Батарея — устройство для скопления энергии. Такое определение можно дать и маховику, и часовой пружине, и дровам. Но когда речь идёт о современных разработках, под батареей обычно понимают автономную хим систему, производящую электроэнергию — портативный источник питания для фонариков, видеокамер, ноутбуков.

В компьютерных разработках батареи находят для себя последующее применение: в качестве источника питания ноутбуков, для хранения характеристик BIOS, для систем бесперебойного питания и для беспроводных устройств перифирии, таких как мыши и клавиатуры. Любая из этих областей выдвигает свои специальные требования к источникам питания. В конечном итоге элементы отличаются не только лишь размерами, формой, ценой, но также и хим технологией.

В других современных устройствах употребляются те же батарейки, что и в компьютерах. Так, к примеру, у сотовых телефонов такие же требования к источникам питания, что и у ноутбуков. Потому и элементы питания употребляются те же самые.

Общая черта современных батареек состоит в том, что они все основаны на хим реакциях, работающих по одному и тому же принципу. Эти внутренние реакции в определениях химии — редоксы — сокращение от reduction-oxidation — окислительно-восстановительные реакции. Это значит, что батареи работают за счет окисления и восстановления молекул — другими словами за счёт перетягивания ионов кислорода от одних молекул к другим. Таковой же процесс окисления происходит и при реакции горения. Исключительно в этом случае реакция происходит резвее и она наименее контролируема.

Во время окислительно-восстановительных реакций (при освобождении электронов из молекул) вырабатывается побочный продукт — создаётся электронный ток, способный подогреть нить накала лампочки фонарика либо обеспечить работу сложной электрической схемы в компьютере либо другом устройстве.

По этому принципу работают все современные батареи. Анод и катод, сделанные из разных материалов (строго говоря, они должны владеть разным окислительным потенциалом, его ещё нередко обозначают как E0), связаны вместе средством третьего материала, именуемого электролитом. Выбор материала для обоих электродов и для электролита довольно широкий, вот поэтому мы лицезреем такое обилие батарейных технологий. Не считая того, от выбора материала зависит энергетическая плотность элемента (другими словами количество энергии, которую может хранить батарея определённого веса и размера) и номинальное выходное напряжение.

Вы сможете сделать элемент питания в домашних критериях — при помощи лимона, полосы цинка и полосы меди. Труднее будет тем, у кого дома нет ни цинка, ни меди. 🙂

По всей вероятности элементы питания изобретали два раза. По данным археологов, еще доисторические люди воспользовались химическими элементами, которые сейчас мы бы окрестили батарейками. В 1932 году в Багдаде было изготовлено увлекательное открытие: может быть, возраст частей питания — около 2-ух с половиной тыщ лет. 1-ый простой элемент питания состоял из стального стержня, опущенного в медный цилиндр. Предположительно, была к тому же жидкость, служившая электролитом. Только она не сохранилась до наших дней. Такое устройство было немногим труднее железных полосок в лимоне, оно производило ток, достаточный для нанесения слоя ценных металлов гальваническим способом, что позволяло меди сверкать как золото либо серебро.

2-ой раз элементы питания были придуманы при исследовании анатомии лягушек.

Началось всё с опытов итальянского физика и анатома Луиджи Гальвани (1737-1798), производимых в Болонском институте. Было увидено, что если подвергнуть мускулы на лапках лягушки воздействию статического электронного заряда (приобретенного при помощи лейденской банки), то они сокращаются. В опытах по биоэлектрогенезу (так были названы сокращения мускул, коленный рефлекс) Гальвани также увидел сокращение мускул, если к ним приложить два различных металла. Он сделал вывод, что мускулы вырабатывают электричество.

С того времени имя Гальвани ассоциировано с электричеством — сейчас процесс получения электричества при помощи хим реакций именуется гальванизмом (galvanism).

Более значимый вклад для истории частей питания сделал друг Гальвани по переписке, итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827). Вольта работал в институте в Паве, там он достигнул тех же результатов, что и Гальвани. Но Вольта на этом не успокоился и провел серию собственных тестов. Вольта сделал 1-ый элемент питания. После чего, их дела с Гальвани несколько охладели.

Вольта пришел к выводу, что предпосылкой сокращения мускул лягушки стало электричество, вырабатываемое при соприкосновении 2-ух разных металлов. Этот вывод противоположен выводу Гальвани. Чтоб обосновать своё предположение, Вольта заполнил чашу соляным веществом и погрузил в неё две железных дуги: одну — медную, вторую — цинковую. Это устройство, 1-ый современный элемент питания, производило электричество за счет хим реакций металлов в смесях.

К 1800 году Вольта упростил устройство батареи. Сейчас батарея представляла собой стопку пластинок, где меж металлическими пластинками из меди либо цинка находилась пластинка из кожи, пропитанной веществом соли. В итоге вышла так именуемая гальваническая батарея, вырабатывающая электронный ток. Единица измерения электронного потенциала — Вольт — была названа в его честь.

Заслуги Вольта были применены и в последующих опытах по созданию новых частей питания. Во-1-х, была усовершенствована химическая система Вольта. К примеру, в 1836 году британский химик Джон Фредерик Даниел расположил свинец и цинк в сосуд с серной кислотой, так появился плоскостный элемент либо элемент Даниела. 3-мя годами позднее, Вильям Роберт Гроув добавил окислительный агент, чтоб скапливающийся на катоде во время работы элемента водород не уменьшал напряжение. В двухсоставном элементе питания Гроува анод из амальгамированного цинка погружался в неполяризующийся электрод с серной кислотой, который, в свою очередь, помещался во 2-ой сосуд, содержащий азотную кислоту и платиновый катод.

Германский химик Роберт Вильгельм Бунзен (более узнаваемый как создатель бунзеновской горелки, а не как исследователь электричества) доработал в 1841 году элемент Гроува — он поменял дорогой платиновый электрод дешевеньким угольным.

Ни один из этих простых частей не дожил до наших дней. 1-ое существенное изобретение сделал Гастон Плантэ, разработавший в 1859 году во Франции свинцовый аккумулятор. В первый раз элемент питания обрел фуррор. Это была подзаряжаемая батарея. Похожие химические элементы с доработанной упаковкой употребляются в современных авто аккумах. Не считая того, такие же элементы, заправляющиеся желеобразным электролитом, употребляются в системах бесперебойного питания.

Последующим принципиальным достижением было создание жидкостных частей. В первый раз они были придуманы и патентованы Джорджем Леклончем в 1866 году. Леклонч использовал катоды из диоксида марганца, смешанного с углем и цинковые аноды в форме стержня. В качестве электролита употреблялся раствор нашатыря. Разработка Леклонча дожила и по сей день в виде самых дешевеньких частей — углецинковых — использующихся в электронных фонариках.

Но такие элементы, в том виде, в каком они были придуманы, были массивными и непрактичными. Кое-кто пробовал их герметизировать. Так, к примеру, в 1881 году Ж.А.Тибо (J.A.Thiebaut) предупредил вытекание водянистого электролита, поместив и цинковый катод, и электролит в манжетный уплотнитель. А современная пластмасса сделала технологию Леклонча неподменной в неких областях. Разовые батарейки PolaPulse (производства Polaroid), работающие в фотокомплектах одноступенного процесса употребляют хим процессы, разработанные Леклончем, только они выполнены в другой оболочке.

Отзывов нет

No comments yet.

RSS-лента комментариев.

К сожалению, по вашему запросу ничего не найдено.