoru tehnoloģija ir attīstījusies, ierīces, kas darbojas ar akumulatora enerģiju, ir kļuvušas mazākas un jaudīgākas. Piemēram, plaši lietojot litija jonu (litija jonu) akumulatorus, mobilie tālruņi ir ļāvuši kļūt eksponenciāli mazāki nekā to priekšteči, galvenokārt to zemās jaudas un svara attiecības dēļ. Šajās baterijās litija jons izlādes laikā pārvietojas vienā virzienā starp anodu un katodu, bet uzlādēšanas laikā - uz otru pusi.
Toyota Prius, populārs hibrīdauto, tirgū debitēja, izmantojot niķeļa-metāla hidrīda (Ni-MH) akumulatorus. Tās nākamās paaudzes baterijas, kas pieejamas 2009. gada beigās, būs arī litija jonu, jo tām ir priekšrocības salīdzinājumā ar Ni-MH akumulatoriem.
Secinājums
Bateriju spriegums svārstās no dažām volta simtdaļām līdz daudziem simtiem voltu, atkarībā no akumulatora izmēra un materiāliem, no kuriem tas ir izgatavots. Tie ir lielisks veids, kā darbināt dažādu veidu ierīces neatkarīgi no šo ierīču sprieguma prasībām.