छोटी शक्ति के पोर्टेबल उपकरण को अक्सर छोटे सूखे गैल्वेनिक कोशिकाओं द्वारा संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, न कि रिचार्जिंग के लिए। घर में ऐसे डिस्पोजेबल रासायनिक वोल्टेज स्रोतों को बैटरी कहा जाता है। एए और एएए आकार की बैटरी लोकप्रिय हैं। ये अक्षर बैटरी के बाहरी स्वरूप के लिए हैं। आंतरिक उपकरण पूरी तरह से अलग हो सकता है। इस फॉर्म फैक्टर में विभिन्न प्रकार की बैटरियां उपलब्ध हैं, जिनमें रिचार्जेबल (रिचार्जेबल) भी शामिल है।रिचार्जेबल बैटरीज़).
अंतर्वस्तु
बैटरी क्या है?
"बैटरी" शब्द बिल्कुल सही नहीं है। एक बैटरी कई तत्वों से बना एक शक्ति स्रोत है। तो, एक पूर्ण बैटरी को सेल 3R12 (3LR12) - "स्क्वायर बैटरी" (सोवियत वर्गीकरण में 336) कहा जा सकता है - जिसमें तीन सेल होते हैं। इसके अलावा बैटरी में सेल 6R61 (6LR61) - "क्रोन", "कोरंडम" के छह सेल होते हैं। लेकिन "बैटरी" नाम घर में एकल-कोशिका रासायनिक शक्ति स्रोतों पर भी लागू होता है, जिसमें एए और एएए आकार शामिल हैं। अंग्रेजी शब्दावली में, एक सेल को सेल कहा जाता है, और दो या दो से अधिक वोल्टेज स्रोतों की बैटरी को बैटरी कहा जाता है।
ऐसी कोशिकाएँ भली भांति बंद करके सीलबंद बेलनाकार पात्र होती हैं। उनका उपयोग परिवर्तित करने के लिए किया जाता है रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में।. अभिकर्मक (ऑक्सीकारक और कम करने वाले एजेंट) जो ईएमएफ बनाते हैं उन्हें जस्ता या स्टील से बने बीकर में रखा जाता है। बीकर का निचला भाग ऋणात्मक टर्मिनल के रूप में कार्य करता है। पहले, बीकर की पूरी बाहरी सतह नकारात्मक ध्रुव के संपर्क में थी, लेकिन इस मार्ग से बार-बार शॉर्ट सर्किट होता था। इसके अलावा, सेल के जीवन और शेल्फ जीवन को कम करने, सिलेंडर की सतह को खराब कर दिया गया था। आज की बैटरियों में, जंग से बचाने के लिए और शॉर्ट-सर्किट इंसुलेशन के रूप में काम करने के लिए बाहर की तरफ एक लेप लगाया जाता है। धनात्मक ध्रुव का वर्तमान संग्राहक एक ग्रेफाइट रॉड है, जो बाहर की ओर जाता है।
बैटरी के प्रकार
बैटरियों को विभिन्न मानदंडों के अनुसार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। मुख्य को रासायनिक संरचना को पहचानना चाहिए - ईएमएफ प्राप्त करने की तकनीक। व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए, कई अन्य अलग-अलग विशेषताएं हैं।
रासायनिक संरचना के अनुसार
गैल्वेनिक कोशिकाओं के ध्रुवों पर संभावित अंतर इलेक्ट्रोलाइट समाधान में पदार्थों के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा बनाया जाता है और जब सामग्री पूरी तरह से प्रतिक्रिया करती है तो रुक जाती है। आवश्यक प्रक्रियाओं को विभिन्न तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है। इस मानदंड के अनुसार, बैटरी में विभाजित हैं:
- नमकीन बैटरी। पारंपरिक प्रकार की बैटरी का आविष्कार लगभग 100 साल पहले हुआ था। जस्ता और मैंगनीज डाइऑक्साइड के बीच प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोलाइट के वातावरण में होती है - अमोनियम नमक का गाढ़ा घोल। कम वजन और कम कीमत के साथ, इन कोशिकाओं में कई महत्वपूर्ण कमियां हैं:
- कम लदान क्षमता;
- भंडारण के दौरान स्व-निर्वहन की प्रवृत्ति;
- कम तापमान पर खराब प्रदर्शन।
उत्पादन की तकनीक को पुराना माना जाता है, इसलिए गैल्वेनिक सेल बाजार में इस तरह की कोशिकाओं को नए प्रकारों से हटा दिया गया है।
