Преносимото оборудване с ниска мощност често е проектирано да се захранва от малки сухи клетки, които не са предназначени за презареждане. В ежедневието такива еднократни химически източници на напрежение се наричат батерии. Батериите със стандартни размери AA и AAA са популярни. Тези букви показват външния формат на батерията. Вътрешната структура може да бъде напълно различна. В този форм-фактор се произвеждат различни видове батерии, включително презареждащи се (акумулатори).
Съдържание
Какво е батерия
Терминът "батерия" не е съвсем правилен. Батерията е източник на енергия, съставен от няколко елемента. Така че, пълноценна батерия може да се нарече елемент 3R12 (3LR12) - „квадратна батерия“ (336 според съветската класификация) - съставена от три елемента.Също така батерията се състои от 6 клетки на елемента 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Но името "батерия" в ежедневието се прилага и за едноелементни химически източници на енергия, включително размери AA и AAA. В английската терминология един елемент се нарича Cell, а батерия от два или повече източника на напрежение се нарича Battery.
Такива елементи са херметически затворени цилиндрични съдове. Те претърпяват трансформация химическа енергия в електрическа. Реагентите (окислител и редуциращ агент), които създават ЕМП, се поставят в чаша от цинк или стомана. Дъното на стъклото служи като отрицателен терминал. Преди това цялата външна повърхност на стъклото беше дадена под отрицателния полюс, но този път доведе до чести къси съединения. Освен това повърхността на цилиндъра беше изложена на корозия, което доведе до намаляване на експлоатационния живот и съхранение на елемента. В съвременните батерии отвън се нанася покритие, което предпазва от корозия и служи като изолация срещу късо съединение. Токовият колектор на положителния полюс е графитен прът, който се извежда.
Видове батерии
Батериите са класифицирани в категории според различни критерии. Основният трябва да се признае като химически състав - технологията за получаване на ЕМП. За практическа употреба има още няколко различни характеристики.
По химичен състав
Потенциалната разлика на полюсите на галваничните елементи се създава поради химическата реакция между веществата в разтвора на електролита и спира, когато съставките са напълно реагирали. Можете да постигнете необходимите процеси по различни начини. Според този критерий батериите се делят на:
- Сол. Традиционният тип батерии, изобретен преди около 100 години.Реакцията между цинк и манганов диоксид протича в електролитна среда - сгъстен разтвор на амониева сол. Наред с ниското тегло и ниската цена, тези елементи имат редица значителни недостатъци:
- малка товароносимост;
- склонност към саморазреждане по време на съхранение;
- лошо представяне при ниски температури.
Технологията на производство се счита за остаряла, поради което такива елементи на пазара на галванични елементи се изтласкват от нови видове.
- Алкалните (алкални) елементи се считат за по-модерни. Подредени са по същия начин, но електролитът е алкален разтвор (калиев хидроксид). Тези батерии имат предимства пред солените:
- голям капацитет и товароносимост;
- ниският ток на саморазряд определя дългия срок на годност;
- добра производителност при ниски температури.
Трябва да платите за това с много тегло и повишена цена.
- Най-модерните клетки в момента са литиевите (да не се бърка с литиеви батерии!). Като "плюс" реагент те използват литий, отрицателният може да бъде различен. Като електролит се използват и различни течности. Тази технология ви позволява да получите елементи, които имат следните предимства:
- леко тегло (по-малко от други видове);
- дълъг срок на годност поради много нисък саморазряд;
- увеличен капацитет и товароносимост.
От другата страна на везната - високата цена.
По тези три технологии се произвеждат елементи с размери АА и ААА. Струва си да споменем още два вида батерии:
- живак;
- сребро.
Съгласно тези технологии се произвеждат предимно дискови батерии.Такива елементи имат своите предимства и недостатъци, но дните на живачните батерии са преброени - международните споразумения предполагат намаляване на обемите на производство и пълна забрана за производство през следващите години.
По размер
Размерът (по-точно обемът) на батерията определя уникално нейния електрически капацитет (в рамките на технологиите) - колкото повече реагенти могат да бъдат поставени вътре в цилиндъра, толкова по-дълго отнема реакцията. Капацитетът на солна клетка с размер AA ще бъде по-голям от капацитета на солна клетка AAA. Налични са и други форм-фактори на батериите АА:
- A (по-голямо от AA);
- AAAA (по-малко от AAA);
- C - средна дължина и увеличена дебелина;
- D - увеличена дължина и дебелина.
Тези видове елементи не са толкова популярни, обхватът им е ограничен. И двата вида се произвеждат само по алкални и солни технологии.
По номинално напрежение
Номиналното напрежение на едноклетъчна батерия се определя от нейния химичен състав. Единичните алкални, солени галванични клетки на празен ход издават напрежение от 1,5 V. Литиеви захранвания се предлагат както с напрежение 1,5 V (за съвместимост с други типове), така и с повишено напрежение (до 3 V). Но в разглежданите размери можете да закупите само елементи от един и половина волта - за да избегнете объркване.
За новите батерии напрежението при номинално натоварване е близо до тази стойност. Колкото повече се разрежда химическият източник, толкова повече изходното напрежение пада под натоварване.
Клетките могат да се събират в батерии. Тогава изходното напрежение става кратно на напрежението на един елемент. И така, батерията 6R61 ("Krona") съдържа 6 клетки от един и половина волта.Те издават общо напрежение от 9 волта. Размерът на всяка клетка е малък, а капацитетът на такава батерия е нисък.
Какви батерии се наричат пръст и малък пръст
И двата размера на галваничните клетки принадлежат към класа батерии за пръсти. Този технически термин се използва от съветско време за обозначаване на батерии с подобна форма. СССР произвежда едноелементни солеви клетки "Уран М" (316) и алкални "Квант" (А316), съответстващи на сегашния тип АА. Имаше и други цилиндрични пръстови елементи с други размери и пропорции.
През 90-те години на миналия век търговците на пазарите измислиха термина батерии с малки пръсти, за да разграничат AAA клетките от други форм-фактори. Това име е станало широко разпространено в ежедневието. Но използването му в технически материали е най-малкото непрофесионално.
Основни технически характеристики на батериите АА и ААА
Основната разлика между AA и AAA батериите за пръсти е размерът. И той, както вече споменахме, определя капацитета.
| размер | Дължина, мм | Диаметър, мм | Електрически капацитет, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| литий | Сол | алкална | литий | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | до 3000 |
| ААА | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Трябва да се помни, че електрическият капацитет зависи от тока на разряд, а номиналната му стойност за всеки тип елементи не надвишава няколко десетки милиампера. При токове над 100 mA капацитетът на батерията ще бъде много по-нисък. Това означава, че клетка от 1000 mAh, разредена с ток от 10 mA, ще издържи около 100 часа. Но ако разрядният ток е 200 mA, тогава зарядът ще бъде изчерпан много по-рано от 5 часа. Капацитетът ще намалее няколко пъти. Също така, електрическият капацитет на всеки елемент ще намалее с понижаване на температурата.
В зависимост от размера и технологията батериите имат различно тегло, въпреки че тази характеристика рядко е решаваща - масата на оборудването в повечето случаи значително надвишава теглото на няколко батерии. По-често е необходимо да се знае това за целите на съхранение и транспортиране на галванични елементи.
| размер | Тегло, гр | ||
|---|---|---|---|
| Сол | алкална | литий | |
| AA | до 15 | до 25 | до 15 |
| ААА | 7-9 | 11-14 | до 10 |
Теглото на батериите има вариация, в зависимост не само от технологията на производство, но и от начина на производство на стъклото. Тя може да бъде метална с пластмасово покритие или изцяло полимерна. С три силови елемента можете да спечелите в най-добрия случай 30 грама тегло. Малко вероятно е това да се превърне в определящ критерий при избора.
Срокът на годност се определя от тока на саморазряд и капацитета на клетката. Саморазреждането зависи от технологията, капацитетът зависи от форм фактора. Но на практика втората характеристика допринася по-малко за изтичане на заряд по време на съхранение. Поне това уверяват производителите, като посочват приблизително еднакви периоди в складовете за АА и ААА елементи. Температурата също влияе върху срока на годност - с увеличаването й срокът на годност намалява.
| размер | Срок на годност, години | ||
|---|---|---|---|
| Сол | алкална | литий | |
| АА, ААА | до 3 | до 5 | 12-15 |
Солените елементи имат друг проблем. Батериите с ниско качество могат да изпуснат електролит. Следователно действителният срок на годност в този случай ще бъде още по-кратък.
Захранващите устройства могат да работят при различни условия, включително температура. И пригодността на галваничните елементи ще бъде различна - също в зависимост от производствената технология. Беше споменато, че солните батерии не работят добре при температури под нулата.Литият, въпреки всичките си предимства, има горна граница от +55 ° C (долната граница е до минус 40 (обикновено до минус 20), в зависимост от производителя). Алкалните имат широк диапазон - от около минус 30 до +60°C и са най-универсални в това отношение.
Обобщавайки, трябва да се отбележи, че семействата AA и AAA всъщност включват голям брой вариации на галванични елементи. Можете да изберете батерия за широк спектър от условия на работа и широк спектър от разходи.
Подобни статии:
