+Ηλεκτρικά Στοιχεία-Μπαταρίες-Φορτιστές+
Δημοσιεύτηκε: 31 Μαρ 2015, 03:38
Καλημέρα σε όλο το forum...
Καιρό τώρα είχα στο μυαλό μου να γράψω κάποια πράγματα για τις μπαταρίες,και όχι μόνο,αλλά όλο το αμελούσα.
Νομίζω πως είναι πολύ χρήσιμο να γνωρίζουμε τι είναι η λεγόμενη μπαταρία,και σε ποιες κατηγορίες χωρίζετε,εφόσον όλοι τις χρησιμοποιούμε καθημερινά.
Οι χιλιάδες μπαταρίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο μας μπερδεύουν,μιας και υπάρχουν μπαταρίες για ότι μπορεί να φανταστεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος,πάμε λοιπόν να αρχίσουμε...
Ορισμοί
Ηλεκτρικό στοιχείο
Το ηλεκτρικό στοιχείο είναι αποθήκη χημικής ενέργειας που με την κατάλληλη συνδεσμολογία, προβλέπεται
να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.
Διακρίνουμε δύο είδη ηλεκτρικών στοιχείων: τα πρωτογενή και τα δευτερογενή στοιχεία.
Στο πρωτογενές στοιχείο λαμβάνει χώρα μία χημική αντίδραση που δεν αναστρέφεται.
Όταν εξαντληθεί η χημική του ενέργεια, δεν μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο.
Το δευτερογενές στοιχείο, όταν αποδώσει την χημική του ενέργεια μπορεί να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση.
Αυτό επιτυγχάνεται αντιστρέφοντας την "διαδικασία",
δηλαδή δίνοντάς του ηλεκτρική ενέργεια, που αποθηκεύεται σ' αυτό σαν χημική ενέργεια.
Αυτή η εργασία λέγεται φόρτιση (ή επαναφόρτιση).
Τα πρωτογενή στοιχεία τα λέμε επίσης ξηρά στοιχεία, ενώ τα δευτερογενή συσσωρευτές.
Με λίγα λόγια στην κατηγορία πρωτογενή ανήκουν όλες οι μπαταρίες μιας χρήσης(κανονικές-αλκαλικές)
Και στην κατηγορία δευτερογενή ανήκουν όλες οι (επαναφορτιζόμενες).
Η τάση
Κάθε στοιχείο έχει μία διαφορά δυναμικού, που συνήθως την λέμε τάση, και η οποία εξαρτάται από την
χημική σύνθεση των δύο ηλεκτροδίων. Η μονάδα έκφρασης της τάσης είναι τα Volts (V).
Η τάση που συνάγεται από την χημική του σύνθεση είναι κατ' αρχάς ονομαστική. Στην πράξη θα έχει μεν αυτή την τάση, αλλά όταν έχει όλη του την ενέργεια η τάση θα είναι λίγο μεγαλύτερη, ενώ όσο εξαντλείται η ενέργειά του η τάση θα είναι λίγο μικρότερη.
Σαν παράδειγμα, το στοιχείο Ni-Cd έχει ονομαστική τάση 1,2 V. Αμέσως μετά την φόρτιση η τάση του κυμαίνεται στα 1,35-1,4 V, ενώ αντίθετα όταν η τάση πέσει στα 1,1 V είναι ήδη "άδειο" για κάθε πρακτική εφαρμογή.
Η τάση που δείχνουν τα στοιχεία εν κενώ (όταν δεν παρέχουν ενέργεια) είναι πλασματική.
Έτσι ένα πρακτικά άδειο στοιχείο Ni-Cd μπορεί να δείχνει εν κενώ 1,2 V αλλά μόλις δεχθεί φορτίο να δείξει την πραγματική χαμηλή του τάση. Γι' αυτό, την τάση την μετράμε πάντα υπό φορτίο.
Η χωρητικότητα
Εξ ίσου σπουδαίο χαρακτηριστικό των ηλεκτρικών στοιχείων είναι η χωρητικότητά τους.
Η χωρητικότητα δείχνει την θεωρητική διάρκεια που μπορεί να ξεφορτίζεται ένα στοιχείο με κάποιο σταθερό ρεύμα.
Δηλαδή, η χωρητικότητα είναι το γινόμενο του χρόνου (σε ώρες "h" ή σε λεπτά "min") επί την ένταση του ρεύματος (σε αμπέρ "A" ή σε μιλιαμπερ "mA")οπότε και εκφράζεται αντίστοιχα σε:αμπερώρια (Ah) ή μιλιαμπερώρια (mAh), ή αμπερολεπτά (Amin)
ή μιλιαμπερολεπτά (mAmin).
Δηλαδή μία μπαταρία με χωρητικότητα 500 mAh μπορεί να δίνει ρεύμα 500 mA για 1 ώρα, ή 250 mA για 2 ώρες ή 50 mA για 10 ώρες κ.ο.κ.;
Αυτό είναι εντελώς θεωρητικό. Στην πράξη όσο μεγαλώνει το ρεύμα εκφόρτισης, τόσο μειώνεται ο θεωρητικός χρόνος και αντίστροφα όσο μικραίνει το ρεύμα τόσο μεγαλώνει ο χρόνος.
Τα ακριβή μεγέθη εξαρτώνται από τον τρόπο που ο κατασκευαστής έχει κλασσάρει (ονομάσει) το προϊόν του. Αν την έχει κλασσάρει σαν 500 mAh επειδή αντέχει 10 ώρες σε εκφόρτιση 50 mA, τότε κάθε χρήση με εκφόρτιση μεγαλύτερη από 50 mA θα διαρκέσει τέτοιο χρόνο που το γινόμενό τους θα δώσει χωρητικότητα μικρότερη από 500 mAh και κάθε χρήση με εκφόρτιση μικρότερη από 50 mA
θα δώσει χωρητικότητα μεγαλύτερη από 500 mAh.
Αντίθετα αν την έχει κλασσάρει σαν 500 mAh επειδή αντέχει 1 ώρα σε εκφόρτιση 500 mA τότε κάθε χρήση με εκφόρτιση μικρότερη από αυτή την ένταση θα δώσει χωρητικότητα μεγαλύτερη από 500 mAh και κάθε χρήση με εκφόρτιση μεγαλύτερη από 500 mA θα δώσει χωρητικότητα μικρότερη από 500 mAh.
Η ενέργεια
Η ενέργεια της μπαταρίας ισούται με το γινόμενο της τάσης επί την χωρητικότητά της, δηλαδή V x Ah.
Επειδή VxA =W, η σωστή μονάδα έκφρασης της ενέργειας είναι Wh δηλαδή βατ-ώρες, και κατ' επέκταση Wmin (βατολεπτά),
mWh (μιλιβατώρες), mWmin (μιλιβατολεπτά).
Τι ονομάζουμε "Μπαταρία";
Ο όρος μπαταρία σημαίνει ότι δύο ή περισσότερα ηλεκτρικά στοιχεία έχουν ενωθεί μεταξύ τους για να δώσουν μαζί την
ενέργειά τους. Από συνήθεια χρησιμοποιούμε τον όρο μπαταρία και για τα μεμονωμένα στοιχεία.
Τα στοιχεία μπορούν να ενωθούν σε σειρά, ή παράλληλα, ή σε συνδυασμό των δύο. Όταν ενώνονται ο θετικός πόλος του ενός με τον αρνητικό του δεύτερου, ο θετικός του δεύτερου με τον αρνητικό του τρίτου, κ.ο.κ., λέμε ότι είναι ενωμένα σε σειρά. Στην περίπτωση αυτή η μπαταρία έχει τάση όση το άθροισμα των τάσεων των επί μέρους στοιχείων, ενώ η χωρητικότητά της παραμένει όση η χωρητικότητα του ενός στοιχείου. π.χ. 4 στοιχεία των 1,2V/500mAh σε σειρά θα δώσουν μπαταρία 4,8V/500mAh.
Όταν ενώνονται όλοι οι θετικοί πόλοι μαζί και αντιστοίχως όλοι οι αρνητικοί μαζί, λέμε ότι είναι ενωμένα παράλληλα. Στην περίπτωση αυτή αθροίζονται οι χωρητικότητες όλων των στοιχείων, ενώ η τάση της παραμένει όση και η τάση ενός στοιχείου. π.χ. 4 στοιχεία των 1,2V/500mAh ενωμένα παράλληλα, δίνουν μπαταρία 1,2V/2000mAh.
Είναι αυτονόητο, ότι στην πράξη οι μπαταρίες φτιάχνονται από ομοειδή στοιχεία, με την ίδια χημική σύσταση, την ίδια τάση και την ίδια χωρητικότητα. Όπως θα δούμε σε άλλη παράγραφο, σημαντικό είναι επίσης να έχουν και άλλες ιδιότητές τους (ιδίως την εσωτερική τους αντίσταση), ισότιμες.
Μην επιχειρήσετε να ενώσετε στοιχεία με κολλητήρι απευθείας επάνω στους πόλους,
αν δεν έχεις τα κατάλληλα εργαλεία και εμπειρία σε αυτή την εργασία.
Snapshot από τον φορτιστή μου, με τις ποιο γνωστούς τύπους συσσωρευτών.
To Be Continued...>>>
Καιρό τώρα είχα στο μυαλό μου να γράψω κάποια πράγματα για τις μπαταρίες,και όχι μόνο,αλλά όλο το αμελούσα.
Νομίζω πως είναι πολύ χρήσιμο να γνωρίζουμε τι είναι η λεγόμενη μπαταρία,και σε ποιες κατηγορίες χωρίζετε,εφόσον όλοι τις χρησιμοποιούμε καθημερινά.
Οι χιλιάδες μπαταρίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο μας μπερδεύουν,μιας και υπάρχουν μπαταρίες για ότι μπορεί να φανταστεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος,πάμε λοιπόν να αρχίσουμε...
Ορισμοί
Ηλεκτρικό στοιχείο
Το ηλεκτρικό στοιχείο είναι αποθήκη χημικής ενέργειας που με την κατάλληλη συνδεσμολογία, προβλέπεται
να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.
Διακρίνουμε δύο είδη ηλεκτρικών στοιχείων: τα πρωτογενή και τα δευτερογενή στοιχεία.
Στο πρωτογενές στοιχείο λαμβάνει χώρα μία χημική αντίδραση που δεν αναστρέφεται.
Όταν εξαντληθεί η χημική του ενέργεια, δεν μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί με τον ίδιο τρόπο.
Το δευτερογενές στοιχείο, όταν αποδώσει την χημική του ενέργεια μπορεί να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση.
Αυτό επιτυγχάνεται αντιστρέφοντας την "διαδικασία",
δηλαδή δίνοντάς του ηλεκτρική ενέργεια, που αποθηκεύεται σ' αυτό σαν χημική ενέργεια.
Αυτή η εργασία λέγεται φόρτιση (ή επαναφόρτιση).
Τα πρωτογενή στοιχεία τα λέμε επίσης ξηρά στοιχεία, ενώ τα δευτερογενή συσσωρευτές.
Με λίγα λόγια στην κατηγορία πρωτογενή ανήκουν όλες οι μπαταρίες μιας χρήσης(κανονικές-αλκαλικές)
Και στην κατηγορία δευτερογενή ανήκουν όλες οι (επαναφορτιζόμενες).
Η τάση
Κάθε στοιχείο έχει μία διαφορά δυναμικού, που συνήθως την λέμε τάση, και η οποία εξαρτάται από την
χημική σύνθεση των δύο ηλεκτροδίων. Η μονάδα έκφρασης της τάσης είναι τα Volts (V).
Η τάση που συνάγεται από την χημική του σύνθεση είναι κατ' αρχάς ονομαστική. Στην πράξη θα έχει μεν αυτή την τάση, αλλά όταν έχει όλη του την ενέργεια η τάση θα είναι λίγο μεγαλύτερη, ενώ όσο εξαντλείται η ενέργειά του η τάση θα είναι λίγο μικρότερη.
Σαν παράδειγμα, το στοιχείο Ni-Cd έχει ονομαστική τάση 1,2 V. Αμέσως μετά την φόρτιση η τάση του κυμαίνεται στα 1,35-1,4 V, ενώ αντίθετα όταν η τάση πέσει στα 1,1 V είναι ήδη "άδειο" για κάθε πρακτική εφαρμογή.
Η τάση που δείχνουν τα στοιχεία εν κενώ (όταν δεν παρέχουν ενέργεια) είναι πλασματική.
Έτσι ένα πρακτικά άδειο στοιχείο Ni-Cd μπορεί να δείχνει εν κενώ 1,2 V αλλά μόλις δεχθεί φορτίο να δείξει την πραγματική χαμηλή του τάση. Γι' αυτό, την τάση την μετράμε πάντα υπό φορτίο.
Η χωρητικότητα
Εξ ίσου σπουδαίο χαρακτηριστικό των ηλεκτρικών στοιχείων είναι η χωρητικότητά τους.
Η χωρητικότητα δείχνει την θεωρητική διάρκεια που μπορεί να ξεφορτίζεται ένα στοιχείο με κάποιο σταθερό ρεύμα.
Δηλαδή, η χωρητικότητα είναι το γινόμενο του χρόνου (σε ώρες "h" ή σε λεπτά "min") επί την ένταση του ρεύματος (σε αμπέρ "A" ή σε μιλιαμπερ "mA")οπότε και εκφράζεται αντίστοιχα σε:αμπερώρια (Ah) ή μιλιαμπερώρια (mAh), ή αμπερολεπτά (Amin)
ή μιλιαμπερολεπτά (mAmin).
Δηλαδή μία μπαταρία με χωρητικότητα 500 mAh μπορεί να δίνει ρεύμα 500 mA για 1 ώρα, ή 250 mA για 2 ώρες ή 50 mA για 10 ώρες κ.ο.κ.;
Αυτό είναι εντελώς θεωρητικό. Στην πράξη όσο μεγαλώνει το ρεύμα εκφόρτισης, τόσο μειώνεται ο θεωρητικός χρόνος και αντίστροφα όσο μικραίνει το ρεύμα τόσο μεγαλώνει ο χρόνος.
Τα ακριβή μεγέθη εξαρτώνται από τον τρόπο που ο κατασκευαστής έχει κλασσάρει (ονομάσει) το προϊόν του. Αν την έχει κλασσάρει σαν 500 mAh επειδή αντέχει 10 ώρες σε εκφόρτιση 50 mA, τότε κάθε χρήση με εκφόρτιση μεγαλύτερη από 50 mA θα διαρκέσει τέτοιο χρόνο που το γινόμενό τους θα δώσει χωρητικότητα μικρότερη από 500 mAh και κάθε χρήση με εκφόρτιση μικρότερη από 50 mA
θα δώσει χωρητικότητα μεγαλύτερη από 500 mAh.
Αντίθετα αν την έχει κλασσάρει σαν 500 mAh επειδή αντέχει 1 ώρα σε εκφόρτιση 500 mA τότε κάθε χρήση με εκφόρτιση μικρότερη από αυτή την ένταση θα δώσει χωρητικότητα μεγαλύτερη από 500 mAh και κάθε χρήση με εκφόρτιση μεγαλύτερη από 500 mA θα δώσει χωρητικότητα μικρότερη από 500 mAh.
Η ενέργεια
Η ενέργεια της μπαταρίας ισούται με το γινόμενο της τάσης επί την χωρητικότητά της, δηλαδή V x Ah.
Επειδή VxA =W, η σωστή μονάδα έκφρασης της ενέργειας είναι Wh δηλαδή βατ-ώρες, και κατ' επέκταση Wmin (βατολεπτά),
mWh (μιλιβατώρες), mWmin (μιλιβατολεπτά).
Τι ονομάζουμε "Μπαταρία";
Ο όρος μπαταρία σημαίνει ότι δύο ή περισσότερα ηλεκτρικά στοιχεία έχουν ενωθεί μεταξύ τους για να δώσουν μαζί την
ενέργειά τους. Από συνήθεια χρησιμοποιούμε τον όρο μπαταρία και για τα μεμονωμένα στοιχεία.
Τα στοιχεία μπορούν να ενωθούν σε σειρά, ή παράλληλα, ή σε συνδυασμό των δύο. Όταν ενώνονται ο θετικός πόλος του ενός με τον αρνητικό του δεύτερου, ο θετικός του δεύτερου με τον αρνητικό του τρίτου, κ.ο.κ., λέμε ότι είναι ενωμένα σε σειρά. Στην περίπτωση αυτή η μπαταρία έχει τάση όση το άθροισμα των τάσεων των επί μέρους στοιχείων, ενώ η χωρητικότητά της παραμένει όση η χωρητικότητα του ενός στοιχείου. π.χ. 4 στοιχεία των 1,2V/500mAh σε σειρά θα δώσουν μπαταρία 4,8V/500mAh.
Όταν ενώνονται όλοι οι θετικοί πόλοι μαζί και αντιστοίχως όλοι οι αρνητικοί μαζί, λέμε ότι είναι ενωμένα παράλληλα. Στην περίπτωση αυτή αθροίζονται οι χωρητικότητες όλων των στοιχείων, ενώ η τάση της παραμένει όση και η τάση ενός στοιχείου. π.χ. 4 στοιχεία των 1,2V/500mAh ενωμένα παράλληλα, δίνουν μπαταρία 1,2V/2000mAh.
Είναι αυτονόητο, ότι στην πράξη οι μπαταρίες φτιάχνονται από ομοειδή στοιχεία, με την ίδια χημική σύσταση, την ίδια τάση και την ίδια χωρητικότητα. Όπως θα δούμε σε άλλη παράγραφο, σημαντικό είναι επίσης να έχουν και άλλες ιδιότητές τους (ιδίως την εσωτερική τους αντίσταση), ισότιμες.
Μην επιχειρήσετε να ενώσετε στοιχεία με κολλητήρι απευθείας επάνω στους πόλους,
αν δεν έχεις τα κατάλληλα εργαλεία και εμπειρία σε αυτή την εργασία.
Snapshot από τον φορτιστή μου, με τις ποιο γνωστούς τύπους συσσωρευτών.
To Be Continued...>>>