Bez akumulatoriem nebūtu mobilo tālruņu, pulksteņu, planšetdatoru, dzirdes aparātu, lukturīšu, elektrisko automašīnu vai sakaru pavadoņu - un saraksts turpinās. Pirmais akumulators tika izgudrots vairāk nekā pirms 200 gadiem, un kopš tā laika šīs atjautīgās ierīces ir kļuvušas neaizstājamas mūsu ikdienas dzīvē.
Kas ir akumulators?
Vienkārši sakot, akumulators ir jebkura ierīce, kas var nodrošināt pārnēsājamu īslaicīgu elektroenerģijas avotu.
Elektriskajā ķēdē akumulatori kalpo kā strāvas avots, radot potenciālu starpību, kas virza elektriskās strāvas plūsmu. Kad strāva iet caur ķēdi, tā pārnes enerģiju uz visām ierīcēm, kas tam pievienotas. Šādā ķēdē strāvas tips, kas plūst, ir līdzstrāva. Citiem vārdiem sakot, strāva, kas plūst, iet vienā, nepārtrauktā virzienā.
Un otrādi, spēkstacijas piegādātajai jaudai var piekļūt, izmantojot jūsu mājas kontaktligzdas, un tā ir maiņstrāvas veidā. Šāda veida strāva maina virzienu ar noteiktu frekvenci, lai darbinātu ierīces.
Kā darbojas baterijas
Tipisks akumulators sastāv no vienas vai vairākām šūnām, kurām ir a
katods (pozitīvs terminālis) vienā galā un anodu (negatīvs terminālis) otrā galā. Ķīmiskās reakcijas, kas atrodas iekšpusē, izraisa elektriskā lādiņa uzkrāšanos terminālos, radot elektrisko potenciālu pāri mezgliem, atbrīvojot ķīmisko enerģiju.Ķīmiskās reakcijas akumulatorā izraisa elektronu uzkrāšanos anodā. Tas rada elektrisko potenciālu starp katodu un anodu. Elektroni vēlas nokļūt katodā, lai neitralizētu lādiņu, taču to nevar izdarīt, pārvietojoties pa elektrolītisko materiālu pašā akumulatorā. Tā vietā elektroni viegli plūst caur vadu, kas savieno anodu ar katodu.
Galu galā ķīmiskie procesi, kas rada elektronu pārpalikumu anodā, apstājas, un akumulators mirst. Izmantojot uzlādējamas baterijas (sauktas arī par sekundārajām), šo procesu var mainīt, savienojot akumulatorus ar akumulatoru lādētājiem pēc tam, kad tie mirst. Akumulatora uzlādēšana maina elektronu plūsmu, izmantojot citu enerģijas avotu. Ķīmiskie procesi akumulatorā spēj mainīties šīs pievienotās enerģijas dēļ, un akumulators atkal varēs pats darbināt ķēdi.
Izveidojiet pats savu citrona akumulatoru!
Lielisks veids, kā labāk izprast akumulatora darbību, ir izveidot mājās savu akumulatoru ar citronu, cinka naglu un vara monētu un izmantot to, lai darbinātu nelielu spuldzi.
Ievietojiet vara monētu citrona vienā pusē un cinkotu (ar cinku pārklātu) naglu ievietojiet otrā pusē (pārliecinoties, ka abi priekšmeti nepieskaras citrona iekšpusē). Nagla kalpos kā pozitīvais elektrods (katods), un monēta būs negatīvais elektrods (anods). Citrona sula kalpo kā elektrolīts. Pēc tam jūs varat savienot voltmetru visā citrona akumulatorā, lai redzētu, cik lielu spriegumu tas rada. Ja nepieciešams, varat sērijveidā savienot vairākas citrona baterijas, lai izveidotu pietiekamu spriegumu mazas spuldzes darbināšanai.
Dažādi bateriju veidi
Baterijām ir dažādas formas, izmēri, sastāvs un spriegums. Daži no visbiežāk sastopamajiem veidiem ir:
- Uzlādējamas baterijas, ko izmanto parastās sadzīves elektroniskajās ierīcēs. Tie ietver litija jonu akumulatorus, niķeļa kadmiju un niķeļa metāla hidrīdu (NiMH). Bateriju nosaukumi norāda tajos esošos elektrolītus.
- Svina skābes akumulatori ir arī uzlādējami, taču tos izmanto lielākai slodzei (piemēram, kā automašīnu akumulatorus).
- Baterijas, kuras parasti nav uzlādējamas, ir sārma baterijas vai sausā elementa cinka-oglekļa baterijas.