Знакомство с электрической батареей
- Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
- Опубликовано 01.03.2016 05:01
- Автор: Abramova Olesya
Природа предлагает различные способы получения энергии. Большинство из них предполагают такие процессы как сгорание, механическое движение или фотоэффект, как в солнечном элементе. В электрической батарее энергия генерируется благодаря окислительно-восстановительной реакции между двумя материалами с различным показателем сродства электронов. Если поместить такие материалы в электролит, например, раствор кислоты, то между ними возникнет разница потенциалов, и при замыкании такой цепи поток электронов породит электрический ток. В 1800 году изобретатель Алессандро Вольта обнаружил, что чем сильнее отличается показатель сродства электронов используемых материалов, то тем больше будет напряжение между ними.
| Standard Range AGM | Deep Cycle Range AGM | Gellyte Range GEL |
 |
 |
 |
| 10 - 12 лет / 600 циклов | 10 - 12 лет / 700 циклов | 10 - 12 лет / 750 циклов |
| универсальная серия AGM | для глубоких разрядов AGM | универсальная серия GEL |
Как одну из наиболее упрощенных демонстраций принципа работы электрической батареи можно использовать лимон. Если вставить в него оцинкованный гвоздь и медную монету, то между ними возникнет напряжение, хотя такая батарейка и не будет слишком мощной. Данная конструкция с лимоном скорее является демонстрационной и с ее помощью невозможно обеспечить достаточное электропитание. Энергия здесь исходит не от самого лимона, а вследствие химического изменения растворенного в кислотосодержащем соке цинка. Рисунок 1 иллюстрирует “лимонную” батарею.
Рисунок 1: Электрическая батарея из лимона, часто демонстрируемая в образовательных целях. Оцинкованный гвоздь и медная монета выступают в роли электродов. Лимонный сок действует как электролит.
-
Электродный потенциал цинка = -0.76
-
Электродный потенциал меди = 0.34
-
Выдаваемое напряжение = 1.10 В
Для катода выбираются материалы с наибольшим отрицательным значением электродного потенциала, соответственно, для анода важно положительное значение этого параметра. Разница в значениях электродного потенциала и обеспечивает наличие напряжения на клеммах. Для создания перезаряжаемой электрической батареи химические процессы в ней должны быть обратимыми. Также важно то, что реакции между компонентами батареи не должны потреблять активные химические вещества, и это заметно ограничивает выбор материалов для электродов.
Умножив напряжение на силу тока получим электрическую мощность. Мощность измеряется в ваттах в честь изобретателя парового двигателя Джеймса Уатта. Продолжительность времени, в течение которого батарея может генерировать электроэнергию, выражается в ватт-часах (Вт*ч).
| Marin GEL Range | Deep Cycle GEL Range | Solar GEL Range |
 |
 |
 |
| 10 - 12 лет / 800 циклов | 10 - 12 лет / 800 циклов | 10 - 12 лет / 800 циклов |
| для электромоторов лодок и катеров | для глубоких циклических разрядов | для солнечных электростанций |
Все источники питания имеют ограничения и подключаемая к ним нагрузка должна быть соответствующей, дабы не возникло перегрузки. Можно провести аналогию с велосипедистом, который выбирает самую подходящую передачу для сообщения энергии велосипеду. На ровной дороге повышенная передача обеспечивает быстрое движение с умеренной работой педалями. Это можно сравнить с высоким напряжением. Подъем в гору на той же повышенной передаче увеличит крутящий момент, а в нашей аналогии это соответствует увеличению силы тока и падению напряжения. Усилие, затрачиваемое на работу с педалями, относится к мощности (Вт), а количество выносливости до полного истощения коррелирует с показателем энергии в Вт*ч.
Рисунок 2: Аналогия с велосипедистом
Энергия представляет собой отношение мощности и времени, измеряется в ватт-часах; а мощность – это показатель энергии в любой момент времени, измеряется в ваттах.
Емкость батарей рассчитывается в ампер-часах (А*ч). Исходя из физического смысла, 1 ампер-час - это электрический заряд, который проходит через поперечное сечение проводника в течение одного часа при наличии в нем тока силой в 1 ампер. Как и жидкость в емкости, энергия может расходоваться медленно, и ее хватает на длительный период, а может и быстро, если к батарее подключена мощная нагрузка. Количество жидкости в емкости аналогично количеству энергии в батарее; соответственно, и скорость расходования жидкости аналогична скорости потребления энергии.
Физическая размерность батареи указывается по объему в литрах (л) или по весу в килограммах (кг). Добавление размерности позволяет оперировать такими параметрами батарей как удельная энергоемкость в Вт/кг, плотность энергии в Вт/л и удельная мощность в Вт*ч/кг. Большинство батарей классифицируют как раз по удельной мощности, указывая сколько энергии может быть сгенерировано на килограмм веса. (Смотрите также: Характеристики электрической батареи и их предназначение)
Электрические батареи могут быть индивидуально спроектированными для конкретного использования, а могут быть способными решать широкий круг задач. Для аккумуляторов потребительской электроники важны малый размер, высокая удельная энергоемкость и низкая стоимость, в то время как промышленные образцы заточены под показатели надежной работы и долгий срок эксплуатации. И конечно же безопасность является первостепенной для всех сфер применения.
Тяговые аккумуляторы Trojan (USA)
| Flooded 6V | Flooded 8V | Flooded 12V |
 |
 |
 |
| 10 - 12 лет / 600 циклов | 10 - 12 лет / 600 циклов | 10 - 12 лет / 600 циклов |
| для тяжелых условий работы с электромотрами в составе лодок, погрузчиков, подъемников, поломоечных машин и т.д. | ||