- क्षारीय (क्षारीय) कोशिकाओं को अधिक आधुनिक माना जाता है।इनका निर्माण वैसे ही किया जाता है, लेकिन इलेक्ट्रोलाइट क्षार (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) का एक घोल है। क्षारीय बैटरियों पर इन बैटरियों के फायदे हैं:
- उच्च क्षमता और भार क्षमता;
- कम स्व-निर्वहन वर्तमान, जिसके परिणामस्वरूप एक लंबी शैल्फ जीवन होता है;
- कम तापमान पर अच्छा प्रदर्शन।
इसके लिए आपको अधिक वजन और अधिक कीमत के साथ भुगतान करना होगा।
- इस समय सबसे उन्नत सेल लिथियम बैटरी हैं (लिथियम बैटरी के साथ भ्रमित होने की नहीं!) वे लिथियम का उपयोग "प्लस" अभिकर्मक के रूप में करते हैं लिथियममाइनस एक अलग हो सकता है। विभिन्न तरल पदार्थों का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में भी किया जाता है। यह तकनीक उन कोशिकाओं को प्राप्त करना संभव बनाती है जिनके फायदे हैं:
- कम वजन (अन्य प्रकार से कम);
- बहुत कम स्व-निर्वहन के कारण लंबी शैल्फ जीवन;
- क्षमता और भार क्षमता में वृद्धि।
पैमाने के दूसरी तरफ उच्च लागत है।
इन तीन तकनीकों का उपयोग AA और AAA- आकार की कोशिकाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है। दो अन्य प्रकार की बैटरी भी ध्यान देने योग्य हैं:
- बुध;
- चांदी की कोशिकाएँ।
इन तकनीकों का उपयोग मुख्य रूप से डिस्क-प्रकार की बैटरी बनाने के लिए किया जाता है। इन कोशिकाओं के फायदे और नुकसान हैं, लेकिन पारा बैटरी के दिन गिने जाते हैं - अंतरराष्ट्रीय समझौते आने वाले वर्षों में उत्पादन में कमी और उत्पादन पर पूर्ण प्रतिबंध मानते हैं।
आकार के अनुसार
बैटरी का आकार (या बल्कि, मात्रा) स्पष्ट रूप से इसकी विद्युत क्षमता (प्रौद्योगिकी के भीतर) को निर्धारित करता है - अधिक अभिकर्मकों को सिलेंडर के अंदर रखा जा सकता है, प्रतिक्रिया जितनी लंबी होगी। एए-आकार की खारा बैटरी की क्षमता एएए-आकार के नमक सेल की तुलना में बड़ी होगी। फिंगर साइज बैटरियों के अन्य रूप कारक उपलब्ध हैं:
- ए (एए से बड़ा);
- एएएए (एएए से छोटा);
- सी - मध्यम लंबाई और बढ़ी हुई मोटाई;
- डी - लंबाई और मोटाई में वृद्धि।
इस प्रकार की कोशिकाएँ उतनी लोकप्रिय नहीं हैं; उनके अनुप्रयोगों की सीमा सीमित है। दोनों प्रकार केवल क्षारीय और लवणीय प्रौद्योगिकी में उपलब्ध हैं।
वोल्टेज रेटिंग द्वारा
सिंगल-सेल बैटरी का रेटेड वोल्टेज रासायनिक संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है। एकल क्षारीय, खारा गैल्वेनिक कोशिकाएं निष्क्रिय अवस्था में 1.5 वोल्ट वितरित करती हैं। लिथियम बैटरी 1.5V (अन्य प्रकारों के साथ संगतता के लिए) और उच्च वोल्टेज (3V तक) दोनों में उपलब्ध हैं। लेकिन माना आकार में आप केवल 1.5 वोल्ट सेल खरीद सकते हैं - भ्रम से बचने के लिए।
नई बैटरियों में इस मान के करीब रेटेड लोड के तहत वोल्टेज होता है। जितना अधिक रासायनिक स्रोत का निर्वहन होता है, उतना ही अधिक आउटपुट वोल्टेज लोड के तहत कम हो जाता है।
सेल को बैटरी में असेंबल किया जा सकता है। तब आउटपुट वोल्टेज एक सेल के वोल्टेज का गुणक बन जाता है। उदाहरण के लिए, एक 6R61 ("क्रोना") बैटरी में 6 अर्ध-वोल्ट सेल होते हैं। वे 9 वोल्ट का कुल वोल्टेज उत्पन्न करते हैं। प्रत्येक सेल का आकार छोटा होता है और ऐसी बैटरी की क्षमता कम होती है।
"फिंगर एंड लिटिल मैच बैटरी" किसे कहते हैं?
