Väikese võimsusega kaasaskantavad seadmed on sageli projekteeritud töötama väikeste kuivgalvaaniliste elementide toiteks, mis ei ole mõeldud laadimiseks. Kodus nimetatakse selliseid ühekordselt kasutatavaid keemilisi pingeallikaid akudeks. Populaarsed on AA- ja AAA-suurused patareid. Need tähed tähistavad aku välist vormingut. Siseseade võib olla täiesti erinev. Sellel kujul on saadaval erinevat tüüpi patareisid, sealhulgas laetavad (laetavad patareid).
Sisu
Mis on aku?
Mõiste "aku" pole päris õige. Aku on mitmest elemendist koosnev toiteallikas. Niisiis võib terviklikku akut nimetada elemendiks 3R12 (3LR12) - "ruudukujuliseks akuks" (Nõukogude klassifikatsioonis 336) -, mis koosneb kolmest elemendist. Ka aku koosneb kuuest elemendist 6R61 (6LR61) - "Crone", "Corundum". Kuid nimi "patarei" kehtib ka kodus üheelemendiliste keemiliste toiteallikate, sealhulgas AA ja AAA suuruse kohta. Ingliskeelses terminoloogias nimetatakse ühte elementi elemendiks ja kahest või enamast pingeallikast koosnevat akut nimetatakse akuks.
Sellised rakud on hermeetiliselt suletud silindrilised mahutid. Neid kasutatakse teisendamiseks keemiline energia elektrienergiaks.. EMF-i tekitavad reaktiivid (oksüdeerija ja redutseerija) asetatakse tsingist või terasest valmistatud keeduklaasi. Keeduklaasi põhi toimib negatiivse klemmina. Varem oli kogu keeduklaasi välispind avatud miinuspoolusele, kuid see tee põhjustas sagedasi lühiseid. Lisaks oli silindri pind korrodeerunud, mis vähendas raku eluiga ja säilivusaega. Tänapäeva akude puhul kantakse välispinnale korrosioonikaitseks ja lühise isolatsiooniks kattekiht. Positiivse pooluse voolukollektoriks on grafiitvarras, mis viib väljapoole.
Patareide tüübid
Patareid liigitatakse erinevate kriteeriumide alusel kategooriatesse. Peamine peaks tunnustama keemilist koostist - EMF-i saamise tehnoloogiat. Praktiliste rakenduste jaoks on veel mitmeid erinevaid omadusi.
Vastavalt keemilisele koostisele
Potentsiaalide erinevus galvaaniliste elementide poolustel tekib elektrolüüdilahuses olevate ainete vahelise keemilise reaktsiooniga ja peatub, kui koostisosad on täielikult reageerinud. Vajalikke protsesse saab saavutada mitmel viisil. Selle kriteeriumi järgi jagunevad akud järgmisteks osadeks:
- Soolalahus patareid. Traditsiooniline akutüüp, leiutati umbes 100 aastat tagasi. Tsingi ja mangaandioksiidi vaheline reaktsioon toimub elektrolüüdi keskkonnas - ammooniumsoola paksendatud lahuses. Lisaks väikesele kaalule ja madalale hinnale on neil rakkudel mitmeid olulisi puudusi:
- madal kandevõime;
- kalduvus isetühjenemisele ladustamise ajal;
- halb jõudlus madalatel temperatuuridel.
Tootmistehnoloogiat peetakse aegunuks, seetõttu on sellised elemendid galvaaniliste elementide turul asendatud uuemate tüüpidega.
- Aluselisi (leeliselisi) rakke peetakse kaasaegsemaks.Need on valmistatud samamoodi, kuid elektrolüüt on leelise (kaaliumhüdroksiidi) lahus. Nendel patareidel on leelispatareide ees eelised:
- suurem kandevõime ja kandevõime;
- madal isetühjenemisvool, mille tulemuseks on pikk säilivusaeg;
- hea jõudlus madalatel temperatuuridel.
Selle eest peate maksma suurema kaalu ja kõrgema hinnaga.
- Praegu on kõige arenenumad elemendid liitiumakud (mitte segi ajada liitiumakudega!). Nad kasutavad liitiumi "pluss" reagendina liitiumMiinus võib olla erinev. Elektrolüüdina kasutatakse ka erinevaid vedelikke. See tehnoloogia võimaldab saada rakke, millel on järgmised eelised:
- väike kaal (vähem kui muud tüüpi);
- pikk säilivusaeg väga madala isetühjenemise tõttu;
- suurenenud kandevõime ja kandevõime.
Skaala teisel poolel on kõrge hind.
Neid kolme tehnoloogiat kasutatakse AA- ja AAA-suuruses rakkude tootmiseks. Märkimist väärivad ka kaks teist tüüpi akusid:
- elavhõbe;
- hõberakud.
Neid tehnoloogiaid kasutatakse peamiselt ketastüüpi akude tootmiseks. Nendel elementidel on plusse ja miinuseid, kuid elavhõbedapatareide päevad on loetud – rahvusvahelised lepingud eeldavad tootmise vähenemist ja täielikku tootmiskeelu lähiaastatel.
Suuruse järgi
Aku suurus (või õigemini maht) määrab selgelt selle elektrilise võimsuse (tehnoloogia piires) - mida rohkem reaktiive saab silindrisse panna, seda pikem on reaktsioon. AA-suuruses soolapatarei mahutavus on suurem kui AAA-suuruses soolapatareil. Saadaval on ka teisi sõrmesuuruste akude vormitegureid:
- A (suurem kui AA);
- AAAA (väiksem kui AAA);
- C - keskmine pikkus ja suurenenud paksus;
- D - suurenenud pikkus ja paksus.
