Şarj edilebilir piller: cihaz, çalışma, çalışma prensibi ve devre

teknolojinin
Yükleniyor ...

Otonom güç kaynaklarıİnsanoğlunun en yararlı icatlarından biri. Şarj edilebilir piller takılı olmayan bir telefon veya radyo nedir? Birçok cihazın düzenlenmesi ve kullanım koşulları, her zaman sürekli bir ağ güç kaynağının varlığını sağlamamaktadır, bu nedenle bu tür elektrik kaynakları dünyanın hemen hemen her yerinde rahatça çalışmayı mümkün kılmaktadır. Küçük bir önsözden sonra, yazıya geçelim.

Şarj edilebilir pil nedir?

şarj edilebilir pil şarj cihazı
Geniş anlamda, bu terim kastedilmektedirBelirli kullanım koşulları altında, bir tür enerji biriktirebilen, diğerlerinde ise kişinin ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılabilen bir cihaz.

Piller elektrik toplamakHarici güç kaynağı ve daha sonra bağlı tüketicilere verin, böylece işlerini yapabilirler. Böylece, cihazlar çalışırken, elektrolit ve elektrot plakaları arasında sürekli olarak kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Bu arada, bataryaların oluşturulduğu bankalara benzer bir tasarım yerleştirilir. Bu tasarımların cihazı, çok küçük olan, genellikle 1.2-2 V olan bir voltajın oluşturulmasını sağlar. Bu nedenle, güç kaynaklarının performansını arttırmak için farklı bağlantı türleri kullanılır.

Pilleri nasıl boşaltırım?

Güç kaynağı veri cihazıartı ve eksi bağlantı sağlar. Aşağıdaki gibi çalışırlar: bir yük elektrotlara bağlandığında (örnek olarak bir ampulü düşünebiliriz), kapalı bir elektrik devresi belirir. Boşaltma akımı içinden akmaya başlar. Elektronların, anyonların ve katyonların hareketinden dolayı oluşur. Ne ve nasıl olduğu hakkında daha detaylı bilgi, sadece somut bir örnek üzerinde söyleyebilirsiniz.

Diyelim ki bir pilimiz var.Pozitif elektrot, iletkenliği arttırmak için grafitin eklendiği nikel oksittir. Negatif bir plaka için sünger kadmiyum kullanıldı. Bu nedenle, deşarj gittiğinde, aktif oksijen parçacıkları serbest bırakılır ve elektrolite düşer. Aynı zamanda, elektrik olarak giden parçaları (aynı elektronlar) ayırırlar. Daha sonra aktif oksijen partikülleri, kadmiyumu oksitledikleri negatif plakalara yönlendirilir.

Şarj sırasında pil kullanımı

piller türleri
Yüklerin terminallerin üzerindeki yükünü kesmek gerekir. Aynı zamanda, sabit bir gerilimle, kural olarak, şarj edilmekte olan pilin boyutundan daha büyük olan (duruma bağlı olarak da titreşimli olabilirler) beslenirler. Ve kutupluluk aynı olmalı. Yani, tüketici ve kaynağın eksi ve artı terminalleri eşleşmelidir. Şarj cihazının, içinde kalan enerjiyi baskılamak ve akünün deşarjın tersi olacak bir elektrik akımı oluşturmak için bataryada olduğundan daha fazla güce sahip olması gerektiğini unutmayın. Sonuç olarak, bataryada meydana gelen kimyasal süreçler de değişmektedir.

Bir önceki örneğe bakalımmakalenin alt paragrafı. Burada, pozitif elektrot, oksijen ile zenginleştirilecek ve saf kadmiyum, negatif elektrota yeniden kazandırılacaktır. Özetle, şarj ve deşarj sırasında sadece elektrotların kimyasal bileşiminin değiştiğini söyleyebiliriz. Bu elektrolit için geçerli değildir. Ancak pil ömrünü olumsuz yönde etkileyerek buharlaşabilir.

Yani, herhangi bir pilin çalışma prensibini düşündük. Şimdi operasyon sırasında performanslarını nasıl geliştirebileceğimizi öğrenelim.

Paralel bağlantı

Akımın büyüklüğü önemli miktardafaktörler. Her şeyden önce, bu, yapım, kullanılan malzemeler ve boyutları anlamına gelir. Elektrotların alanı ne kadar büyük olursa, akım o kadar büyüktür ki dayanabileceklerdir. Bu prensip, benzer kutulardaki bataryalarda paralel bağlantı için kullanılır. Bu, yüke giden akım değerini arttırmak için gerekli ise yapılır. Ancak bununla birlikte, enerji kaynağının gücünü yükseltmek gerekir.

Seri bağlantı

kurşun levhalar
Bankaları dikkate alırsakpiller, daha sonra, bir kural olarak, bir konutta oldukları söylenmelidir. Daha az kayıplı büyük voltaj değerleri elde etmek için benzer bir bağlantı tipi kullanılır.

Bu tasarımın uygulamasını görmek içinkurşun-asit olan araç akülerini sökmek. Bu tipin sadece araç akü cihazında kullanılmadığını, bu tip bağlantıların nasıl çalıştığını sökmenin en olası yolu olduğunu belirtmek gerekir. Bu durumda, metal teması olmadığından emin olmak için dikkatli olunmalı ve elektrolit aracılığıyla güvenilir bir galvanik bağlantı sağlanmış olmalıdır. Ancak bu sadece bu tiple ilgili anlaşılmalıdır. Diğer durumlarda, atanan bağlantı görevi farklı şekilde uygulanacaktır.

Pil türleri

akülerin özellikleri
Amaçlarından dolayı farklılar.fırsatlar, uygulama ve materyal. Şu anda, modern üretim, kullanılan elektrolit ile birlikte, elektrotların bileşimlerinde farklı olan, üç düzineden fazla tipin üretimine hakim olmuştur. Örneğin, li-ion pilleri 12 bilinen modelden oluşan bir aileye sahiptir. Geleneksel olarak, aşağıdaki türler ayırt edilebilir:

  1. Kurşun-asit.
  2. Lityum.
  3. Nikel Kadmiyum pil.

Bunlar en popüler temsilciler. Ancak olasılıkları anlamak için, kendinizi elektrot olarak hareket edebilecek materyallerin listesini öğrenmenizi öneririz:

  • demir,
  • kurşun;
  • titanyum;
  • lityum;
  • kadmiyum;
  • kobalt;
  • nikel;
  • çinko;
  • vanadyum;
  • gümüş;
  • alüminyum;
  • tesadüfen, çok nadir olan bir dizi diğer eleman.

Farklı malzemelerin kullanımı etkilerSonuçta ortaya çıkan çıktı özellikleri ve dolayısıyla uygulama alanı. Dolayısıyla, örneğin, li-ion piller bilgisayar ve mobil cihazlarda kullanılır. Oysa standart galvanik hücrelerin yerine nikel-kadmiyum kullanılmıştır. Teorik olarak, her tür pil herhangi bir yük ile çalışabilir. Tek soru, haklılığın böyle bir uygulama olduğudur.

Ana özellikleri

akü devresi
Zaten pilin ne olduğunu düşündükpiller, yapıldıkları yapıların yapımı. Şimdi onların operasyonlarını etkileyen şeylere odaklanalım. Bizim için önemli özellikler şunlardır:

  1. Yoğunluk, enerji miktarının pilin hacmine veya ağırlığına oranının karakteristiğine karşılık gelir.
  2. Kapasite maksimum yükün değeridirEn düşük gerilime ulaşana kadar deşarj işlemi sırasında verebileceği akü. Bu gösterge amper-saat veya kolilerde ifade edilir. Enerji kapasitesi de belirtilebilir. Watt-saat veya joule cinsinden ölçülür. Bu kapasitenin görevi, izin verilen minimum gerilime ulaşılana kadar deşarj sırasında verilen enerji miktarını rapor etmektir.
  3. Sıcaklık rejimi etkilerbataryanın elektriksel özellikleri. Üreticinin önerilen kullanım aralığından ciddi sapmalar olduğunda, yüksek bir elektrik kesintisi olasılığı vardır. Bunun nedeni, soğuk ve sıcaklığın kimyasal reaksiyonların yoğunluğunu ve ayrıca iç basıncı etkilemesidir.
  4. Kendiliğinden deşarj, kapasite kaybına işaret eder.Terminallerde yük olmadığında batarya şarj edildikten sonra meydana gelir. Birçok açıdan, bu gösterge tasarıma bağlıdır ve yalıtım bozulursa artabilir.

İşte pillerin özellikleri veBize en büyük ilgiyi verin. Elbette, daha önce görülmemiş, yeni ve münhasır bir şey yapmanız gerekiyorsa, başka bir şeye ihtiyacınız olabilir. Ama bu çok olası değil.

Elektrot cihazı

pil çalışma prensibi
Örnek olarak, kurşun levhaları alıyoruz. Daha önce olmasına rağmen. Modern plakalar kurşun kalsiyum alaşımından yapılmıştır. Bu sayede düşük akü deşarjı elde edilir (18 ayda% 50 kapasite kaybedilir). Bu ayrıca su üzerinde tasarruf yapmanızı sağlar (amper saat başına sadece 1 gram).

Bir melez tasarım bulabilirsiniz, nerede,Kurşun hariç, pozitif elektroda antimon eklenir ve negatif elektrota kalsiyum eklenir. Doğru, bu gibi durumlarda, artan su akışı vardır. Korozif süreçlere direnci arttırmak için kalay veya gümüş ekleyin.

Elektrotlar kafes ile yapılırYapı, bir aktif kütle tabakasıyla kaplıdır. Pilin çalışma prensibi büyük ölçüde plakalar için hangi malzemenin kullanıldığına bağlıdır. Öğrenmesi kolay olan kurumu düşünüyoruz, ancak her zaman onlara odaklanmanızı öneriyoruz.

elektrolit

Aynı kurşun-asitin tümünü düşünüyoruzPil. Yerleştirildiği elektrolit çoğu zaman sülfürik asittir. Pil şarj seviyesine bağlı olarak değişebilen belirli bir yoğunluğa sahiptir. Bu durumda, ilke: daha fazla, daha yüksek. Zamanla, elektrolit buharlaşır ve pil kapasitesi düşer. Hizmet ömrü, çalışma özelliklerinden etkilenir (güvenlik önlemlerine uyulması). Pillerde, elektrolit iki tip olabilir:

  • sıvı;
  • emprenye edilmiş özel malzeme formunda.

Şu anda en yaygın türü.

Pil işlemi

akü kapasitesi
Pil kullanımı gözlemlenebilirhemen her yerde. Cep telefonlarınızı veya bilgisayarlarınız için kesintisiz güç kaynaklarını hatırlayın. Örnek olarak, geleneksel bir el feneri alabilirsiniz (modern örnekler giderek artan bir şekilde dahili bir batarya ile üretilir ve galvanik hücreler için tasarlanmamıştır). Ve arabalar? Stop-start ve rejeneratif fren sistemleri aküler üzerinde çalışır ve başlangıç ​​akımına, derin deşarja ve dayanıklılığa yüksek talepler verirler. Gördüğünüz gibi, bu güç kaynakları olmadan, modern yaşamda herhangi bir insan için yönetmek zor.

Pilin yapılış şeması

Verilerle ilgili temel bilgileri gözden geçirdik.cihazlar. Ayrıca bir pil devresi gibi bir kavrama dikkat edelim. Gerçekten de, makale çerçevesinde, sadece geçişte ele alınmıştır. Modern şemanın pili, tarihe göre, ilk olarak Fransız fizikçi Gaston Fabrikası tarafından yaratıldı. Yaratılış alanı 10 metrekareyi aştı! Modern piller, aslında, pilinin önemli ölçüde azaltılmış ve hafifçe değiştirilmiş kopyalarıdır. Sadece vücut bir kişi tarafından görülebilir. Yapının genelliğini ve bütünlüğünü sağlar.

Yükleniyor ...
Yükleniyor ...