Urządzenie i zasada działania baterii

Bateria elektryczna nazywa się źródło prądu chemicznego wielokrotnego użytku. Procesy chemiczne wewnątrz akumulatora, w przeciwieństwie do procesów w jednorazowych ogniwach galwanicznych, takich jak baterie alkaliczne lub solne, są odwracalne. Cykle rozładowania, akumulacji i zwrotu energii elektrycznej można powtarzać wiele razy.

Tak więc zasada działania baterii pozwala na cykliczne wykorzystywanie jej do autonomicznego zasilania różnych urządzeń, urządzeń przenośnych, pojazdów, sprzętu medycznego itp. W zupełnie innych obszarach.

Mówiąc słowo „bateria”, oznaczają one samą baterię lub ogniwo baterii. Kilka szeregowo lub równolegle połączonych ze sobą ogniw akumulatora tworzy akumulator, a także kilka połączonych akumulatorów.

Pierwsza bateria, czyli ogniwo galwaniczne wielokrotnego użytku, pojawiła się, według oficjalnych danych, w 1803 roku. Został stworzony przez niemieckiego fizyka i chemika Johanna Wilhelma Rittera. Przyjaciel Oersteda, Ritter, nie będąc naukowcem, badał chemiczny wpływ światła, przeprowadzał eksperymenty z elektrolizą, nawiasem mówiąc, należy do odkrycia części ultrafioletowej spektrum elektromagnetycznego.

Eksperymentując z kolumną woltaiczną, Ritter wziął pięćdziesiąt kręgów miedzi, kawałków mokrej tkaniny i utworzył między nimi kolumnę pięćdziesięciu takich kół i mokrej tkaniny. Przepuszczając prąd z kolumny voltaicznej przez strukturę, Ritter odkrył, że jego biegun został naładowany i sam stał się źródłem elektryczności. To była pierwsza bateria.

Odwracalność reakcji chemicznej w elektrolicie i na elektrodach akumulatora pozwala przywrócić sprawność akumulatora - naładować go po rozładowaniu. Prąd podczas ładowania przepływa przez akumulator w kierunku przeciwnym do rozładowania.

Na przykład akumulator ołowiowo-kwasowy działa z powodu reakcji elektrochemicznych ołowiu i dwutlenku ołowiu w kwasie siarkowym. Poniższe wzory odzwierciedlają odwracalne reakcje zachodzące na anodzie i na katodzie: od lewej do prawej - reakcja podczas rozładowania, od prawej do lewej - ładunek.

Rozważ teraz urządzenie akumulatorowe jako przykład akumulatora rozruchowego samochodu. Jego napięcie wynosi 12 woltów. Bateria składa się z sześciu ogniw połączonych szeregowo, oddzielonych przegrodami.

Połączenie szeregowe w tym przypadku oznacza, że ​​ujemny zacisk jednej komórki jest podłączony do dodatniego bieguna drugiej komórki.

Każdy element zawiera parę elektrod kratowych ze stopu ołowiu i antymonu zanurzonych w elektrolicie, który jest 38% wodnym roztworem kwasu siarkowego. Porowaty separator izoluje elektrody od siebie, zapobiegając zwarciom między nimi, ale swobodnie przepuszcza elektrolit przez siebie. Oznacza to, że ciecz wypełnia zarówno komórki płytek ołowiowych, jak i pory separatorów.

Płytki o tej samej nazwie są połączone zworkami ołowiu, a także pakiety płyt oddzielone przegrodami, które tworzą poszczególne elementy, a zaciski akumulatora są również wykonane z ołowiu.

Wnioski z akumulatora samochodowego zawsze mają nieco inny rozmiar - zacisk dodatni ma większą średnicę niż zacisk ujemny, aby nie popełnić błędu podczas podłączania.

Obudowa baterii wykonana jest z materiału dielektrycznego odpornego na agresywne środowisko, ekstremalne temperatury i wibracje. Obecnie skrzynki na akumulatory rozruchowe są wykonane z polipropylenu.

Obudowa to hermetycznie zamknięty pojemnik z pokrywką, wyposażony w kołnierze do trwałego montażu.W przypadku starych baterii zawsze przewidziano wtyczki do każdego ogniwa galwanicznego, które tworzą baterię, aby w razie potrzeby można było dodać wodę destylowaną. Nowoczesne bezobsługowe wtyczki akumulatorów w obudowach nie mają.

Inne artykuły o bateriach i ich użyciu:

Schematy podłączenia akumulatora

Popularne typy baterii

Jakie są baterie do elektrowni słonecznych

Jak są ustawione i działają ładowarki?

Dlaczego wybuchają baterie?

Właściwe stosowanie akumulatorów litowo-jonowych