Pārnēsājamās iekārtas ar mazu jaudu bieži vien ir paredzētas darbināšanai ar maziem, sausiem akumulatoriem, kurus nav paredzēts uzlādēt. Mājās šādus vienreizlietojamus ķīmiskos sprieguma avotus sauc par baterijām. Populāras ir AA un AAA izmēra baterijas. Šie burti apzīmē akumulatora ārējo formātu. Iekšējais izkārtojums var būt diezgan atšķirīgs. Šāda veida akumulatoriem ir pieejamas dažāda veida baterijas, tostarp uzlādējamas baterijas (uzlādējamas baterijas).
Saturs
Kas ir akumulators?
Termins "akumulators" nav gluži pareizs. Akumulators ir enerģijas avots, kas sastāv no vairākiem elementiem. Piemēram, pilnu akumulatoru var saukt par 3R12 (3LR12) - "kvadrātveida akumulatoru" (336 padomju klasifikācijā) -, kas sastāv no trim elementiem. Akumulatoru veido arī 6 6R61 (6LR61) elementi - "Crone", "Corundum". Taču nosaukums "baterija" mājās tiek lietots arī vienšūnu ķīmiskajiem enerģijas avotiem, tostarp AA un AAA izmēra baterijām. Angļu terminoloģijā vienu šūnu sauc par Cell, bet divu vai vairāku sprieguma avotu bateriju - par Battery.
Šūnas ir hermētiski noslēgtas cilindriskas tvertnes. Šūnās notiek ķīmiskās enerģijas pārvēršana elektriskajā enerģijā. ķīmisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā.. Reaģentus (oksidētāju un reducētāju), kas rada EML, ievieto cinka vai tērauda mucā. Spaiņa apakšdaļa kalpo kā negatīvais termināls. Agrāk visa krūzes ārējā virsma bija pakļauta negatīvajam stabam, taču šis ceļš bieži izraisīja īssavienojumus. Balona virsma arī bija sarūsējusi, kas samazināja šūnas kalpošanas un glabāšanas laiku. Mūsdienu akumulatoriem no ārpuses tiek uzklāts pārklājums, kas aizsargā pret koroziju un kalpo kā īssavienojuma izolācija. Pozitīvā pola strāvas vadītājs ir grafīta stienis, kas ved uz āru.
Akumulatoru veidi
Baterijas iedala kategorijās pēc dažādiem kritērijiem. Galvenais no tiem ir ķīmiskais sastāvs - tehnoloģija, kas tiek izmantota elektroenerģijas ražošanai. Praktiskiem lietojumiem ir arī vairākas atšķirīgas īpašības.
Saskaņā ar ķīmisko sastāvu
Potenciālu starpību galvanisko elementu polos rada ķīmiskā reakcija starp elektrolīta šķīdumā esošajām vielām, un tā beidzas, kad sastāvdaļas ir pilnībā reaģējušas. Nepieciešamos procesus var panākt dažādos veidos. Saskaņā ar šo kritēriju baterijas iedala:
- Sāls šķīduma baterijas. Tradicionālais akumulatora veids, kas izgudrots pirms aptuveni 100 gadiem. Reakcija starp cinku un mangāna dioksīdu notiek elektrolīta vidē - amonija sāls sabiezinātā šķīdumā. Šiem elementiem ir ne tikai viegls svars un zema cena, bet arī vairāki būtiski trūkumi.
- zema kravnesība;
- ir tendētas uz pašizlādi uzglabāšanas laikā;
- slikta veiktspēja zemās temperatūrās.
Ražošanas tehnoloģija tiek uzskatīta par novecojušu, tāpēc galvanisko elementu tirgū šos elementus ir aizstājuši jaunāki veidi.
- Sārmu elementi tiek uzskatīti par modernākiem. Tās ir veidotas tāpat, bet elektrolīts ir sārma (kālija hidroksīda) šķīdums. Šīm baterijām ir priekšrocības salīdzinājumā ar sārmu baterijām:
- lielāka jauda un kravnesība;
- zema pašizlādes strāva ilgam glabāšanas laikam.
- labi darbojas zemās temperatūrās.
Cena, ko par to jāmaksā, ir lielāks svars un cena.
- Pašlaik vismodernākās baterijas ir litija baterijas (nejaukt ar litija baterijām!). Viņi izmanto litiju kā "plus" reaģentu. litijsMīnus viens var būt atšķirīgs. Kā elektrolītu izmanto arī dažādus šķidrumus. Šī tehnoloģija ļauj iegūt šūnas, kurām ir šādas priekšrocības:
- mazs svars (mazāks nekā citiem veidiem);
- ilgs glabāšanas laiks ļoti zemas pašizlādes dēļ;
- lielāka jauda un liela slodze.
Citā skalas galā ir augstas izmaksas.
Šīs trīs tehnoloģijas tiek izmantotas AA un AAA bateriju izgatavošanā. Ir vēl divu veidu akumulatori, kurus vērts pieminēt:
- dzīvsudrabs;
- sudrabs.
Šīs tehnoloģijas galvenokārt izmanto disku formas bateriju ražošanā. Šiem elementiem ir gan priekšrocības, gan trūkumi, taču dzīvsudraba bateriju dienas ir saskaitītas - starptautiskie nolīgumi paredz ražošanas samazināšanos un pilnīgu ražošanas aizliegumu tuvāko gadu laikā.
Lieluma ziņā
Akumulatora izmērs (vai drīzāk tilpums) skaidri nosaka tā elektrisko jaudu (tehnoloģijas ietvaros) - jo vairāk reaģentu var ievietot cilindrā, jo ilgāks ir reakcijas laiks. AA izmēra sālsūdens akumulatora ietilpība būs lielāka nekā AAA izmēra sālsūdens baterijas baterijas ietilpība. Ir pieejamas arī cita veida AA baterijas:
- A (lielāks nekā AA);
- AAAA (mazāks par AAA);
- C - vidēja garuma un lielāka biezuma;
- D - garāks un biezāks.
Šāda veida elementi nav tik populāri, un to izmantošanas iespējas ir ierobežotas. Abi veidi ir pieejami tikai sārmainā un fizioloģiskā šķīdumā.
Pēc nominālā sprieguma
Viena elementa akumulatora nominālo spriegumu nosaka tā ķīmiskais sastāvs. Atsevišķi sārmaini galvaniskie elementi ar sāls šķīdumu nodrošina 1,5 V spriegumu brīvgaitā. Litija barošanas avoti ir pieejami gan ar 1,5 V (saderībai ar citiem tipiem), gan ar augstāku spriegumu (līdz 3 V). Taču, lai izvairītos no neskaidrībām, var iegādāties tikai 1,5 voltu šūnas, kas atbilst attiecīgajiem izmēriem.
Jaunu akumulatoru spriegums ir tuvu šai vērtībai nominālās slodzes apstākļos. Jo vairāk tiek izlādēts ķīmiskais avots, jo vairāk samazinās izejas spriegums zem slodzes.
Šūnas var salikt baterijās. Tad izejas spriegums kļūst par vienas šūnas sprieguma reizinājumu. Piemēram, 6R61 ("Krona") akumulatorā ir 6 pusvoltu elementi. To kopējais spriegums ir 9 volti. Katras šūnas izmērs ir neliels, un šādas baterijas jauda ir maza.
Kuras baterijas sauc par "Mazo un pirkstu baterijām"?
Abi šie galvanisko elementu izmēri pieder pie pirksta izmēra bateriju klases. Šis tehniskais termins tiek lietots kopš padomju laikiem, lai aprakstītu šādas formas baterijas. PSRS tika ražoti vienšūnu Urāna M (316) un Kvanta (A316) sārmu elementi, kas atbilst pašreizējam AA tipam. Bija arī citu izmēru un proporciju cilindriskas formas pirkstu šūnas.
20. gadsimta 90. gados tirgotāji tirgos ieviesa terminu "pinky" baterijas, lai nošķirtu AAA tipa baterijas no citiem bateriju veidiem. Nosaukums ir ieguvis popularitāti mājās. Bet izmantot to tehniskajos materiālos ir vismaz neprofesionāli.
AA un AAA bateriju galvenie tehniskie parametri
Galvenā atšķirība starp AA un AAA tipa baterijām ir izmērs. Un tas, kā jau minēts, nosaka jaudu.
| Izmērs | Garums, mm | Diametrs, mm | Elektriskā jauda, mA⋅h | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Litijs | Sāls | Sārmains | Litijs | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | līdz 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Jāatceras, ka elektriskā jauda ir atkarīga no izlādes strāvas, un tās nominālā vērtība jebkura tipa elementiem nepārsniedz dažus desmitus miliamperu. Pie strāvas, kas pārsniedz 100 mA, akumulatora jauda būs daudz mazāka. Tas nozīmē, ka 1000 mA⋅h akumulatora baterija ar 10 mA izlādes strāvu kalpos aptuveni 100 stundas. Tomēr, ja izlādes strāva ir 200 mA, uzlāde beigsies daudz ātrāk nekā pēc 5 stundām. Jauda samazināsies vairākas reizes. Samazinoties temperatūrai, samazinās arī visu elementu elektriskā jauda.
Atkarībā no izmēra un tehnoloģijas baterijām ir atšķirīgs svars, lai gan šī īpašība reti kad ir izšķiroša - aparāta svars vairumā gadījumu ir daudz lielāks nekā dažu bateriju svars. Biežāk tas ir jāzina galvanisko elementu uzglabāšanas un transportēšanas nolūkā.
| Izmērs | Svars, g | ||
|---|---|---|---|
| Sāls | Sārmains | Litijs | |
| AA | līdz 15 | līdz 25 | līdz 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | līdz 10 |
Akumulatoru svars atšķiras ne tikai atkarībā no ražošanas tehnoloģijas, bet arī no tā, kā tiek ražots stikls. Tā var būt metāla ar plastmasas pārklājumu vai pilnībā polimerizēta. Ar trim barošanas elementiem varat iegūt labākajā gadījumā 30 gramus svara. Maz ticams, ka tas būs noteicošais atlases kritērijs.
Uzglabāšanas ilgumu nosaka pašizlādes strāva un šūnu ietilpība. Pašizlāde ir atkarīga no tehnoloģijas, ietilpības un formas faktora. Taču praksē otrā īpašība mazāk veicina lādiņa noplūdi glabāšanas laikā. Vismaz tā apgalvo ražotāji, norādot, ka AA un AAA bateriju elementu glabāšanas laiks ir aptuveni vienāds. Uzglabāšanas laiku ietekmē arī temperatūra, jo, paaugstinoties temperatūrai, uzglabāšanas laiks samazinās.
| Izmērs | Derīguma termiņš, gadi | ||
|---|---|---|---|
| Sāls | Sārmains | Litijs | |
| AA, AAA | līdz 3 | līdz 5 | 12-15 |
Ar sāls šūnām ir vēl viena problēma. Vājākas kvalitātes baterijās var būt elektrolīta noplūde. Tāpēc faktiskais glabāšanas laiks šajā gadījumā ir vēl īsāks.
Barošanas avotus var darbināt dažādos apstākļos, tostarp temperatūrā. Arī galvanisko elementu piemērotība ir atkarīga no ražošanas tehnoloģijas. Ir minēts, ka sāls baterijas nedarbojas labi temperatūrā, kas zemāka par nulli. Litija akumulatoru augšējā robeža, neraugoties uz visām to priekšrocībām, ir +55°C (atkarībā no ražotāja apakšējā robeža ir līdz pat mīnus 40 (parasti mīnus 20)). Sārmu saturošiem ir plašs diapazons no aptuveni mīnus 30 līdz +60 °C, un šajā ziņā tie ir visdaudzpusīgākie.
Rezumējot var teikt, ka AA un AAA bateriju saimē patiesībā ietilpst liels skaits galvanisko elementu variāciju. Ir iespējams izvēlēties akumulatoru dažādiem ekspluatācijas apstākļiem un dažādām izmaksām.
Saistītie raksti:
