电池的工作原理

电池已经存在超过你可能认为。·卡1938年乐动体育网站5.0,考古学家发现了一些奇特的陶罐在挖掘Khujut Rabu,外面现在的巴格达,伊拉克。罐子,测量大约5英寸(12.7厘米)长,包含一个铁棒包裹在铜和日期从公元前200年左右测试表明船只曾经充满了酸性物质如醋或酒,导致康尼锡相信这些船只被古老的电池。这一发现以来,学者产生了副本的锅实际上能够产生一个电荷。这些“巴格达电池”可能是用于宗教仪式,药用目的,甚至电镀。

1799年,意大利物理学家亚历山德罗·沃尔塔创造了第一个电池由被叠加交替层锌、纸板或布,和银。乐动体育网站5.0这样的安排,称为伏打电堆不是第一个发电装置,但它是第一个发出稳定、持续的电流。然而,有一些缺点沃尔特的发明。可以堆叠层的高度是有限的,因为桩的重量挤压盐水的纸板或布。金属盘也倾向于快速腐蚀,缩短电池的寿命。尽管有这些缺点,电动势的SI单位现在称为伏在荣誉沃尔特的成就。

第二电池技术的突破是在1836年,英国化学家约翰·弗雷德里克·丹尼乐动-软件尔发明了丹聂耳电池。在这个早期的电池,铜盘的底部放置一个玻璃罐乐动体育网站5.0和硫酸铜溶液倒在盘子half-fill jar。然后锌板挂在罐子里,和增加了硫酸锌溶液。乐动体育网站5.0因为硫酸铜的密度比硫酸锌,铜锌溶液浮到上面的解决方案,并包围了锌板。线连接到锌板代表负极,而一个从铜盘是正极。显然,这种安排就不会运行在一个手电筒,但对于静止的应用效果很好。事实上,丹聂耳电池是一个常见的方式上台门铃和电话发电之前完善。

到1898年,哥伦比亚干电池成为第一个商用电池在美国出售。制造商,国家碳公司,后来Eveready电池公司生产增能器品牌。

现在你知道的一些历史,点击下一页了解电池的各个部分。

看一看任何电池,你会发现它有两个乐动体育网站5.0终端。一个终端是标记为(+),或积极的,而其他被标记(-),或消极的。在正常的手电筒电池,像AA, C或D细胞,终端位于结束。9伏或汽车电池,然而,终端位于相邻单元的顶部。如果你两终端之间的连接导线,电子将从负结束正流尽可能快的结束。这很快就会穿出电池,也可以是危险的,尤其是在更大的电池。正确利用电荷产生的电池,你必须将它连接到负载。负载可能类似灯泡乐动体育网站5.0像一个汽车或电子电路广播。

电池的内部工作通常安置在一个金属或塑料。在这种情况下阴极连接到正极,和一个乐动体育网站5.0阳极,连接到负极。这些组件,通常被称为电极,占据了大部分的空间在一个电池和化学反应发生的地方。一个分隔符创建一个阴极和阳极之间的屏障,防止电极接触,同时允许电荷之间自由流动。中,允许阴极和阳极之间的电荷流动是众所周知的电解液。最后,收集器进行电池的电荷向外并通过负载。

在下一个页面上,我们将探索如何阴极、阳极、电解质、分离器和收藏家一起工作来产生电流并保持你的便乐动体育网站5.0携设备的强劲。

电池里面发生了很多流行的时候到你的手电筒,便远程控制或其他无线设备。虽然他们发电略有不同的流程从电池到电池,基本的想法是相同的。

当加载完成电路两终端之间,电池产生电能通过一系列的电磁反应之间的阳极、阴极和电解质。阳极经历一氧化反应两个或两个以上离子(带电原子或分子)从阳极电解液结合,产生一种化合物和释放一个或多个电子。同时,阴极穿过还原反应阴极的物质,离子和自由电子也结合形成化合物。虽然这行动听起来很复杂,其实很简单:阳极产生电子的反应,反应在阴极吸收它们。乐动体育网站5.0最终的产品是电。电池将继续发电,直到跑出一个或两个电极反应所必需的物质。

现代电池使用多种化学物质,他们的反应。常见的化学电池包括:

最好的方式来理解这些反应是看到他们自己。进入下一个页面进行一些内行电池实验。

如果你想了解更多关于发生在电池的电化学反应,你可以实际构建一个使用简单的家居材料。你应该买在开始之前的一件事是一个便宜的(10 - 20美元)volt-ohm计在当地的电子或五金店。确保仪表可以阅读低电压(一伏特范围)和低电流(在5到10毫安范围)。用这个设备,你就可以清楚地看到你的电池表现如何。

您可以创建自己的伏打电堆使用季度,箔,吸墨纸,醋和盐。箔和吸墨纸切成圈,再把吸墨纸泡在醋和盐的混合物。使用胶带,附上乐动体育网站5.0铜线的衬托光盘。现在堆栈的材料在这个顺序:铝箔、纸、季度,铝箔纸,季度,等等,直到你有重复模式的10倍。乐动体育网站5.0一旦在堆栈上最后一个硬币,附上电线用胶带。乐动体育网站5.0最后,把自由的乐动体育网站5.0两个连接到一个领导,这应该点亮。在这个实验中,本季度铜阴极,阳极箔,苹果酒vinegar-salt解决方案是电解质,吸墨纸分离器。乐动体育网站5.0

自制电池也可以由铜线,一个纸夹,一个柠檬。乐动体育网站5.0首先,切一片短的铜线和回形针弄直。用砂纸来消除任何粗糙的结束部分的金属。接下来,轻轻挤压柠檬滚到桌子上,但小心不要打破皮肤。把铜线和纸夹到柠檬,确保他们尽可能接近不感人。最后,连接volt-ohm计回形针和铜线的两端,看看什么样的电池产生的电压和电流。乐动体育网站5.0

现在你应该非常熟悉电池放电的基本原则。继续读下去,发现一些可充电电池。

等便携设备的增加笔记本电脑,手机,MP3播放器和无绳电动工具,需要充电电池在最近几年得到了充分的发展。可充电电池已经出现自1859年以来,当法国物理学家加斯顿普兰特发明了铅酸电池。铅阳极,阴极二氧化铅和硫酸电解液,乐动体育网站5.0普兰特电池是一个先驱现代汽车电池。

一次性电池,或者主细胞乐动体育网站5.0,充电电池,或者二次电池目前生产完全相同的方法:通过电化学反应涉及一个阳极、阴极和电解质。然而在一个可充电电池,反应是可逆的。当从外部源应用于电能辅助细胞,发生在放电的消极和积极的电子流动逆转,和细胞的恢复。乐动体育网站5.0最常见的可充电电池在当今市场上锂离子(狮子),虽然镍氢(NiMH)和镍镉研究所电池也曾经非常普遍。

可充电电池时,并不是所有的电池都是平等的。镍镉电池是最早广泛使用的二次电池,但是他们遭受了被称为“难以忽视的问题记忆效应。基本上,如果这些电池没有完全放电每次使用它们时,他们会很快失去能力。镍镉电池基本上被淘汰的镍氢电池。这些次级细胞拥有更高的容量和记忆效应的影响甚微,但他们没有一个很好的货架寿命。狮子像镍氢电池,电池寿命长,但他们举行一个更好,运行在更高的电压,并在一个更小,更轻的包。乐动体育网站5.0基本上所有高质量的便携式技术制造这些天利用这项技术。乐动-软件然而,狮子电池并不是目前在标准尺寸如AAA、AA, C或D,和他们比年长者更贵。乐动体育网站5.0

镍镉和镍氢电池,充电可能会非常棘手。你必须小心不要超载,这可能导致产能下降。乐动体育网站5.0为了防止这种情况的发生,一些充电器开关充电或简单地关闭充电完成时。镍镉和镍氢电池也必须修整,这意味着你应该完全放电和充电再每隔一段时间,最大可能地减少损失的能力。狮子电池,另一方面,防止过度充电的充电器,不需要修整。

甚至可充电电池最终会死,虽然它可能需要数以百计的费用在这之前。当他们终于做了,就一定要在回收处理设施。

接下来,让我们看看电池安排。

在许多使用电池,如便携式的设备收音机和手电筒——你不使用只是一个细胞。你通常将它们分组在一起串行安排增加电压或在一个平行排列增加当前的。图中显示了这两个安排。

上面的图显示了一个平行排列。四个电池并联在一起产生一个细胞的电压,但目前他们供应将单个细胞的四倍。当前的是电荷的速度通过吗电路乐动体育网站5.0,以安培。电池额定amp-hours,或者,在更小的家庭电池、毫安时(mAH)。典型的家庭电池额定在500毫安时应该能够供应500毫安的电流负载一小时。你可以切割milliamp-hour评级在很多不同的方式。500年milliamp-hour电池也可以生产5毫安100小时,10毫安50小时,或者,从理论上讲,1000毫安30分钟。一般来说,小时评级较高的电池有更大的能力。

较低的图描绘了一个串行协议。四个电池串联在一起会产生当前的一个细胞,但他们供应的电压将单个细胞的四倍。电压是能量的一种测量单位,以伏特。在电池电压决定如何推行了强烈的电子电路,就像压力决定了强烈水是推动通过软管。大多数AAA、A乐动体育网站5.0A C和D电池约1.5伏特。

想象图中所示的电池额定为1.5伏,500毫安时。平行排列的四个电池会产生1.5伏,2000毫安时。四个电池安排在一系列将产生6伏,500毫安时。

电池技术的发展大乐动-软件大自天伏打堆。这些发展显然是反映在我们的快节奏,便携式的世界,这是比以往任何时候都要依赖电池提供的便携式电源。我们只能想象下一代更小、更强大和更持久的电池。

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出版:2000年4月1日