Brez baterij ne bi bilo mobilnih telefonov, ur, tablic, slušnih aparatov, svetilk, električnih avtomobilov ali komunikacijskih satelitov - in seznam se lahko nadaljuje. Prva baterija je bila izumljena pred več kot 200 leti in od takrat so te iznajdljive naprave postale nepogrešljive v našem vsakdanjem življenju.
Kaj je baterija?
Preprosto povedano, baterija je vsaka naprava, ki lahko zagotovi prenosni začasni vir električne energije.
V električnem tokokrogu baterije služijo kot vir energije, saj ustvarjajo potencialno razliko, ki poganja pretok električnega toka. Ko tok prehaja skozi vezje, prenaša energijo na vse naprave, povezane z njim. V takem vezju je vrsta toka, ki teče, enosmerni tok. Z drugimi besedami, tok, ki teče, gre v eno, neprekinjeno smer.
Nasprotno pa do električne energije, ki jo dovaja elektrarna, pridete prek vtičnic v vašem domu in je v obliki izmeničnega toka. Ta vrsta toka izmenično usmerja smer z določeno frekvenco za napajanje naprav.
Kako delujejo baterije
Tipična baterija je sestavljena iz ene ali več celic z a
katoda (pozitivni terminal) na enem koncu in an anoda (negativni terminal) na drugem koncu. Kemične reakcije, ki jih vsebujejo, povzročajo kopičenje električnega naboja na terminalih in povzročajo električni potencial v vozliščih s sproščanjem kemične energije.Kemične reakcije v bateriji povzročajo nabiranje elektronov na anodi. To ustvarja električni potencial med katodo in anodo. Elektroni želijo priti do katode, da bi nevtralizirali naboj, vendar tega ne morejo storiti s potovanjem skozi elektrolitski material znotraj same baterije. Namesto tega elektroni zlahka tečejo skozi prevodno žico, ki povezuje anodo s katodo.
Sčasoma se kemični procesi, ki ustvarjajo presežek elektronov v anodi, ustavijo in baterija umre. Pri polnilnih baterijah (imenovanih tudi sekundarne baterije) pa lahko ta postopek obrnemo tako, da baterije po polnenju povežemo s polnilci. Polnjenje baterije obrne pretok elektronov z uporabo drugega vira energije. Kemični procesi v akumulatorju se zaradi te dodane energije lahko obrnejo in baterija bo spet lahko sama napajala vezje.
Ustvarite svojo limonsko baterijo!
Odličen način, da bolje razumete, kako deluje baterija, je, da doma ustvarite svojo baterijo z limono, cinkovim žebljem in bakrenim kovancem ter z njo napajate majhno žarnico.
Na eno stran limone vstavite bakreni kovanec, na drugo stran pa pocinkan (pocinkan) noht (pazite, da se dva predmeta ne dotikata znotraj limone). Žebelj bo služil kot pozitivna elektroda (katoda), kovanec pa negativna elektroda (anoda). Limonin sok služi kot elektrolit. Nato lahko na limonsko baterijo priključite voltmeter, da vidite, koliko napetosti ustvarja. Po potrebi lahko zaporedno priključite več limoninih baterij, da ustvarite dovolj napetosti za napajanje majhne žarnice.
Različne vrste baterij
Baterije so različnih oblik, velikosti, sestave in napetosti. Nekatere najpogostejše vrste so:
- Polnilne baterije, ki se uporabljajo v običajnih gospodinjskih elektronskih napravah. Sem spadajo litij-ionske baterije, nikelj-kadmij in nikelj-kovinski hidrid (NiMH). Imena baterij označujejo elektrolite, ki jih vsebujejo.
- Svinčeve akumulatorje je mogoče tudi polniti, vendar se uporabljajo za težje aplikacije (na primer avtomobilske baterije).
- Baterije, ki jih običajno ni mogoče polniti, vključujejo alkalne baterije ali cink-ogljikove baterije s suhimi celicami.