Čo je napätie v batérii?

Existuje veľa rôznych typov batérií a väčšina z nich má rôzne napätie, od 1,5 voltových AA batérií po bežné 12 voltové automobilové batérie. Mnoho ľudí však nevie, čo presne pojem „napätie“ označuje.

Pojem „napätie“ v batérii sa vzťahuje na rozdiel v elektrickom potenciáli medzi kladným a záporným pólom batérie. Výsledkom väčšieho rozdielu v potenciáli je väčšie napätie.

Elektrický potenciál znamená rozdiel v nabití medzi dvoma bodmi - v tomto prípade dvoma svorkami batérie. Jeden je nabitý kladne a druhý záporne. Negatívny náboj jednoducho znamená, že na termináli je prebytok negatívne nabitých častíc alebo elektrónov, zatiaľ čo v kladne nabitom termináli je nedostatok týchto elektrónov. Fyzické oddelenie dvoch terminálov bráni elektrónom v cestovaní z negatívne nabitého terminálu do pozitívne nabitého. Keď sú obidve svorky spojené, napríklad prostredníctvom obvodu, elektróny sa môžu voľne pohybovať po dráhe obvodu a pohybovať sa od zápornej elektródy ku kladnej. Tento pohyb elektrónov sa nazýva elektrický prúd, ktorý sa meria v ampéroch alebo ampéroch.

Jednotka elektrického potenciálu, volt, je pomenovaná na počesť Alessandra Voltu, fyzika, ktorý sa zaslúžil o vynájdenie prvého elektrochemického článku v roku 1800. Jeho článok pozostával zo zinkovej a medenej elektródy ponorenej do elektrolytického roztoku soli a vody. Popularizoval tiež elektroforus, stroj, ktorý dokáže produkovať veľké množstvo statického náboja. On to však nevymyslel, hoci sa mu to často pripisuje. Voltu v roku 1810 nechal sčítať Napoleon Bonaparte a podľa neho bola v roku 1881 pomenovaná jedna z elektrických jednotiek SI, volt.

Pretože sa jedná skôr o rozdiel v elektrickom potenciáli než o množstvo elektrického prúdu, vysoké napätie nemusí byť nevyhnutne nebezpečné, zatiaľ čo vysoký prúd môže byť. Pri diskusii o elektrine sa často používa obdoba vodnej hadice. V tejto analógii sa napätie prirovnáva k rozdielu tlaku vody - vysoký rozdiel tlaku bude mať za následok rýchlejší tok elektrónov. Prúd, meraný v ampéroch, popisuje, ako rýchlo daný objem elektrónov prechádza okolo určitého bodu obvodu. Väčšina batérií dostupných na trhu môže mať vysoké napätie, ale dostupná prúdová intenzita závisí od obvodu, v ktorom sa batéria používa, nie od samotnej batérie.

Postupom technológie batérií sa zariadenia napájané z batérie zmenšovali a výkonnejšie. Napríklad rozsiahle používanie lítium-iónových (Li-ion) batérií umožnilo, aby sa mobilné telefóny stali exponenciálne menšími ako ich predchodcovia, a to hlavne kvôli ich nízkemu pomeru výkonu k hmotnosti. V týchto batériách sa lítiový ión počas vybíjania pohybuje jednou cestou medzi anódou a katódou a druhou cestou počas nabíjania.

Toyota Prius, populárny hybridný automobil, debutovala na trhu s použitím nikel-metal hydridových (Ni-MH) batérií. Jeho ďalšia generácia batérií, ktorá bude k dispozícii na konci roka 2009, bude tiež lítium-iónová kvôli svojim výhodám oproti Ni-MH batériám.

Batérie sa pohybujú v rozmedzí napätia od niekoľkých stotín voltu do mnohých stoviek voltov, v závislosti od veľkosti batérie a materiálov, z ktorých je vyrobená. Sú vynikajúcim spôsobom napájania rôznych foriem zariadení bez ohľadu na to, aké majú tieto zariadenia požiadavky na napätie.