Существует много разных типов батарей, и большинство из них имеют разное напряжение, от 1,5-вольтовых батареек AA до обычных 12-вольтных автомобильных аккумуляторов. Однако многие люди не знают, что именно означает термин «напряжение».
Физика и терминология
Термин «напряжение» в батарее относится к разнице электрического потенциала между положительной и отрицательной клеммами батареи. Чем больше разница потенциалов, тем больше напряжение.
Электрический потенциал означает разницу в заряде между двумя точками - в данном случае двумя выводами батареи. Один заряжен положительно, а другой - отрицательно. Отрицательный заряд просто означает, что на клемме имеется избыток отрицательно заряженных частиц или электронов, а на положительно заряженной клемме этих электронов не хватает. Физическое разделение двух выводов предотвращает перемещение электронов от отрицательно заряженного вывода к положительно заряженному. Когда два вывода соединены, например, через цепь, электроны могут свободно перемещаться по траектории цепи, переходя от отрицательного электрода к положительному. Это движение электронов называется электрическим током, который измеряется в амперах или амперах.
История
Единица электрического потенциала, вольт, названа в честь Алессандро Вольта, физика, которому в 1800 году приписывают изобретение первого электрохимического элемента. Его ячейка состояла из цинкового и медного электродов, погруженных в электролитический раствор соли и воды. Он также популяризировал электрофор - машину, способную производить большие количества статического заряда. Однако он не изобрел это, хотя ему часто приписывают это. Наполеон Бонапарт произвел подсчет Вольта в 1810 году, и в 1881 году в его честь была названа одна из единиц электричества в системе СИ, вольт.
Заблуждения
Поскольку это разница в электрическом потенциале, а не величина электрического тока, высокое напряжение не обязательно опасно, в то время как большой ток может быть опасен. При обсуждении электричества часто используется аналогия с водяным шлангом. В этой аналогии напряжение сравнивается с разницей давления воды - большая разница давлений приводит к более быстрому потоку электронов. Ток, измеряемый в амперах, описывает, насколько быстро данный объем электронов проходит через определенную точку в цепи. Большинство батарей, доступных на рынке, могут иметь высокое напряжение, но доступная сила тока зависит от схемы, в которой используется батарея, а не от самой батареи.
Использует
По мере развития аккумуляторных технологий устройства, работающие от аккумулятора, стали меньше и мощнее. Например, широкое использование литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов позволило сотовым телефонам стать в геометрической прогрессии меньше, чем их предшественники, в основном из-за их низкого отношения мощности к весу. В этих батареях ион лития перемещается в одну сторону между анодом и катодом во время разряда, а в другую - во время зарядки.
Toyota Prius, популярный гибридный автомобиль, дебютировал на рынке с использованием никель-металлгидридных (Ni-MH) аккумуляторов. Его следующее поколение аккумуляторов, которое будет доступно в конце 2009 года, также будет литий-ионным из-за их преимуществ по сравнению с никель-металлгидридными аккумуляторными батареями.
Заключение
Батареи имеют напряжение от нескольких сотых до многих сотен вольт, в зависимости от размера батареи и материалов, из которых она изготовлена. Они являются отличным способом питания различных устройств, независимо от требований к напряжению этих устройств.