गैल्वेनिक कोशिकाओं के ये दोनों आकार फिंगर सेल बैटरी के वर्ग के हैं। इस आकार की बैटरी को संदर्भित करने के लिए सोवियत काल से इस तकनीकी शब्द का उपयोग किया गया है। यूएसएसआर में, वर्तमान एए प्रकार के अनुरूप एकल-कोशिका नमक कोशिकाएं "यूरेनियम एम" (316) और क्षारीय कोशिकाएं "क्वांट" (ए 316) थीं। अन्य आकार और अनुपात के अन्य बेलनाकार आकार की उंगली कोशिकाएं भी थीं।
1990 के दशक में, "पिंकी" बैटरी शब्द को बाजार के विक्रेताओं द्वारा AAA कोशिकाओं को अन्य रूप कारकों से अलग करने के लिए गढ़ा गया था। यह नाम घर में व्यापक हो गया। लेकिन तकनीकी सामग्री में इसका उपयोग कम से कम अव्यवसायिक है।
एए और एएए बैटरी की मुख्य तकनीकी विशेषताएं
AA और AAA फॉर्म-फैक्टर फिंगर बैटरी के बीच मुख्य अंतर आकार का है। और यह, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, क्षमता निर्धारित करता है।
| आकार | लंबाई, मिमी | व्यास, मिमी | विद्युत क्षमता, माह | ||
|---|---|---|---|---|---|
| लिथियम | नमक | क्षारीय | लिथियम | ||
| आ | 50 | 14 | 1000 | 1500 | 3000 . तक |
| एएए | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
याद रखें कि विद्युत क्षमता डिस्चार्ज करंट पर निर्भर करती है, और किसी भी प्रकार के सेल के लिए इसका नाममात्र मूल्य कुछ दस मिलीमीटर से अधिक नहीं होता है। 100 mA से ऊपर की धाराओं पर बैटरी की क्षमता बहुत कम होगी। इसका मतलब है कि 10 एमए डिस्चार्ज करंट वाला 1000 एमएएच सेल लगभग 100 घंटे तक चलेगा। लेकिन अगर डिस्चार्ज करंट 200 mA है, तो चार्ज 5 घंटे से बहुत पहले खत्म हो जाएगा। क्षमता कई गुना कम हो जाएगी। साथ ही किसी भी सेल की विद्युत क्षमता घटते तापमान के साथ घटती जाएगी।
आकार और प्रौद्योगिकी के आधार पर बैटरियों का एक अलग वजन होता है, हालांकि यह विशेषता शायद ही कभी निर्णायक होती है - ज्यादातर मामलों में उपकरण का वजन कुछ बैटरियों के वजन से बहुत अधिक होता है। अधिक बार नहीं, आपको गैल्वेनिक कोशिकाओं के भंडारण और परिवहन के प्रयोजनों के लिए यह जानने की आवश्यकता है।
| आकार | वजन, जी | ||
|---|---|---|---|
| लवण | क्षारीय | लिथियम | |
| आ | 15 . तक | पच्चीस तक | 15 . तक |
| एएए | 7-9 | 11-14 | 10 तक |
बैटरियों का वजन न केवल निर्माण की तकनीक पर निर्भर करता है, बल्कि इस बात पर भी निर्भर करता है कि कांच कैसे बनाया जाता है। यह धातु और प्लास्टिक लेपित या पूरी तरह से बहुलक लेपित हो सकता है। तीन शक्ति तत्वों के साथ आप अधिकतम 30 ग्राम वजन बढ़ा सकते हैं। यह चुनाव के लिए शायद ही एक निर्णायक मानदंड है।
भंडारण जीवन स्व-निर्वहन वर्तमान और सेल क्षमता द्वारा निर्धारित किया जाता है। स्व-निर्वहन तकनीक पर निर्भर करता है, क्षमता - रूप कारक पर। लेकिन व्यवहार में, दूसरी विशेषता भंडारण के दौरान रिसाव को कम करने में योगदान करती है। कम से कम निर्माता यही आश्वासन देते हैं, एए और एएए कोशिकाओं के लिए लगभग समान शेल्फ जीवन का संकेत देते हैं। भंडारण समय भी तापमान से प्रभावित होता है, क्योंकि तापमान बढ़ने पर भंडारण समय कम हो जाता है।
| आकार | शेल्फ जीवन, वर्ष | ||
|---|---|---|---|
| लवण | क्षारीय | लिथियम | |
| , | 3 तक | 5 तक | 12-15 |
नमक कोशिकाओं के लिए एक और समस्या है। कम गुणवत्ता वाली बैटरियों में इलेक्ट्रोलाइट का रिसाव हो सकता है।इसलिए, इस मामले में वास्तविक शेल्फ जीवन और भी छोटा होगा।
बिजली के स्रोतों को तापमान सहित विभिन्न परिस्थितियों में संचालित किया जा सकता है। और गैल्वेनिक कोशिकाओं की उपयुक्तता अलग-अलग होगी - यह भी निर्माण तकनीक पर निर्भर करती है। यह उल्लेख किया गया है कि ठंड से नीचे के तापमान पर खारा बैटरी अच्छी तरह से काम नहीं करती है। लिथियम बैटरी, अपने सभी फायदों के बावजूद, निर्माता के आधार पर +55 ° C (निचली सीमा - माइनस 40 (आमतौर पर माइनस 20) की ऊपरी सीमा होती है।) क्षारीय वाले की एक विस्तृत श्रृंखला होती है - लगभग माइनस 30 से +60 डिग्री सेल्सियस और इस संबंध में सबसे सार्वभौमिक हैं।
संक्षेप में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एए और एएए परिवार में वास्तव में बड़ी संख्या में गैल्वेनिक कोशिकाओं की विविधताएं शामिल हैं। परिचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला और लागतों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए बैटरी चुनना संभव है।
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