ציוד נייד עם הספק נמוך מתוכנן לעתים קרובות להיות מופעל על ידי תאים יבשים קטנים שאינם מיועדים להיטען מחדש. בחיי היומיום, מקורות מתח כימיים חד פעמיים כאלה נקראים סוללות. סוללות בגדלים סטנדרטיים AA ו- AAA פופולריות. אותיות אלו מציינות את הפורמט החיצוני של הסוללה. המבנה הפנימי יכול להיות שונה לחלוטין. בגורם צורה זה, מיוצרים סוגים שונים של סוללות, כולל נטענות (מצברים).
תוֹכֶן
מהי סוללה
המונח "סוללה" אינו נכון לחלוטין. סוללה היא מקור כוח המורכב מכמה אלמנטים. אז, סוללה מלאה יכולה להיקרא אלמנט 3R12 (3LR12) - "סוללה מרובעת" (336 על פי הסיווג הסובייטי) - המורכבת משלושה אלמנטים.כמו כן, הסוללה מורכבת מ-6 תאים של האלמנט 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". אבל השם "סוללה" בחיי היומיום מוחל גם על מקורות כוח כימיים חד-אלמנטיים, כולל גדלי AA ו-AAA. בטרמינולוגיה באנגלית, אלמנט בודד נקרא Cell, וסוללה של שני מקורות מתח או יותר נקראת Battery.
אלמנטים כאלה הם כלי גלילי אטומים הרמטית. הם עוברים טרנספורמציה אנרגיה כימית לחשמל. הריאגנטים (חומר מחמצן וחומר מפחית) שיוצרים את ה-EMF מונחים בכוס אבץ או פלדה. החלק התחתון של הזכוכית משמש כטרמינל שלילי. בעבר, כל המשטח החיצוני של הזכוכית ניתן מתחת לקוטב השלילי, אך נתיב זה הוביל לקצרים תכופים. בנוסף, פני השטח של הצילינדר היו חשופים לקורוזיה, מה שהוביל להפחתת חיי השירות והאחסון של האלמנט. בסוללות מודרניות מוחל ציפוי מבחוץ כדי להגן מפני קורוזיה ולשמש כבידוד מפני קצרים. אספן הזרם של הקוטב החיובי הוא מוט גרפיט, המובא החוצה.
סוגי סוללות
סוללות מסווגות לקטגוריות לפי קריטריונים שונים. העיקרי שבהם צריך להיות מוכר כהרכב הכימי - הטכנולוגיה להשגת EMF. לשימוש מעשי, ישנם עוד כמה מאפיינים שונים.
לפי הרכב כימי
הפרש הפוטנציאלים בקטבים של תאים גלווניים נוצר עקב התגובה הכימית בין חומרים בתמיסת האלקטרוליטים ונפסק כאשר המרכיבים הגיבו לחלוטין. אתה יכול להשיג את התהליכים הדרושים בדרכים שונות. על פי קריטריון זה, הסוללות מחולקות ל:
- מלח. הסוג המסורתי של סוללות, שהומצא לפני כ-100 שנה.התגובה בין אבץ למנגן דו חמצני מתרחשת בתווך אלקטרוליט - תמיסת מלח אמוניום מעובה. לצד משקל נמוך ומחיר נמוך, לאלמנטים הללו יש מספר חסרונות משמעותיים:
- קיבולת עומס קטנה;
- נטייה לפריקה עצמית במהלך האחסון;
- ביצועים גרועים בטמפרטורות נמוכות.
טכנולוגיית הייצור נחשבת למיושנת, לכן, אלמנטים כאלה בשוק של תאים גלווניים נאלצים החוצה על ידי סוגים חדשים.
- אלמנטים אלקליניים (אלקליים) נחשבים מודרניים יותר. הם מסודרים באותו אופן, אבל האלקטרוליט הוא תמיסה אלקלית (אשלגן הידרוקסיד). לסוללות אלה יש יתרונות על פני סוללות מלוחות:
- קיבולת גדולה ויכולת עומס;
- זרם פריקה עצמי נמוך קובע חיי מדף ארוכים;
- ביצועים טובים בטמפרטורות נמוכות.