Seda tüüpi rakud ei ole nii populaarsed; nende rakendusala on piiratud. Mõlemad tüübid on saadaval ainult leeliselise ja soolase tehnoloogiaga.
Pinge reitingu järgi
Üheelemendilise aku nimipinge määrab keemiline koostis. Üksikud leeliselised soolalahusega galvaanilised elemendid annavad tühikäigul pinget 1,5 volti. Liitiumakud on saadaval nii 1,5 V (ühilduvuse jaoks teiste tüüpidega) kui ka kõrgema pingega (kuni 3 V). Kuid kaalutletud suurustes saate segaduse vältimiseks osta ainult 1,5-voldised elemendid.
Uute akude pinge on nimikoormusel sellele väärtusele lähedane. Mida rohkem keemilist allikat tühjeneb, seda rohkem langeb väljundpinge koormuse all.
Rakke saab kokku panna akudeks. Siis muutub väljundpinge ühe elemendi pinge kordseks. Näiteks 6R61 ("Krona") aku sisaldab 6 poolvoldist elementi. Nende kogupinge on 9 volti. Iga elemendi suurus on väike ja sellise aku võimsus väike.
Milliseid patareisid nimetatakse "Finger and Little Match patareideks"?
Mõlemad galvaaniliste elementide suurused kuuluvad sõrmepatareide klassi. Seda tehnilist terminit on nõukogude ajast kasutatud sellise kujuga patareide tähistamiseks. NSV Liidus olid üherakulised soolaelemendid "Uranium M" (316) ja leeliselemendid "Kvant" (A316), mis vastavad praegusele AA tüübile. Oli ka teisi silindrikujulisi teise suuruse ja proportsiooniga sõrmerakke.
1990. aastatel võtsid turumüüjad kasutusele termini "roosad" patareid, et eristada AAA elemente muudest vormiteguritest. See nimi sai kodus laialt levinud. Kuid selle kasutamine tehnilistes materjalides on vähemalt ebaprofessionaalne.
AA ja AAA patareide peamised tehnilised omadused
Peamine erinevus AA ja AAA vormiteguriga sõrmepatareide vahel on suurus. Ja see, nagu juba mainitud, määrab võimsuse.
| Suurus | Pikkus, mm | Läbimõõt, mm | Elektriline võimsus, mA⋅h | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Liitium | soola | Leeliseline | Liitium | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | kuni 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Pidage meeles, et elektriline võimsus sõltub tühjendusvoolust ja selle nimiväärtus mis tahes tüüpi elemendi puhul ei ületa mõndakümmend milliamprit. Üle 100 mA voolu korral on aku võimsus palju väiksem. See tähendab, et 10 mA tühjendusvooluga 1000 mA⋅h element kestab umbes 100 tundi. Kuid kui tühjendusvool on 200 mA, saab laadimine otsa palju varem kui 5 tundi. Võimsus väheneb mitu korda. Ka iga elemendi elektriline võimsus väheneb temperatuuri langedes.
Sõltuvalt suurusest ja tehnoloogiast on akud erineva kaaluga, kuigi see omadus on harva määrav – seadmete kaal on enamikul juhtudel palju suurem kui mõne aku kaal. Enamasti peate seda teadma galvaaniliste elementide ladustamiseks ja transportimiseks.
| Suurus | Kaal, g | ||
|---|---|---|---|
| soolad | Leeliseline | Liitium | |
| AA | kuni 15 | kuni 25 | kuni 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | kuni 10 |
Patareide kaal on erinev, sõltudes mitte ainult tootmistehnoloogiast, vaid ka klaasi valmistamise viisist. See võib olla kaetud metalli ja plastikuga või täielikult polümeerkattega. Kolme jõuelemendiga saate parimal juhul 30 grammi kaalus juurde võtta. Vaevalt on see valiku kriteeriumiks määrav.
Säilitusaeg määratakse isetühjenemisvoolu ja elemendi mahu järgi. Isetühjenemine sõltub tehnoloogiast, võimsus - vormitegurist. Kuid praktikas aitab teine omadus ladustamise ajal vähem laadimist lekkida. Vähemalt nii kinnitavad tootjad, näidates AA- ja AAA-elementide puhul ligikaudu sama säilivusaega. Säilitamisaega mõjutab ka temperatuur, kuna temperatuuri tõustes säilitusaeg lüheneb.
| Suurus | Säilivusaeg, aastad | ||
|---|---|---|---|
| soolad | Leeliseline | Liitium | |
| АА, ААА | kuni 3 | kuni 5 | 12-15 |
Soolarakkude puhul on veel üks probleem. Madala kvaliteediga akudel võib lekkida elektrolüüti.Seetõttu on tegelik säilivusaeg sel juhul veelgi lühem.
Toiteallikaid saab kasutada erinevates tingimustes, sealhulgas temperatuuril. Ja galvaaniliste elementide sobivus on erinev - olenevalt ka tootmistehnoloogiast. On mainitud, et soolapatareid ei tööta hästi külmumistemperatuuril. Liitiumpatareide ülempiir on kõigist eelistest hoolimata +55 ° C (alumine piir - kuni miinus 40 (tavaliselt kuni miinus 20), olenevalt tootjast.) Leelispatareidel on lai valik - umbes miinus 30 kuni +60 ° C ja on selles osas kõige universaalsemad.
Kokkuvõtteks tuleb märkida, et AA ja AAA perekond sisaldab tegelikult suurt hulka galvaaniliste elementide variatsioone. Akut on võimalik valida väga erinevate töötingimuste ja erinevate kuludega.
Seotud artiklid:
