Без батарей не було б стільникових телефонів, годинників, планшетів, слухових апаратів, ліхтариків, електромобілів або супутників зв'язку - і список можна продовжувати. Перша батарея була винайдена понад 200 років тому, і з тих пір ці геніальні пристрої стали незамінними в нашому повсякденному житті.
Що таке акумулятор?
Простіше кажучи, акумулятор - це будь-який пристрій, який може забезпечити переносне тимчасове джерело електричної енергії.
В електричному колі батареї служать джерелом живлення, створюючи різницю потенціалів, яка рухає потік електричного струму. Коли струм проходить по ланцюгу, він передає енергію будь-яким підключеним до нього пристроям. У такій схемі тип струму, що протікає, є постійним струмом. Іншими словами, струм, який тече, йде в одному, безперервному напрямку.
Навпаки, до електромережі, що постачається електростанцією, надходить через розетки у вашому домі і вона має форму змінного струму. Цей тип струму змінює напрямок з певною частотою для живлення пристроїв.
Як працюють акумулятори
Типовий акумулятор складається з однієї або декількох комірок, які мають катод (позитивний термінал) на одному кінці та ан анод (негативний термінал) на іншому кінці. Хімічні реакції, що містяться всередині, спричиняють накопичення електричного заряду на терміналах, виробляючи електричний потенціал у вузлах через виділення хімічної енергії.
Хімічні реакції в акумуляторі викликають скупчення електронів на аноді. Це створює електричний потенціал між катодом і анодом. Електрони хочуть потрапити на катод, щоб нейтралізувати заряд, але вони не можуть зробити це, проходячи крізь електролітичний матеріал всередині самої батареї. Натомість, електрони легко протікають через провідний дріт, що з’єднує анод із катодом.
Згодом хімічні процеси, що створюють надлишок електронів в аноді, припиняються, і батарея гине. Однак на акумуляторних батареях (їх також називають вторинними) цей процес можна змінити шляхом підключення акумуляторів до зарядних пристроїв після їх смерті. Підзарядка акумулятора змінює потік електронів за допомогою іншого джерела живлення. Хімічні процеси в акумуляторі можуть повернутися назад завдяки цій доданій енергії, і батарея знову зможе самостійно живити ланцюг.
Створіть свою власну лимонну батарею!
Прекрасний спосіб краще зрозуміти, як працює акумулятор, - це створити вдома власний акумулятор з лимоном, цинковим цвяхом та мідною монетою та використовувати його для живлення маленької лампочки.
Вставте мідну монету в одну сторону лимона, а в іншу сторону вставте оцинкований (оцинкований) цвях (переконайтесь, що два елементи не торкаються всередині лимона). Цвях буде служити позитивним електродом (катодом), а монета буде негативним електродом (анодом). Лимонний сік служить електролітом. Потім ви можете підключити вольтметр до вашої лимонної батареї, щоб побачити, скільки напруги він створює. При необхідності ви можете підключити кілька лимонних батарей послідовно, щоб створити достатньо напруги для живлення невеликої лампочки.
Різні типи акумуляторів
Батареї бувають різної форми, розмірів, складу та напруги. Деякі з найпоширеніших типів:
- Акумулятори, що використовуються в звичайних побутових електронних пристроях. Сюди входять літій-іонні батареї, нікель-кадмій та нікель-металевий гідрид (NiMH). Назви акумуляторів позначають електроліти, які вони містять.
- Свинцево-кислотні акумулятори також можна зарядити, але вони використовуються для більш важких умов експлуатації (наприклад, для автомобільних акумуляторів).
- Батареї, які зазвичай не перезаряджаються, включають лужні батареї або цинково-вуглецеві батареї з сухими елементами.