バッテリー：デバイスの動作、動作原理や仕組み

電気の自律源は、人類の最も有用な発明の一つです。 持っていない携帯電話やラジオ、何である 電池は？ 多くのデバイスのデバイスだけでなく、それらの使用条件は、常に永続的な電力供給を提供していませんので、これらのエネルギー源は、快適に事実上世界のどこかで動作させることができます。 短い序文の後、の記事に降りてみましょう。

バッテリーは何ですか？

人間のニーズを満たすために過ごすために - 広い意味では、この用語は、多少の使用条件下でのエネルギーの任意の種類を格納し、他の人でできるデバイスを意味しています。

バッテリーは、外部電源から電気を蓄積し、彼らは自分の仕事をすることができるように、その後彼女に接続されている消費者に与えます。 したがって、デバイスは、電解質と電極板との間に永久的な化学反応である場合。 ちなみに、この設計は、銀行で利用可能であり、その電池が形成されています。 コンストラクションデータ機器は非常に少ないである、通常1.2-2 V、電圧を提供します。 したがって、電源装置の性能を高め、接続の種類を使用します。

放電で動作する方法 のバッテリー？

データ電源装置は、長所と短所への接続を提供します。 閉じた電気回路があり、負荷が電極に接続されている場合（一例として、我々は電球を考えることができる）：彼らは次のように動作します。 それは、放電電流を流れ始めると。 これは電子、陰イオン及び陽イオンの移動により形成されます。 場所を取るもの、あなただけの一例として伝えることができる方法についてのより詳細な情報。

私たちは、正極のバッテリーを持っていると仮定しましょう - 導電率を向上させるために、黒鉛を追加された酸化ニッケル、です。 カドミウムスポンジは、負極板に用いました。 放電がある場合ので、活性酸素の粒子が放出され、電解質に分類されます。 したがってそれらは、（電子など）電気通りである部分から分離されています。 活性酸素の粒子は、それらがカドミウム酸化され、負のプレートに向けられています。

充電時の電池の機能

あなたは、プレートの端子に負荷を切断しなければなりません。 彼らはまた、典型的には、DC電圧を供給し（ただし、場合によっては、パルス化されてもよい）に帯電されているバッテリーの値よりも大きくなります。 また、極性が同じでなければなりません。 それは、消費者のマイナスとプラス端子であり、ソースが一致している必要があります。 その中のエネルギーの残りを抑制し、その方向放電とは反対の電流を生成するために、電池に存在するよりも、充電器は、必ずしもより多くの電力を有していなければならないことに注意してください。 その結果、変化とバッテリーで行われる化学プロセスとして。

記事の前の段落からの例を見てみましょう。 ここで、正極は、酸素富化され、負のは、純粋なカドミウムを回収します。 まとめると、我々は、充電時にそれを言うと、電極のみの化学組成を変更する放電することができます。 これは、電解質には適用されません。 しかし、それはバッテリーの寿命に悪影響を与えるであろう、蒸発することができます。

したがって、我々は、任意のバッテリーの動作原理を調べました。 今度は、運転中に彼らのパフォーマンスを向上させることができます方法を学びましょう。

並列接続

電流値は、多数の因子に依存します。 まず第一にその下に設計、使用される材料およびその寸法を理解しています。 電極の大面積は、彼らは耐えることができ、より現在の数字です。 この原理は、電池のセルの同じタイプの並列接続に使用されます。 あなたは、負荷になり、現在の値を増やしたい場合はこれが、行われます。 しかし、必要に応じて、同時に電源やエネルギー源を調達します。

直列接続

私たちは、電池のバンクを考えると、彼らが同じハウジングに、原則として、であると言うことが必要です。 あまり緊張損失と優れたパフォーマンスを得るために使用される接続の同様のタイプ。

このデザインの使用は、自動車のバッテリーを解体することができます参照してください。鉛です。 使用のこのタイプだけでなく、車のバッテリーのデバイスでは、それはこのタイプの接続をどうするか、単純に作るための最も可能性の高い方法であるといわれています。 この場合、金属接触がないことを、あなたは確認してます、電解質を介して信頼性の高いガルバニック接続がありました。 しかし、これは、このタイプに関連して理解されるべきです。 他の例では、異なるセットのタスクは、接続を行うことになります。

電池の種類

彼らは、その目的、機会と材料の実装で異なります。 現時点では、近代的な生産は、電極の組成や使用される電解質が異なる以上の3ダースの種類の生産を習得しました。 例えば、リチウムイオン電池は、12のよく知られたモデルの家族の自慢することができます。 条件付きでは、次の種類を区別することができます。

1. 鉛。
2. リチウム。
3. ニッケルカドミウム電池。

これは、最も人気のある代表者です。 しかし、我々は、電極としての役割を果たすことができる材料のリストに慣れるために提供する機会を理解します：

• 鉄;
• 鉛;
• チタン;
• リチウム;
• カドミウム;
• コバルト;
• ニッケル;
• 亜鉛;
• バナジウム;
• 銀;
• アルミ;
• しかし、非常にまれである他の要素の数。

異なる材料を使用すると、出力特性が得られ、その結果、スコープに影響を与えます。 したがって、たとえば、リチウムイオン電池は、コンピュータやモバイル機器に使用されています。 ニッケル-カドミウムは、従来の代替品として使用されているが 電気化学セル。 理論的には、電池のすべての種類は、任意の負荷で動作させることができます。 唯一の問題は、このようなアプリケーションでどのように正当化、です。

主な特徴

我々はすでにそのような電池は、それらが作られる構造のデバイスを見てきました。 今度は、その動作に影響を与えるものに焦点を当ててみましょう。 私たちのための重要な特徴は以下のとおりです。

1. 密度は、電池の体積又は重量にエネルギー比の特徴量と呼ばれます。
2. それは最も低い電圧まで放電プロセス中に与えることができる電池値の最大容量を指します。 この図は、アンペア時またはクーロンで表されます。 また、エネルギー容量を示す場合があります。 これは、ワット時またはジュールで測定されます。 そのような容器の問題 - 最小許容電圧まで放電時に与えられるエネルギーの量を報告します。
3. 温度モードは、バッテリーの電気的特性に影響を与えます。 製造者の推奨動作範囲から深刻な偏差がある場合に、電源の故障の可能性が高いです。 寒さと熱化学反応の速度、ならびに内部圧力に影響を与えるからです。
4. これは、端末上の負荷がない場合、バッテリ後に発生する自己放電の容量損失を指します。 多くの点では、この数字はバージョンに依存し、絶縁不良ならば増加させることができます。

これらは、電池の特性であると私たちに最大の関心を提供しています。 以前に目に見えない、新しい、排他的な何かをしなければならない、と場合はもちろん、あなたはもっと何かが必要な場合があります。 しかし、これは非常に低いです。

素子電極

一例として、我々はリード板を取ります。 それらが、それらはかつてなかったです。 鉛 - カルシウム合金からなるモダンプレート。 これは、バッテリ（50％容量は18ヶ月間に失われる）、自己放電の低レベルを達成します。 また、控えめ（アンペア時あたり1グラムの）水を使用することができます。

カルシウム - どこ満たし、ハイブリッド建設することができ、離れてリードから、負に、アンチモンの正極に添加されます。 しかし、このような場合には、増加した水の消費量があります。 腐食プロセスに対する耐性を高めるために、錫や銀を追加します。

活性組成物被覆層の格子構造で作られた電極。 バッテリーの動作原理は、主にプレートのために使用されているものを材料に依存します。 私たちは学ぶことが、常にお勧めされていない彼らに焦点を当てることは容易である鉛を、考えます。

電解質

我々は、すべて同じ鉛蓄電池を考えます。 それらが配置される電解質としては、多くの場合、硫酸を動作します。 これは、電池残量に応じて変えることができる特定の密度を有します。 この場合には、原則：大きい、高いです。 時間が経つにつれて、電解液が蒸発し、電池容量が低下してしまいます。 寿命は、特定の操作（安全規制の遵守）に影響を与えます。 バッテリーの電解質は、2つのタイプがあります。

• 液体;
• 含浸された特殊な材料の形態です。

現時点では、最も一般的なタイプが最初。

操作バッテリー

充電式電池を使用して、ほぼどこでも見ることができます。 お使いの携帯電話や考えてみて コンピュータ用の無停電電源装置。 通常の懐中電灯の例（現代の設計はますます内蔵の充電式電池で製造され、ガルバニ電池のために設計されていない）として与えることができます。 そして、車？ 電池を操作することにより、回生制動「スタートを停止」、そして、彼らは上の高い要求を置くのシステム 始動電流、 深放電と耐久性。 あなたが見ることができるように、これらの電源なしで誰にも現代の生活の中で行うことは困難です。

バッテリーの構築のスキーム

私たちは、これらのデバイスの基本的な情報を検討しました。 さんも、電池回路などの概念に注目してみましょう。 確かに、彼の記事過去の枠組みの中で、唯一の通過インチ バッテリ電流方式では、歴史によると、最初のフランスの物理学者ガストン・プランテによって設立されました。 10平方メートルよりも彼の作品の面積！ 現代の電池は、実際には、単に大幅に削減され、彼のバッテリーの小さな完成コピー。 人的要素に見える唯一のケースです。 それは共通性と構造的完全性を提供します。