TehnoloogiaElektroonika

Laetavad patareid: seade, töö, tööpõhimõte ja -keem

Autonoomsed toiteallikad on üks kõige kasulikumaid inimkonna leiutisi. Mis on telefon või raadio, millel pole akusid? Paljude seadmete paigutus ja nende kasutamise tingimused ei anna alati alalist võrgu toiteallikat, mistõttu sellised elektriallikad võimaldavad mugavalt töötada peaaegu igas maailmaosas. Pärast lühikest tutvustamist laseme artiklil alla.

Mis on laetav aku?

Laiemas tähenduses tähendab see terminit seadet, mis teatud kasutustingimustel võib koguda mingit energiat, teistel seda saab kasutada inimese vajaduste rahuldamiseks.

Patareid koguvad elektrit välisest toiteallikast ja andsid see ühendatud tarbijatele, et nad saaksid oma tööd teha. Seega, kui seadmed töötavad, tekivad elektrolüüdi ja elektroodide plaatide vahel pidevad keemilised reaktsioonid. Muide, sarnane disain pannakse pankadele, millest akud on moodustatud. Nende disainide seade võimaldab luua pinget, tavaliselt 1,2-2 V, mis on väga väike. Seepärast kasutatakse energiaallikate jõudluse suurendamiseks erinevaid ühendusliike.

Kuidas ma saan patareisid välja panna?

Toiteallika andmeside seade võimaldab ühendada pluss-miinus. Need toimivad järgmiselt: kui elektrodidele on ühendatud koormus (näitena võib lugeda lambipirnit), ilmub suletud elektriahel. See hakkab voolama väljundvoolu. See moodustub elektronide, anioonide ja katioonide liikumise tõttu. Üksikasjalikumat teavet selle kohta, mis ja kuidas see on, saate rääkida ainult konkreetsel näitel.

Oletame, et meil on aku, kus positiivseks elektroodiks on nikkeloksiid, millesse juhtivuse suurendamiseks lisati grafiiti. Negatiivse plaadi jaoks kasutati käsnkaadmiumi. Niisiis vabastatakse aktiivsed hapnikuosakesed ja langevad elektrolüüdi. Samal ajal eraldavad need elemendid nagu elektrit (samad elektronid). Seejärel on aktiivsed hapniku osakesed suunatud negatiivsete plaatide suunas, kus need kaadmiumi oksüdeerivad.

Aku töö laadimise ajal

Plaatide klemmide koormus on vaja lahti ühendada. Neid toidab ka reeglina pidev pinge (kuid see võib pulseeruda sõltuvalt ümbrisest), mis on laetud aku suurusest suurem. Ja polaarsus peaks olema sama. See tähendab, et tarbija ja allika miinus- ja plussterminalid peavad vastama. Pidage meeles, et laadijal peab tingimata olema rohkem energiat, kui akul on, et alles jäänud energiat allutada ja luua elektrivoolu, mille suund on tühjaksjäämisele vastupidine. Selle tulemusena muutuvad ka aku tekkivad keemilised protsessid.

Vaatame eelmise artikli eeskuju. Siinkohal on positiivne elektrood hapnikuga rikastatud ja puhas kaadmium taastatakse negatiivsele elektroodile. Kokkuvõtteks võib öelda, et laadimise ja tühjendamise ajal muutub ainult elektroodide keemiline koostis. See ei kehti elektrolüüdi kohta. Kuid see võib aurustuda, mis võib aku kasutusiga negatiivselt mõjutada.

Niisiis oleme me arvestanud aku tööpõhimõttega. Nüüd uurime, kuidas nende toimivust parandada.

Paralleelne ühendus

Voolu suurus sõltub paljudest teguritest. Kõigepealt tähendab see konstruktsiooni, kasutatud materjale ja nende mõõtmeid. Mida suurem on elektroodide pind, seda suurem on vool, mida nad saavad vastu pidada. Seda põhimõtet kasutatakse patareide sama tüüpi kanüülide paralleelsel ühendamisel. Seda tehakse, kui on vaja suurendada praegust väärtust, mis läheb koormusele. Kuid lisaks sellele on vaja ka energiaallika võimsust tõsta.

Järjestikühendus

Kui me arvestame pankadega, mille patareid on valmistatud, siis tuleb öelda, et need on tavaliselt ühes korpuses. Samalaadset ühendust kasutatakse suurema pinge väärtuse saamiseks väiksema kahjumiga.

Selle disainilahenduse rakendust saab näha, eemaldades pliiakudest auto akud. Tasub märkida, et seda tüüpi kasutatakse mitte ainult autovarustuses, vaid just kõige tõenäolisem viis, kuidas lahti ühendada selline ühendus. Sellisel juhul tuleb hoolitseda selle eest, et metallikontaktis ei oleks ja elektrolüüdi kaudu oleks võimalik usaldusväärset galvaanilist sidet. Kuid seda tuleb ainult seda tüüpi silmas pidada. Muudel juhtudel rakendatakse määratud ülesande täitmisel erinevalt.

Patareide tüübid

Nad erinevad oma eesmärgi, võimekuse, realiseerimise ja materjali poolest. Praeguseks on tänapäevane tootmine omandanud rohkem kui kolm tosinat tootmist, mis erinevad elektroodide koostise ja kasutatava elektrolüüdi poolest. Näiteks li-ioonakudel on 12 tuntud mudelit. Tavaliselt võib eristada järgmisi tüüpe:

  1. Plii-hape.
  2. Liitium.
  3. Nikkel-kaadmium.

Need on kõige populaarsemad esindajad. Kuid võimaluste mõistmiseks soovitame tutvuda materjalide nimekirjaga, mis võivad toimida elektroodidena:

  • Raud;
  • Plii;
  • Titaan;
  • Liitium;
  • Kaadmium;
  • Koobalt;
  • Nikkel;
  • Tsink;
  • Vanaadium;
  • Hõbe;
  • Alumiinium;
  • Mitmed teised elemendid, mis siiski on väga haruldased.

Erinevate materjalide kasutamine mõjutab väljundi omadusi ja seega ka rakendusala. Näiteks kasutatakse näiteks arvutis ja mobiilseadmetes liitiumakusid. Nikkel-kaadmiumi kasutatakse standardsete galvaaniliste rakkude asemel. Teoreetiliselt võivad kõik tüüpi patareid töötada mis tahes koormusega. Ainus küsimus on see, kui põhjendatud on selline taotlus.

Põhijooned

Oleme juba kaalunud, millised akud on, nende struktuuride struktuur, millised need on tehtud. Nüüd keskenduge sellele, mis mõjutab nende toimimist. Meie jaoks on olulised omadused:

  1. Tihedus viitab energiakoguse ja aku mahu või kaalu suhte iseloomulikule iseloomule.
  2. Mahtuvus on maksimaalse aku laetuse väärtus, mida see võib anda väljastusprotsessi ajal, kuni saavutatakse madalaim pinge. See näitaja on väljendatud amprites või ripatsites. Samuti võib näidata energiakogust. Seda mõõdetakse vatt-tundides või džaulides. Selle võimsuse ülesandeks on teavitada energiahulgast, mis väljastatakse väljumiseni, kuni saavutatakse minimaalne lubatud pinge.
  3. Temperatuurirežiim mõjutab aku elektrilisi omadusi. Kui tootja soovitatud tööpiirkonnas on tõsiseid kõrvalekaldeid, on toitekao suur tõenäosus. Seda seetõttu, et külm ja kuumus mõjutavad keemiliste reaktsioonide intensiivsust ja sisemist survet.
  4. Self-discharge tähendab võimsuse kaotust, mis tekib pärast aku laetust, kui klemmid pole koormatud. Paljudel juhtudel sõltub see indikaator disainist ja võib isolatsiooni purunemise korral suureneda.

Need on patareide omadused ja annavad meile kõige rohkem huvi. Loomulikult, kui peate tegema midagi uut ja ainulaadset, varem enneolematut, võite vajada midagi muud. Kuid see on väga ebatõenäoline.

Elektroodi seade

Näiteks võtaksime pliiplaadid. Kuigi need olid varem. Kaasaegsed plaadid on valmistatud plii-kaltsiumisulamist. Tänu sellele saavutatakse aku automaatne tühjenemine (18 kuu jooksul kaob 50% võimsusest). See võimaldab säästa ka vett (ainult 1 grammi amperajundi kohta).

Võib leida ka hübriidkonstruktsiooni, kus lisaks pliile lisatakse positiivsele elektroodile antimon ja negatiivsele elektroodile lisatakse kaltsium. Tõsi, sellistel juhtudel on suurenenud vooluhulk. Korrosiooniprotsessidele vastupidavuse suurendamiseks lisage tina või hõbe.

Elektroodid on valmistatud võre struktuuriga, need on kaetud aktiivse massi kihiga. Aku tööpõhimõte sõltub suurel määral sellest, millist materjali plaatidele kasutatakse. Me leiame juhti, mida on lihtne õppida, kuid me ei soovita neid.

Elektrolüüt

Me käsitleme kõiki samu pliiakudeid. Nagu elektrolüüt, milles need on paigutatud, ilmneb kõige sagedamini väävelhape. Sellel on teatud tihedus, mis võib varieeruda sõltuvalt aku tasemest. Sel juhul toimib põhimõte: mida rohkem, seda kõrgem. Aja jooksul elektrolüüt kaob ja aku mahtuvus väheneb. Toimingut mõjutab tööiga (ohutus). Patareides võib elektrolüüt olla kahte tüüpi:

  • Vedelik;
  • Impregneeritud erimaterjalina.

Praegu on kõige sagedamini esimene tüüp.

Aku töö

Patareide kasutamist saab täheldada peaaegu kõikjal. Pidage meeles oma mobiiltelefonid või arvutite katkematu toiteplokid. Näiteks võite kasutada ka tavalist taskulampi (tänapäevaseid proove toodetakse üha enam integreeritud patareidega ja ei ole mõeldud galvaanilistele elementidele). Ja autosid? Akud on süsteemid "stop-start" ja regeneratiivpidurdustööd ning pakuvad kõrgeid nõudeid käivitusvoolule, sügavale täitmisele ja vastupidavusele. Nagu näete, ilma nende energiaallikateta on raske seda teha ilma ühegi tänapäeva inimeseta.

Aku ehitusskeem

Vaatasime nende seadmete põhiteabe üle. Pange tähele sellist kontseptsiooni nagu aku ahelas. Lõppude lõpuks oli selle artikli raames see vaid möödas. Ajaloolise kaasaegse ahela aku loodi esmakordselt prantsuse füüsik Gaston Plant. Tema loomingupiirkond ületas 10 ruutmeetrit! Tegelikult on kaasaegsed patareid oluliselt vähendatud ja aku veidi muudetud koopiaid. Ainuke nähtav element inimese jaoks on keha. See tagab struktuuri üldisuse ja terviklikkuse.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 et.delachieve.com. Theme powered by WordPress.