אתה צריך לשלם על זה עם הרבה משקל ומחיר מוגדל.
- התאים המתקדמים ביותר כיום הם ליתיום (לא להתבלבל עם סוללות ליתיום!). בתור מגיב "פלוס", הם משתמשים לִיתִיוּם, השלילי יכול להיות שונה. נוזלים שונים משמשים גם כאלקטרוליט. טכנולוגיה זו מאפשרת לך לקבל אלמנטים בעלי היתרונות הבאים:
- משקל קל (פחות מאשר סוגים אחרים);
- חיי מדף ארוכים עקב פריקה עצמית נמוכה מאוד;
- קיבולת ויכולת עומס מוגברים.
בצד השני של הסקאלה - העלות הגבוהה.
על פי שלוש הטכנולוגיות הללו, מיוצרים אלמנטים בגדלים AA ו-AAA. ראוי לציין שני סוגי סוללות נוספים:
- כַּספִּית;
- כסף.
על פי טכנולוגיות אלו מיוצרות בעיקר סוללות מסוג דיסק.לאלמנטים כאלה יש יתרונות וחסרונות, אבל ימי סוללות הכספית ספורים - הסכמים בינלאומיים מרמזים על ירידה בהיקפי הייצור ואיסור מוחלט על ייצור בשנים הקרובות.
לפי גודל
הגודל (ליתר דיוק, נפח) של סוללה קובע באופן ייחודי את הקיבולת החשמלית שלה (בגבולות הטכנולוגיה) - ככל שניתן להציב יותר ריאגנטים בתוך הגליל, התגובה אורכת זמן רב יותר. הקיבולת של תא מלח בגודל AA תהיה גדולה מהקיבולת של תא מלח AAA. גורמי צורה אחרים של סוללות AA זמינים גם:
- A (גדול מ-AA);
- AAAA (פחות מ-AAA);
- C - אורך בינוני ועובי מוגבר;
- D - אורך ועובי מוגברים.
סוגים אלה של אלמנטים אינם כל כך פופולריים, היקפם מוגבל. שני הסוגים מיוצרים רק על ידי טכנולוגיות אלקליין ומלח.
לפי מתח מדורג
המתח הנקוב של סוללת תא בודד נקבע על פי ההרכב הכימי שלה. תאים גלווניים אלקליים בודדים עם מלח במצב סרק נותנים מתח של 1.5 וולט. ספקי כוח ליתיום זמינים הן במתח של 1.5 וולט (להתאמה לסוגים אחרים) והן עם מתח מוגבר (עד 3 וולט). אבל בגדלים הנחשבים, אתה יכול לקנות רק אלמנטים וולט אחד וחצי - כדי למנוע בלבול.
עבור סוללות חדשות, המתח תחת עומס מדורג קרוב לערך זה. ככל שהמקור הכימי נפרק יותר, כך מתח המוצא יורד תחת עומס.
ניתן לאסוף תאים לתוך סוללות. ואז מתח המוצא הופך לכפולה של המתח של אלמנט אחד. אז, הסוללה 6R61 ("Krona") מכילה 6 תאים וולט אחד וחצי.הם נותנים מתח כולל של 9 וולט. גודלו של כל תא קטן והקיבולת של סוללה כזו נמוכה.
אילו סוללות נקראות אצבע ואצבע קטנה
שני הגדלים הללו של תאים גלווניים שייכים למעמד של סוללות אצבע. מונח טכני זה שימש מאז ימי ברית המועצות כדי להתייחס לסוללות בעלות צורה דומה. ברית המועצות ייצרה תאי מלח חד-אלמנטיים "אורנוס M" (316) ו"קוואנטום" אלקליין (A316), התואמים לסוג הנוכחי של AA. היו גם אלמנטי אצבע גליליים אחרים בגדלים ובפרופורציות אחרות.
בשנות ה-90, סוחרים בשווקים טבעו את המונח "סוללות אצבע קטנה" כדי להבדיל בין תאי AAA מגורמי צורה אחרים. שם זה הפך נפוץ בחיי היומיום. אבל השימוש בו בחומרים טכניים הוא לפחות לא מקצועי.
מאפיינים טכניים עיקריים של סוללות AA ו-AAA
ההבדל העיקרי בין סוללות אצבע AA ו-AAA הוא הגודל. והוא, כאמור, קובע את היכולת.
| גודל | אורך, מ"מ | קוטר, מ"מ | קיבולת חשמלית, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| לִיתִיוּם | מלח | בְּסִיסִי | לִיתִיוּם | ||
| א.א | 50 | 14 | 1000 | 1500 | עד 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
יש לזכור כי הקיבול החשמלי תלוי בזרם הפריקה, והערך הנומינלי שלו עבור כל סוג של אלמנטים אינו עולה על כמה עשרות מיליאמפר. בזרמים מעל 100 mA, קיבולת הסוללה תהיה נמוכה בהרבה. המשמעות היא שתא של 1000 מיליאמפר/שעה, שנפרק בזרם של 10 מיליאמפר, יחזיק מעמד כ-100 שעות. אבל אם זרם הפריקה הוא 200 mA, אז המטען ימוצה הרבה לפני 5 שעות. הקיבולת תקטן מספר פעמים. כמו כן, הקיבול החשמלי של כל אלמנט יקטן עם ירידה בטמפרטורה.
בהתאם לגודל ולטכנולוגיה, לסוללות משקלים שונים, למרות שמאפיין זה מכריע לעתים רחוקות - מסת הציוד ברוב המקרים עולה משמעותית על משקלן של מספר סוללות. לעתים קרובות יותר יש צורך לדעת זאת למטרות אחסון והובלה של תאים גלווניים.
| גודל | משקל, ג | ||
|---|---|---|---|
| מלח | בְּסִיסִי | לִיתִיוּם | |
| א.א | עד 15 | עד 25 | עד 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | עד 10 |
למשקל הסוללות יש וריאציה, תלוי לא רק בטכנולוגיית הייצור, אלא גם בשיטת הייצור של הזכוכית. זה יכול להיות מתכת עם ציפוי פלסטיק או פולימר לחלוטין. עם שלושה מרכיבי כוח, אתה יכול לזכות במקרה הטוב ב-30 גרם של משקל. לא סביר שזה יכול להפוך לקריטריון קובע בעת הבחירה.
חיי המדף נקבעים על ידי זרם הפריקה העצמית וקיבולת התא. פריקה עצמית תלויה בטכנולוגיה, קיבולת תלויה בגורם הצורה. אבל בפועל, המאפיין השני תורם פחות לדליפת טעינה במהלך האחסון. כך לפחות מבטיחים היצרנים, המצביעים על אותן תקופות בערך במחסנים עבור אלמנטים AA ו-AAA. הטמפרטורה משפיעה גם על חיי המדף - עם העלייה שלה, חיי המדף פוחתים.
| גודל | חיי מדף, שנים | ||
|---|---|---|---|
| מלח | בְּסִיסִי | לִיתִיוּם | |
| AA, AAA | עד 3 | עד 5 | 12-15 |
ליסודות מלח יש בעיה נוספת. סוללות באיכות נמוכה עלולות לדלוף אלקטרוליט. לכן, חיי המדף בפועל במקרה זה יהיו קצרים עוד יותר.
ניתן להפעיל ספקי כוח בתנאים שונים, כולל טמפרטורה. וההתאמה של תאים גלווניים תהיה שונה - גם בהתאם לטכנולוגיית הייצור. הוזכר שסוללות מלח לא עובדות טוב בטמפרטורות מתחת לאפס.לליתיום, למרות כל היתרונות שלו, יש גבול עליון של +55 מעלות צלזיוס (הגבול התחתון הוא עד מינוס 40 (בדרך כלל עד מינוס 20), תלוי ביצרן). לאלקליות יש טווח רחב - ממינוס 30 עד +60 מעלות צלזיוס והן המגוונות ביותר בהקשר זה.
לסיכום, יש לציין שמשפחות AA ו- AAA כוללות למעשה מספר רב של וריאציות של תאים גלווניים. ניתן לבחור סוללה למגוון רחב של תנאי הפעלה ולמגוון רחב של עלויות.
מאמרים דומים:
