Galvanik hujayralar batareyasi. Galvanik hujayralar

Galvanik hujayra elektr tokining kimyoviy manbai bo'lib, unda to'g'ridan-to'g'ri konversiya sodir bo'ladi kimyoviy energiya elektrga. Shuning uchun u. Tashqi ko'rinish Eng keng tarqalgan batareyalar 1-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 1. Barmoq tipidagi galvanik elementlarning ko'rinishi

Tuz (quruq), ishqoriy va litiy hujayralari mavjud. Galvanik hujayralar ko'pincha batareyalar deb ataladi, ammo bu nom noto'g'ri, chunki ... Batareya bir nechta bir xil qurilmalarning ulanishidir. Misol uchun, uchta galvanik hujayrani ketma-ket ulash keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan 4,5 voltli batareyani ishlab chiqaradi.

Galvanik elementning ishlash printsipi ikkita metallning elektrolitlar orqali o'zaro ta'siriga asoslangan bo'lib, yopiq zanjirda elektr tokining paydo bo'lishiga olib keladi. Voltaj ishlatiladigan metallarga bog'liq. Ushbu kimyoviy oqim manbalarining ba'zilari 1-jadvalda keltirilgan.

Joriy manbalar turi	katod	Elektrolit	Anod	Kuchlanishi, IN
Marganets-sink	MnO2	KOH	Zn	1,56
Marganets-qalay	MnO2	KOH	Sn	1,65
Marganets-magniy	MnO2	MgBr 2	Mg	2,00
Qo'rg'oshin - sink	PbO2	H2SO4	Zn	2,55
Qo'rg'oshin-kadmiy	PbO2	H2SO4	CD	2,42
Qo'rg'oshin-xlor	PbO2	HClO4	Pb	1,92
Simob-sink	HgO	KOH	Zn	1,36
Simob-kadmiy	HgO2	KOH	CD	1,92
Simob-qalay oksidi	HgO2	KOH	Sn	1,30
Xrom-sink	K2Cr2O7	H2SO4	Zn	1,8-1,9

Savdoga qo'yilgan asosiy mahsulotlar marganets-sink elementlari bo'lib, ular tuz elementlari deb ataladi. Batareya ishlab chiqaruvchilari odatda kimyoviy tarkibini ko'rsatmaydi. Bu faqat qurilmalarda ishlatilishi mumkin bo'lgan eng arzon galvanik hujayralardir kam iste'mol soatlar, elektron termometrlar yoki masofadan boshqarish pultlari kabi masofaviy boshqarish. 2-rasmda tuz batareyasining tashqi ko'rinishi va ichki tuzilishi ko'rsatilgan.

Shakl 2. "Quruq" galvanik elementning ko'rinishi va tuzilishi

Alkalin marganets batareyalari bir xil darajada keng tarqalgan batareyadir. Sotuvda ular nomini rus tiliga tarjima qilishdan bezovta qilmasdan, gidroksidi deb ataladi. Ichki tashkilot ishqoriy galvanik element 2-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 3. Ishqoriy voltaik elementning ichki qismlari va tuzilishi

Bular kimyoviy manbalar hozirgi bor kattaroq quvvat(2...3 A/s) va ular uzoq vaqt davomida yuqori oqimni ta'minlashi mumkin, chunki ... sink shisha shaklida emas, balki elektrolitlar bilan aloqa qilish maydoni kattaroq bo'lgan kukun shaklida qo'llaniladi. Elektrolit sifatida kaliy gidroksid ishlatiladi. Aynan shu turdagi galvanik hujayralar uzoq vaqt davomida sezilarli oqim (1 A gacha) etkazib berish qobiliyati tufayli bugungi kunda eng keng tarqalgan.

Galvanik hujayralarning yana bir keng tarqalgan turi lityum batareyalardir. Ishqoriy metalldan foydalanish tufayli ular yuqori potentsial farqga ega. Lityum xujayralarning kuchlanishi 3 V. Biroq, bozorda 1,5 V ham mavjud lityum batareyalar. Ushbu batareyalar og'irlik birligi uchun eng yuqori quvvatga va uzoq umrga ega. Asosan soatlarni quvvatlantirish uchun ishlatiladi anakartlar kompyuterlar va fotografiya uskunalari. Kamchilik sifatida biz nomlashimiz mumkin yuqori narx. Lityum batareyalarning ko'rinishi 4-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 4. Lityum batareyalarning ko'rinishi

Shuni ta'kidlash kerakki, deyarli barcha galvanik hujayralarni zaryadlash mumkin tarmoq manbalari oziqlanish. Istisno - bu lityum batareyalar, ularni qayta zaryad qilmoqchi bo'lsangiz portlashi mumkin.

Foydalanish uchun turli qurilmalar batareyalar standartlashtirildi. Galvanik hujayrali korpuslarning eng keng tarqalgan turlari 2-jadvalda keltirilgan.

Hozirgi vaqtda batareyalarni radioelektron qurilmalarning korpusiga o'rnatish uchun tayyor batareya bo'linmalari mavjud. Ulardan foydalanish ishning rivojlanishini sezilarli darajada soddalashtirishi mumkin radioelektron qurilma va uni ishlab chiqarish tannarxini pasaytiradi. Ulardan ba'zilarining ko'rinishi 5-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 5. Galvanik batareyalarni mahkamlash uchun bo'linmalarning ko'rinishi

Batareya xaridorlarini tashvishga soladigan birinchi savol - ularning ishlash muddati. Bu galvanik hujayrani ishlab chiqarish texnologiyasiga bog'liq. Chiqish kuchlanishining batareya ishlab chiqarish texnologiyasiga odatiy bog'liqligi grafigi 5-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 6. 1 A deşarj oqimida ishlab chiqarish texnologiyasiga qarab batareyaning ishlash vaqtining grafigi

http://www.batteryshowdown.com/ veb-saytida o'tkazilgan turli kompaniyalarning akkumulyatorlari sinovlari natijalari 7-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 7. 1 A deşarj oqimida turli kompaniyalarning akkumulyatorlarining ish vaqti jadvali

Va nihoyat, keling, qaysi turdagi batareyalardan foydalanish mantiqiy ekanligi haqida xulosa chiqaramiz, chunki batareyalarni sotib olayotganda biz har doim minimal xarajat bilan maksimal foydali effekt olishga harakat qilamiz.

1. Batareyalarni kiosklarda yoki bozorda xarid qilmaslik kerak. Odatda ular u erda juda uzoq vaqt yotadi va shuning uchun o'z-o'zidan zaryadsizlanishi tufayli deyarli o'z imkoniyatlarini yo'qotadi. Bu hatto uskuna uchun xavfli bo'lishi mumkin, chunki... Arzon galvanik hujayralarni (batareyalar) ishlatganda, ulardan elektrolitlar oqishi mumkin. Bu uskunaning ishdan chiqishiga olib keladi! Tovar aylanmasi yaxshi bo'lgan do'konlarda xarid qilish yaxshiroqdir.
2. Ishqoriy (ishqoriy) batareyalar chiroqlar, pleerlar yoki kameralar kabi juda yuqori oqim iste'mol qiladigan qurilmalarda ishlatilishi kerak. Kam quvvatli qurilmalarda ularning ishlash muddati tuz batareyalaridan farq qilmaydi.
3. Tuz ("oddiy", uglerod-sink galvanik xujayralari) soatlar, IR masofadan boshqarish pultlari va bir yil yoki undan ko'proq batareyalar to'plamida ishlashga mo'ljallangan boshqa qurilmalarda mukammal ishlaydi. Biroq, ular sovuqda ishlay olmaydi.
4. Bugungi kunda eng tejamkor batareyalar AA batareyalaridir. Bir xil quvvatga ega bo'lgan kichik (AAA) va katta (R20) ham qimmatroq. Zamonaviy R20 batareyalarining quvvati deyarli bir xil AA batareyalari AA, va bu uch baravar kattaroqdir!
5. Mashhur brendlarga e'tibor bermang. Duracell va Energizer galvanik xujayralari boshqa kompaniyalarning akkumulyatorlariga qaraganda bir yarim-ikki baravar qimmat turadi va shu bilan birga ishlaydi.

Galvanik elementlar. Galvanik hujayralar asosiy kimyoviy oqim manbalari (CHS) bo'lib, ulardan foydalanadi qaytarilmas jarayonlar kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirish. Ular kichik o'lchamli va ko'chma radio uskunalari uchun doimiy quvvat manbalari sifatida keng qo'llaniladi.

Parallel ulanishda elementlar, batareya quvvati unga kiritilgan elementlarning quvvatlari yig'indisiga teng va ketma-ket ulanish bilan- unga kiritilgan elementning eng kichik sig'imi.

Imkoniyat elementi a - zaryadsizlanish vaqtida element tomonidan chiqarilgan va amper-soatlarda aniqlangan elektr miqdori.

Marganets-rux elementlari va simob-sink elementlari keng qo'llaniladi.

Batareyalar. Batareyalar, galvanik xujayralar kabi, kimyoviy energiyani to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirish uchun qurilmalardir. Galvanik hujayralardan farqli o'laroq, batareyalar samaradorlik asosida o'z ish faoliyatini tiklashga qodir elektr energiyasi qabul qiluvchilarni elektr energiyasining tashqi manbasidan zaryad qilish orqali. Shuning uchun batareya elektr energiyasini ma'lum vaqt davomida to'plashi va saqlashi mumkin bo'lgan qayta ishlatiladigan qurilma. Bu ikkilamchi kimyoviy oqim manbai. Unda tashqi manbadan zaryad olayotganda kimyoviy energiya zahirasi hosil bo'ladi. Batareyani zaryad qilishda uning tarkibiga kiradigan materiallar bir-biri bilan kimyoviy reaksiyaga kirishib, elektr energiyasini chiqaradigan holatga aylanadi. Shunday qilib, batareyalar zaryadlanganda elektr energiyasini to'playdi va zaryadsizlanganda uni iste'mol qiladi.

Batareyalar quyidagi asosiy parametrlar bilan tavsiflanadi.

Batareyaning EMF E, bu plitalarning faol massasining tarkibiga, elektrolitning harorati va kontsentratsiyasiga (zichligiga) bog'liq. Batareya EMF yuqori kirish qarshiligi (1000 Ohm / V dan ortiq) bo'lgan voltmetr bilan o'lchanadi. Zaryadlangan va qisman zaryadsizlangan batareyaning EMF bir xil bo'lishi mumkinligi sababli, batareyaning zaryadsizlanish darajasini EMF qiymatiga qarab baholash mumkin emas.

Batareya kuchlanishi– yuk yoqilganda musbat va manfiy plitalar orasidagi potentsial farq. Zaryad olayotganda kuchlanish U Z = E + I Z r 0 va zaryadsizlantirishda U P = E - I P r 0,

bu yerda I Z, I R – A da zaryadlash va tushirish oqimlari; r 0 - batareyaning ichki qarshiligi, Ohm (u elektrodlarning dizayni, elektrolitlar zichligi, batareyaning zaryadsizlanish darajasi va atrof-muhit harorati bilan belgilanadi).

Batareyaning nominal quvvati - o'n soatlik tushirish rejimida, doimiy oqim va +25 o C elektrolitlar haroratida etkazib beradigan Ah dagi elektr miqdori. 10 soatlik tushirish rejimining joriy qiymati nominal sig'imning koeffitsienti (C 10) 10 ga bo'linadi.

Batareyalar qobiliyatga ega o'z-o'zidan tushirish, ya'ni. yuk davri ochiq bo'lsa, uning imkoniyatlarini kamaytirish. O'z-o'zidan tushirishning intensivligi atrof-muhit haroratiga, elektrolitlar tarkibiga va elektrod materialiga bog'liq.

Elektrolitlar tarkibiga qarab, batareyalar kislotali yoki ishqoriydir.

Kislota akkumulyatorlari. Korpus (qattiq kauchuk yoki plastmassadan tayyorlangan) bloklarga o'rnatilgan ijobiy va salbiy elektrodlarni o'z ichiga oladi. Ijobiy plastinkaning faol massasi qo'rg'oshin dioksidi (PbO 2), salbiy esa qo'rg'oshin (Pb). Elektrolit sulfat kislotaning suvli eritmasi. Kislota akkumulyatorining nominal kuchlanishi 2,0 V. Zaryad olayotganda kuchlanish 2,6 - 2,8 V ga oshiriladi. Zaryadlashning boshida kuchlanish tezda 2,2 V ga kamayadi. Zaryadlash esda tutilishi kerak. kislotali batareya 1,8 V dan past bo'lishi mumkin emas, chunki bu holda salbiy plitalarda qiyin eriydigan modda hosil bo'ladi. oq qoplama(batareyaning sulfatlanishi sodir bo'ladi). Batareyani sulfatlanishdan himoya qilish uchun, qolgan quvvatidan qat'i nazar, uni har 30 kunda zaryad qilish tavsiya etiladi.

Kislota akkumulyatorlarining kamchiliklari: ularni saqlash qiyin va past kuchga ega, qisqa tutashuvlarga va ortiqcha yuklarga sezgirligi yuqori, ularni elektron boshqaruv blokiga joylashtirish mumkin emas (bug'lanish qismlarni buzadi).

Sanoat nominal quvvati 36 dan 5328 Ah gacha bo'lgan SK tipidagi kislotali akkumulyatorlarni ishlab chiqaradi, masalan, SK-148 (agar bu raqam 148 36 ga ko'paytirilsa, siz 5328 Ah nominal quvvatga ega bo'lasiz).

Ishqoriy batareyalar. Ularni saqlash oson, tezroq zaryadlash mumkin (kislota uchun 10-12 soat o'rniga 4-7 soat) va ularga zarar bermasdan REU ichiga joylashtirilishi mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan gidroksidi batareyalar nikel-kadmiy (NC), nikel-temir (NI) va kumush-sink (SC). Elektrolit sifatida gidroksidi kaliyning suvli eritmasi ishlatiladi.

Ishqoriy batareyalar uchun emf 1,5 V (bo'shatilgan batareyada E = 1,3 V). Ishqoriy batareyalardagi elektrolitlarning o'rtacha zichligi zaryadlash va tushirish vaqtida taxminan o'zgarmasdir. Shuning uchun ularning holati asosan EMF qiymati bilan tavsiflanadi.

Ishqoriy batareyalar elektrolitlarsiz zavod tomonidan ishlab chiqariladi. Elektrolitni tayyorlashda alohida e'tibor berish kerak, chunki kaliy gidroksidni suv bilan aralashtirish katta miqdordagi issiqlikni chiqaradi. Qattiq gidroksidi mayda bo'laklarga bo'linadi, shu bilan birga parchalar ko'z va teriga tushmasligi uchun uni material bilan qoplaydi. Ishqor suvga bo'laklarga botiriladi, eritma shisha yoki po'lat tayoq bilan doimiy ravishda aralashtiriladi.

GALVANIK BATARYALAR - kimyoviy moddalar ta'sirida elektr energiyasi ishlab chiqaradigan bir-biriga elektr bog'langan galvanik elementlar guruhlari. elektrodlarning faol moddalari o'rtasida sodir bo'ladigan reaktsiyalar. Galvanik batareyalar ko'pincha galvanik elementlardan foydalanadi, ularda musbat elektrod marganets dioksidi va grafit aralashmasidan, manfiy elektrod esa sinkdan iborat. Odatda elektrolit sifatida ammoniy xlorid (ammiak) va boshqa xlorid tuzlari eritmasi ishlatiladi. Bunday elementlar marganets-sink deb ataladi.

Guruch. 1. Kubok tipidagi quruq hujayra: 1 - manfiy elektrod (rux), 2 - karton quti, 3 - oqim o'tkazgichlari, 4 - qopqoq, 5 - musbat elektrod, 6 - elektrolit qatlami (pasta), 7 - qatron, 8 - karton yuvish mashinasi, 9 - izolyatsion qistirma, 10 - shisha quvur(gaz chiqishi)

Ba'zan, marganets dioksidi va grafitdan tashqari, musbat elektrod o'z ichiga oladi Faollashtirilgan uglerod, u atrofdagi atmosferadan kislorodni yutadi, bu esa uni kimyoviy moddalarda qo'llash imkonini beradi. reaktsiyalar. Bunday elementlar marganets-havo-sink deb ataladi. Ular yuqori quvvatga va past narxga ega. Maxsus maqsadlar uchun ko'mir-sink va temir-uglerodli quyma elementlar ishlatiladi, ular yuqori kuchlanish doimiysiga ega. Suyuq elektrolitli quyma hujayralardan foydalanish noqulayligi sababli, un, kraxmal, karton yoki boshqa plomba moddalari yordamida yopishqoq holatga aylanadi, buning natijasida u o'zining suyuqligini yo'qotadi va hech qanday holatda hujayradan tashqariga chiqmaydi. pozitsiya. Bunday elementlar quruq deb ataladi.

Quruq elementlarning ikkita asosiy turi mavjud: chashka va pechene. Kubok elementi (1-rasm) silindrsimon, choksiz yoki bo'ylama tikuvga ega (lehimli, payvandlangan, o'ralgan) to'rtburchaklar chashka shaklida salbiy elektrodga (rux qutbi) ega. Ijobiy elektrod - bu oqim o'tkazgich sifatida xizmat qiladigan uglerod tayog'iga bosilgan silindr yoki prizma. Ijobiy elektrod manfiyning ichiga joylashtiriladi va ular orasidagi bo'shliq kondensatsiyalangan elektrolit bilan to'ldiriladi. Pechene elementi (2-rasm) elektrolitlar bilan singdirilgan karton diafragma bilan ajratilgan plitalar shaklida elektrodlarga ega. Barcha qismlar elastik vinilxlorid jant (halqa) bilan mahkamlanadi. Oqim o'tkazgich - elektrolitlar o'tkazmaydigan, elektr o'tkazuvchan massa qatlami. tashqarida sink elektrod. Marganets-havo-sink elementlari faqat chashka turida ishlab chiqariladi.

Guruch. 2. Pechene tipidagi quruq hujayra: 1 - elektr o'tkazuvchan qatlamli manfiy elektrod (rux), 2 - musbat elektrod, 3 - elektrolit bilan singdirilgan karton diafragmalar, 4 - musbat elektrod o'rash qog'ozi, 5 - vinilxlorid halqasi

Elementning asosiy ko'rsatkichlari uning elektromotor kuchi (emf) va kuchlanishdir, uning qiymati voltmetr bilan o'lchanadi (qarang), birinchi holda - yuk qarshiligi bo'lmasa, ikkinchisida - yuk qarshiligini ulashda standart bilan belgilanadi. E.m.f. marganets - sink elementlari 1,5 dan 1,8 V gacha, e. d.s. marganets-havo-sink elementlari 1,4 V. Elementning kuchlanish qiymati har doim e dan kam. d.s., ular orasidagi farq yuk qarshiligining pasayishi bilan ortadi. Eng muhim parametrlar Galvanik batareyalar, shuningdek, ular etkazib beradigan elektr energiyasining miqdori va uni uzoq vaqt davomida saqlash qobiliyati (xavfsizlik). Chiqarilgan energiya miqdori elementning soatlarda ishlash muddati yoki bir soat ichida uning elektr quvvati bilan o'lchanadi. Bo'shatish paytida elementning kuchlanishi pasayganligi sababli, texnologiyada. hujjatlar har doim ko'rsatilgan pastki chegara kuchlanish (oxirgi kuchlanish), bu uning ishlashining pastki chegarasini belgilaydi. Berilgan yakuniy kuchlanishda elementning elektr sig'imi va shuning uchun uning ishlash muddati ham yuk qarshiligining harorati va qiymatiga (1-jadvalga qarang), shuningdek, tushirish chastotasiga bog'liq.

Galvanik batareyalarning quvvati yuk qarshiligining oshishi va harorat oshishi bilan ortadi. Elementlar ishlashi mumkin bo'lgan eng past harorat: marganets-sink uchun -20 °, marganets-havo-sink uchun -5 °. Chiqarish chastotasi elementning zaryadsizlanish va dam olish davrlarining almashinishi va davomiyligi bilan tavsiflanadi. Qoidaga ko'ra, marganets - sink hujayralari uzluksiz oqimga qaraganda ko'proq quvvat beradi va marganets - havo - sink hujayralari, aksincha, kamroq beradi.

Galvanik akkumulyatorlarning (hujayralar) xavfsizligi ishlab chiqarilgan paytdan to ishlay boshlagunga qadar bo'lgan davr bo'lib, bu davrda mahsulot o'z funksionalligini saqlab qoladi. Qolgan quvvat miqdori (yoki ish vaqti) standart tomonidan belgilanadi va odatda asl nusxaning 60-75% ni tashkil qiladi.

Yorliqda ko'rsatilgan saqlash muddati minimal va deyarli har doim batareyalar galvanik bo'lib, hujayralar bir muncha vaqt ishlatilishi mumkin. Bu holda ularning yaroqliligi kuchlanish bilan belgilanadi.

Galvanik batareyalardagi elementlarning ulanishi ketma-ket, parallel va aralash bo'lishi mumkin. Ketma-ket ulanishda bir elementning musbat qutbi keyingi elementning manfiy qutbiga ulanadi va hokazo (3-rasm).

Guruch. 3. Elementlarni ketma-ket ulash sxemasi

Guruch. 4. Batareya elementlarini parallel ulash sxemasi

Guruch. 5. Batareya hujayralarining aralash ulanishi

Elementlarning bu birikmasi ko'proq yaratish uchun ishlatiladi yuqori kuchlanish galvanik batareya, bu holda ketma-ket ulangan elementlarning soniga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Galvanik batareyaning quvvati o'zgarmaydi va sig'imga teng individual element. Parallel ulanish, bir tomondan, elementlarning barcha musbat qutblarini, ikkinchi tomondan, salbiy tomonlarini bir-biriga ulash orqali amalga oshiriladi (4-rasm). Shu bilan birga, galvanik batareyaning quvvati oshadi va uning kuchlanishi alohida elementning kuchlanishiga teng bo'lib qoladi. Aralash ulanish uchun yuqoridagi usullarning ikkalasi ham qo'llaniladi: bir-biriga parallel ravishda bog'langan elementlarning ketma-ket ulanishi bilan bir nechta bir xil guruhlar yig'iladi (5-rasm). Shu bilan birga, kuchlanish ham, sig'im ham mos ravishda ortadi.

Maqsadiga ko'ra, galvanik batareyalar anodli, panjarali, akkor va fonarga bo'linadi.

Galvanik anodli batareyalar (6-rasm) radio qabul qiluvchilarning anod zanjirlarini quvvatlantirish uchun mo'ljallangan.

Guruch. 6. BS-G-70 batareyasi

Ularning kuchlanishi nisbatan yuqori - 60 dan 120 V gacha. Ular past oqim uchun ishlatiladi - 3 dan 12 mA gacha. Odatda, bu galvanik batareyalarda paneldagi rozetka yoki yumshoq simlar ko'rinishidagi qo'shimcha oqim simlari mavjud bo'lib, ular birinchi navbatda galvanik batareyaning bir qismini ishlatishga imkon beradi va kuchlanish pasayganda qolgan qismini ulash imkonini beradi. Ushbu rejim qismli tushirish deb ataladi va ma'lum chegaralarda galvanik batareyaning ishlash muddatini oshirishga imkon beradi.

Tarmoqli batareyalar galvaniklar radio trubkalarining tarmoqlarida egilish kuchlanishini yaratish uchun mo'ljallangan.

Guruch. 7. BSG-60-S-8 batareyasi

Ular ketma-ket ulanishdan foydalanadilar. 4,5 dan 12,0 V gacha kuchlanish. Oqim iste'moli 3 mA dan oshmaydi. Ular galvanik anodli batareyalar bilan bir xil holatda o'rnatiladi (7-rasm) va ular bilan bir xil elementlardan iborat.

Galvanik filamentli batareyalar (8-rasm) radionaylarning filamentlarini quvvatlantirish uchun mo'ljallangan.

Guruch. 8. Batareya BNS-MVD-500

Statsionar batareyali radiostantsiyalar uchun (Rodina, Iskra va boshqalar) galvanik filamentli akkumulyatorlar katta quvvatni yaratish uchun to'rtta parallel ulangan marganets-sink-havo elementidan iborat. katta o'lcham. Ularning kuchlanishi bitta elementning kuchlanishiga teng, oqim iste'moli esa 0,3 dan 0,5 A gacha. Galvanik portativ batareyali radiostantsiyalarning filamentli batareyalarida kichik elementlarning parallel va aralash ulanishlari qo'llaniladi. Tula batareyasi radiosi uchun sanoat anod va akkor galvanik batareyadan iborat bo'lgan maxsus holatda quvvat manbai to'plamini ishlab chiqaradi (9-rasm).

Guruch. 9. Kit - "Tula" radiosi uchun quvvat manbai

Galvanik chiroqli batareyalar Chiroq lampalarini quvvatlantirish uchun mo'ljallangan. Ular past kuchlanishda (3,0-4,5 V) va kichik o'lchamlarda yuqori oqim iste'moli (150 dan 280 A gacha) bilan tavsiflanadi. Eng keng tarqalgan uchta ketma-ket ulangan elementlardan tashkil topgan KBS-L-0,50 tipidagi galvanik batareyalarni oldi (10-rasm). Chiroqlar uchun dumaloq qism Va o'lchash asboblari(ohmmetrlar, avometrlar va boshqalar) sanoat elementlarni ishlab chiqaradi silindrsimon FBS turi, ular orasidagi ketma-ket ulanish, agar kerak bo'lsa, ular chiroq (qurilma) tanasiga kiritilganda to'g'ridan-to'g'ri amalga oshiriladi.

Guruch. 10. Chiroq KBS-L-0,50 uchun batareya

Element afsonalari odatda to'rt qismdan iborat. Dastlabki raqam o'lchamlarni (mm da) ko'rsatadi: No 2 - 40x40x100, No 3-55x55x130, No 6 - 80x80x175; harflar - C - quruq, L - yoz, X - sovuqqa chidamli; quyidagi raqamlar elementning sig'imini bildiradi. Shunday qilib, 3S-L-30 degan ma'noni anglatadi: element No3, quruq, yoz, 30 soat quvvatga ega. Galvanik batareyalarning nomi bilan boshlanadi harf belgilari, 4-5 qismdan iborat boʻlib, quyidagi maʼnolarni bildiradi: B — akkumulyator, A — anod, N — choʻgʻlanma, C — quruq, G — pechene, F — fonar, K — choʻntak. Galvanik anodli batareyalar uchun harflardan keyingi raqam kuchlanishni, akkor batareyalar uchun - quvvatni ko'rsatadi. Biroq, ba'zida galvanik anodli batareyalarni belgilashda A harfi o'tkazib yuboriladi va belgilash oxirida ikkinchi raqamli ko'rsatkich qo'shiladi - galvanik batareyaning quvvati. Raqamlar bilan boshlanadigan galvanik batareyalarning nomlari quyidagi ma'nolarga ega: dastlabki raqam kuchlanishni, oxirgi raqam quvvatni, harflarni bildiradi: MC - rux-marganets tizimi, B - atmosfera kislorodidan foydalanishni bildiradi, H - akkor, A - anod, T - telefon, C - eshitish asboblari uchun, P - panel. Radiolarni quvvatlantirish uchun mo'ljallangan galvanik batareyalarga ham savdo nomlari berilgan. Galvanik batareyalar quyidagi yorliqni yopishtirish orqali belgilanadi: ishlab chiqaruvchining nomi yoki savdo belgisi, ramzi galvanik batareyalar, nominal kuchlanish, dastlabki quvvat, saqlashning kafolat muddati va saqlash muddati oxirida quvvat.

Galvanik batareyalar va hujayralarning yaroqliligi aniqlanadi tashqi tekshiruv va pastga o'tkazgichlarda kuchlanishni o'lchash. Tekshiruv paytida siz pastga o'tkazgichlarning buzilmaganligiga va tashqi nuqsonlar yo'qligiga ishonch hosil qilishingiz kerak: sinishlar, quyma qatronlar (mastikalar) vayron bo'lishi, korpusning shikastlanishi va namligi. Voltmetr bilan kuchlanish tekshiriladi; jadvalda ko'rsatilgan qiymatlardan past bo'lmasligi kerak. 2. Galvanik batareyalar qadoqlangan yog'och qutilar yalpi og'irligi 65-80 kg bo'lgan, ichida namlik o'tkazmaydigan qog'oz bilan qoplangan va ularning devorlaridan quruq talaş yoki boshqa o'rash materiallari qatlami bilan ajratilgan. Galvanik batareyalar quruq va salqin joyda saqlanishi kerak. Yuqori namlik saqlash xonasida, shuningdek, haroratning oshishi, ularning raf umrini keskin qisqartiradi. Galvanik batareyalar uchun past haroratlar xavfli emas: isinishdan keyin ular o'z xususiyatlarini to'liq tiklaydi. Galvanik batareyalar SSSR elektrotexnika vazirligining Glavakkumulyatorproma korxonalari tomonidan ishlab chiqariladi.

Lit.: Sochevanov V.G., Galvanik elementlar, M., 1951; Morozov GG. va Gantmav S.A., Aloqa uskunalarini quvvatlantirish uchun kimyoviy oqim manbalari, M., 1949; Kimyoviy oqim manbalarining birlashtirilgan katalogi, M., 1950 yil.

Kam quvvatli elektr energiyasi manbalari

Galvanik elementlar va batareyalar portativ elektr va radio jihozlarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi.

Galvanik hujayralar- bu yagona harakat manbalari, batareyalar- qayta ishlatiladigan manbalar.

Eng oddiy galvanik element

Eng oddiy element ikkita chiziqdan tayyorlanishi mumkin: mis va sink, sulfat kislota bilan ozgina kislotalangan suvga botiriladi. Agar rux mahalliy reaksiyalardan xoli bo'ladigan darajada toza bo'lsa, mis va rux sim orqali ulanmaguncha sezilarli o'zgarishlar bo'lmaydi.

Biroq, chiziqlar bir-biriga nisbatan turli xil potentsiallarga ega va ular sim bilan ulanganda, unda a paydo bo'ladi. Ushbu harakat davom etar ekan, sink tasmasi asta-sekin eriydi va mis elektrod yaqinida gaz pufakchalari hosil bo'ladi va uning yuzasida to'planadi. Bu gaz elektrolitdan hosil bo'lgan vodoroddir. Elektr toki mis chiziqdan sim orqali rux tasmasiga, undan esa elektrolit orqali misga qaytadi.

Asta-sekin elektrolitning sulfat kislotasi sink elektrodining erigan qismidan hosil bo'lgan sink sulfat bilan almashtiriladi. Shu tufayli elementning kuchlanishi kamayadi. Biroq, misda gaz pufakchalari paydo bo'lishi tufayli kuchlanishning yanada ko'proq pasayishi sodir bo'ladi. Bu harakatlarning ikkalasi ham "qutblanish" ni keltirib chiqaradi. Bunday elementlar deyarli amaliy ahamiyatga ega emas.

Galvanik elementlarning muhim parametrlari

Galvanik xujayralar tomonidan ta'minlangan kuchlanishning kattaligi faqat ularning turiga va dizayniga, ya'ni elektrodlar va elektrodlarning materialiga bog'liq. kimyoviy tarkibi elektrolit, lekin elementlarning shakli va hajmiga bog'liq emas.

Berilishi mumkin bo'lgan joriy quvvat galvanik hujayra, uning ichki qarshiligi bilan chegaralanadi.

Juda muhim xususiyat galvanik hujayra hisoblanadi. Elektr quvvati deganda galvanik yoki akkumulyator xujayrasi butun ish vaqti davomida, ya'ni oxirgi zaryadsizlanish sodir bo'lgunga qadar etkazib berishga qodir bo'lgan elektr energiyasi miqdori tushuniladi.

Element tomonidan berilgan quvvat, amperda ifodalangan tushirish oqimining kuchini to'liq zaryadsizlanish boshlanishiga qadar element zaryadsizlangan soatga ko'paytirish orqali aniqlanadi. Shuning uchun elektr quvvati har doim amper-soatda (A x h) ifodalanadi.

Elementning quvvatiga asoslanib, siz to'liq zaryadsizlanguncha qancha soat ishlashini ham oldindan belgilashingiz mumkin. Buning uchun siz quvvatni ushbu element uchun ruxsat etilgan tushirish oqimiga bo'lishingiz kerak.

Biroq, elektr sig'imi qat'iy doimiy qiymat emas. Elementning ish sharoitlari (rejimi) va oxirgi tushirish kuchlanishiga qarab, u juda keng chegaralarda o'zgaradi.

Agar element maksimal oqim bilan va uzilishlarsiz zaryadsizlansa, u sezilarli darajada kamroq quvvat beradi. Aksincha, xuddi shu element kamroq oqim bilan va tez-tez va nisbatan uzoq tanaffuslar bilan zaryadsizlanganda, element to'liq quvvatidan voz kechadi.

Yakuniy tushirish kuchlanishining elementning sig'imiga ta'siriga kelsak, shuni yodda tutish kerakki, galvanik elementning zaryadsizlanishi paytida uning ish kuchlanishi bir xil darajada qolmaydi, lekin asta-sekin kamayadi.

Galvanik hujayralarning umumiy turlari

Eng keng tarqalgan galvanik elementlar tuz va ishqoriy elektrolitlar bilan marganets-rux, marganets-havo, havo-rux va simob-rux tizimlari. Tuz elektrolitlari bo'lgan quruq marganets-sink xujayralari dastlabki kuchlanish 1,4 dan 1,55 V gacha, haroratda ish vaqti muhit-20 dan -60 o C gacha 7 soatdan 340 soatgacha.

Ishqoriy elektrolitli quruq marganets-sink va sink-havo xujayralari 0,75 dan 0,9 V gacha kuchlanish va 6 soatdan 45 soatgacha bo'lgan ish vaqtiga ega.

Quruq simob-sink xujayralari dastlabki kuchlanish 1,22 dan 1,25 V gacha va ishlash muddati 24 soatdan 55 soatgacha.

Eng katta kafolat muddati quruq simob-sink elementlari 30 oygacha saqlash muddatiga ega.

Bular ikkilamchi galvanik hujayralardir.Galvanik hujayralardan farqli o'laroq, yig'ilgandan so'ng darhol batareyada kimyoviy jarayonlar sodir bo'lmaydi.

Shunday qilib, harakat bilan bog'liq kimyoviy reaktsiyalar batareyada boshlanadi elektr zaryadlari, siz shunga mos ravishda uning elektrodlari (va qisman elektrolitlar) kimyoviy tarkibini o'zgartirishingiz kerak. Elektrodlarning kimyoviy tarkibidagi bu o'zgarish batareyadan o'tgan elektr tokining ta'siri ostida sodir bo'ladi.

Shuning uchun, batareyaning elektr tokini ishlab chiqarishi uchun uni birinchi navbatda doimiy ravishda "zaryad qilish" kerak elektr toki urishi ba'zi tashqi oqim manbasidan.

Batareyalar an'anaviy galvanik xujayralardan ham yaxshi farq qiladi, chunki zaryadsizlangandan keyin ularni qayta zaryadlash mumkin. Da yaxshi g'amxo'rlik ularning orqasida va normal ish sharoitida batareyalar bir necha ming zaryad va zaryadsizlanishlarga bardosh bera oladi.
Batareya qurilmasi

Hozirgi vaqtda qo'rg'oshin va kadmiy-nikel batareyalari amalda ko'pincha qo'llaniladi. Birinchisi uchun elektrolit sulfat kislota eritmasi, ikkinchisi uchun ishqorlarning suvdagi eritmasi. Qo'rg'oshinli akkumulyatorlar kislotali akkumulyatorlar, nikel-kadmiyli batareyalar esa ishqoriy batareyalar deb ataladi.

Batareyalarning ishlash printsipi elektrodlarning polarizatsiyasiga asoslanadi. Eng oddiy kislotali akkumulyator quyidagi tarzda ishlab chiqilgan: bu elektrolitga botirilgan ikkita qo'rg'oshin plitasi. Kimyoviy almashtirish reaktsiyasi natijasida plitalar Pb + H 2 SO 4 = PbSO 4 + H 2 formulasidan kelib chiqqan holda PbSO4 qo'rg'oshin sulfatining engil qoplamasi bilan qoplangan.

Kislota batareyasi qurilmasi

Plitalarning bu holati zaryadsizlangan batareyaga mos keladi. Agar siz hozir batareyani zaryadlash uchun yoqsangiz, ya'ni uni generatorga ulang to'g'ridan-to'g'ri oqim, keyin elektroliz tufayli unda plitalarning polarizatsiyasi boshlanadi. Batareyani zaryad qilish natijasida uning plitalari qutblanadi, ya'ni ular sirtining moddasini o'zgartiradi va bir hildan (PbSO 4) o'xshash bo'lmagan (Pb va Pb O 2) ga aylanadi.

Batareya oqim manbaiga aylanadi va uning musbat elektrodi qo'rg'oshin dioksidi bilan qoplangan plastinka, salbiy elektrod esa toza qo'rg'oshin plastinkasidir.

Zaryadning oxiriga kelib elektrolitlar kontsentratsiyasi undagi qo'shimcha sulfat kislota molekulalarining paydo bo'lishi tufayli ortadi.

Bu xususiyatlardan biri qo'rg'oshin batareyasi: uning elektrolitlari neytral qolmaydi va o'zi ishtirok etadi kimyoviy reaksiyalar batareya ishlayotganida.

Bo'shatishning oxiriga kelib, ikkala batareya plitasi yana qo'rg'oshin sulfat bilan qoplangan, buning natijasida batareya oqim manbai bo'lishni to'xtatadi. Batareya hech qachon bu holatga keltirilmaydi. Plitalarda qo'rg'oshin sulfat hosil bo'lishi tufayli, tushirish oxirida elektrolitlar konsentratsiyasi pasayadi. Agar siz batareyani zaryadga qo'ysangiz, uni qayta zaryadsizlantirish uchun yana polarizatsiyaga olib kelishi mumkin va hokazo.

Batareyani qanday zaryad qilish kerak

Batareyalarni zaryad qilishning bir necha yo'li mavjud. Eng oddiy oddiy batareya zaryadlash bo'lib, u quyidagicha sodir bo'ladi. Dastlab, 5-6 soat davomida zaryadlash har bir akkumulyator batareyasidagi kuchlanish 2,4 V ga yetguncha ikki baravar normal oqim bilan amalga oshiriladi.

Oddiy zaryadlash oqimi I zaryad = Q / 16 formulasi bilan aniqlanadi

Qaerda Q - nominal batareya quvvati, Ah.

Shundan so'ng, zaryadlash oqimi normal qiymatga kamayadi va zaryad va oqim zaryadning tugashi belgilari paydo bo'lguncha 15-18 soat davom etadi.

Zamonaviy batareyalar

Kadmiy-nikel yoki gidroksidi batareyalar qo'rg'oshin batareyalariga qaraganda ancha kechroq paydo bo'lgan va ular bilan solishtirganda ancha rivojlangan kimyoviy oqim manbalari hisoblanadi. Ishqoriy batareyalarning qo'rg'oshinli akkumulyatorlarga nisbatan asosiy afzalligi ularning elektrolitlarining plitalarning faol massalariga nisbatan kimyoviy neytralligidir. Shu sababli, gidroksidi batareyalarning o'z-o'zidan zaryadsizlanishi qo'rg'oshin batareyalariga qaraganda sezilarli darajada kamroq. Ishqoriy batareyalarning ishlash printsipi elektroliz paytida elektrodlarning polarizatsiyasiga ham asoslanadi.

Radio jihozlarini quvvatlantirish uchun -30 dan +50 o C gacha bo'lgan haroratlarda ishlaydigan va 400 - 600 zaryadlash va tushirish davriga bardosh beradigan muhrlangan kadmiy-nikel batareyalari ishlab chiqariladi. Ushbu batareyalar ixcham parallelepipedlar va massasi bir necha grammdan kilogrammgacha bo'lgan disklar shaklida ishlab chiqariladi.

Ular avtonom ob'ektlarni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun nikel-vodorod batareyalarini ishlab chiqaradilar. Maxsus energiya nikel-vodorod batareyasi 50 - 60 Wh kg -1.