Kuo skiriasi AA ir AAA baterijos?

Mažos galios nešiojamoji įranga dažnai maitinama mažais sausais elementais, kurių negalima įkrauti. Namuose tokie vienkartiniai cheminiai įtampos šaltiniai vadinami baterijomis. Populiariausios yra AA ir AAA dydžio baterijos. Šios raidės reiškia išorinį akumuliatoriaus formatą. Vidinis išdėstymas gali būti visai kitoks. Šios formos akumuliatoriai yra įvairių tipų, įskaitant įkraunamus akumuliatorius (įkraunamos baterijos).

Kas yra akumuliatorius?

Terminas "akumuliatorius" nėra visiškai teisingas. Akumuliatorius yra iš kelių elementų sudarytas energijos šaltinis. Pavyzdžiui, visą akumuliatorių galima vadinti 3R12 (3LR12) - "kvadratiniu akumuliatoriumi" (336 pagal sovietinę klasifikaciją) - sudarytu iš trijų elementų. Akumuliatorių taip pat sudaro 6 elementai 6R61 (6LR61) - "Crone", "Corundum". Tačiau pavadinimas "akumuliatorius" buityje taip pat vartojamas vienelementiams cheminiams energijos šaltiniams, įskaitant AA ir AAA dydžių akumuliatorius. Angliškoje terminologijoje vienas elementas vadinamas Cell, o dviejų ar daugiau įtampos šaltinių baterija - Battery.

Celės yra hermetiškai uždari cilindro formos indai. Ląstelėse cheminė energija paverčiama elektros energija. cheminę energiją į elektros energiją.. Reagentai (oksidatorius ir reduktorius), sukuriantys elektromagnetinį lauką, dedami į cinko arba plieno ąsotį. Ąsočio dugnas naudojamas kaip neigiamas gnybtas. Anksčiau visas išorinis puodelio paviršius buvo veikiamas neigiamo poliaus, tačiau dėl šio būdo dažnai įvykdavo trumpieji jungimai. Baliono paviršius taip pat buvo surūdijęs, todėl sutrumpėjo jo eksploatavimo ir laikymo laikas. Šiuolaikinių akumuliatorių išorė padengiama danga, kuri apsaugo nuo korozijos ir yra trumpojo jungimo izoliacija. Teigiamo poliaus srovės laidininkas yra grafito strypas, vedantis į išorę.

Akumuliatorių tipai

Baterijos skirstomos pagal įvairius kriterijus. Pagrindinis iš jų yra cheminė sudėtis - technologija, naudojama elektros energijai gaminti. Praktiniam naudojimui taip pat yra keletas skirtingų savybių.

Pagal cheminę sudėtį

Potencialų skirtumas galvaninių elementų poliuose susidaro dėl cheminės reakcijos tarp elektrolito tirpale esančių medžiagų ir nutrūksta, kai sudedamosios dalys visiškai sureaguoja. Būtinus procesus galima įgyvendinti įvairiais būdais. Pagal šį kriterijų akumuliatoriai skirstomi į:

1. Druskos tirpalo baterijos. Tradicinis akumuliatoriaus tipas, išrastas maždaug prieš 100 metų. Cinko ir mangano dioksido reakcija vyksta elektrolito aplinkoje - sutirštintame amonio druskos tirpale. Šie elementai yra ne tik lengvi ir nebrangūs, bet ir turi keletą svarbių trūkumų.

• maža pakrovimo talpa;
• linkę savaime išsikrauti saugojimo metu;
• prastas veikimas esant žemai temperatūrai.

Gamybos technologija laikoma pasenusia, todėl galvaninių elementų rinkoje šiuos elementus pakeitė naujesni tipai.

2. Šarminiai elementai laikomi modernesniais. Jie sukonstruoti taip pat, tačiau elektrolitas yra šarmo (kalio hidroksido) tirpalas. Šios baterijos turi privalumų, palyginti su šarminėmis baterijomis:

• didesnė talpa ir keliamoji galia;
• maža savaiminio išsikrovimo srovė užtikrina ilgą galiojimo laiką
• gerai veikia esant žemai temperatūrai.

Už tai mokama didesnė kaina - didesnis svoris ir kaina.

3. Šiuo metu pažangiausi elementai yra ličio akumuliatoriai (nepainioti su ličio baterijomis!). Kaip pliusinis reagentas naudojamas litis ličioMinusas gali būti kitoks. Kaip elektrolitas taip pat naudojami įvairūs skysčiai. Ši technologija leidžia gauti ląsteles, turinčias šiuos privalumus:

• mažas svoris (mažesnis nei kitų tipų);
• ilgas galiojimo laikas dėl labai mažo savaiminio išsikrovimo;
• didesnis pajėgumas ir didelė apkrova.

Kita vertus, kaina yra didelė.

Šios trys technologijos naudojamos AA ir AAA tipo elementams gaminti. Verta paminėti dar du akumuliatorių tipus:

• gyvsidabrio;
• sidabro.

Šios technologijos daugiausia naudojamos disko formos akumuliatoriams gaminti. Šie elementai turi privalumų ir trūkumų, tačiau gyvsidabrio baterijų dienos suskaičiuotos - tarptautiniuose susitarimuose numatyta, kad per kelerius ateinančius metus jų gamyba sumažės ir bus visiškai uždrausta.

Dydžio atžvilgiu

Akumuliatoriaus dydis (tiksliau, tūris) aiškiai apibrėžia jo elektrinę talpą (pagal technologiją) - kuo daugiau reagentų galima sutalpinti į cilindrą, tuo ilgesnis reakcijos laikas. AA dydžio sūraus vandens akumuliatoriaus talpa bus didesnė nei AAA dydžio sūraus vandens elemento. Taip pat galima įsigyti kitų formų AA tipo baterijų:

• A (didesnis nei AA);
• AAAA (mažesnis nei AAA);
• C - vidutinio ilgio ir didesnio storio;
• D - ilgesnis ir storesnis.

Tokio tipo elementai nėra tokie populiarūs, o jų pritaikymo galimybės ribotos. Abiejų tipų yra tik šarminės ir druskinės technologijos.

Pagal vardinę įtampą

Vieno elemento akumuliatoriaus vardinę įtampą lemia jo cheminė sudėtis. Pavieniai šarminiai galvaniniai elementai su druskos tirpalu užtikrina 1,5 V įtampą, kai važiuojama tuščiąja eiga. Ličio maitinimo šaltiniai gali būti tiek 1,5 V (kad būtų suderinami su kitais tipais), tiek aukštesnės įtampos (iki 3 V). Tačiau, kad būtų išvengta painiavos, galima įsigyti tik 1,5 V dydžio elementų.

Naujų akumuliatorių įtampa, esant nominaliai apkrovai, yra artima šiai vertei. Kuo labiau iškraunamas cheminis šaltinis, tuo labiau krinta išėjimo įtampa esant apkrovai.

Iš elementų galima surinkti baterijas. Tada išėjimo įtampa tampa vienos ląstelės įtampos kartotiniu dydžiu. Pavyzdžiui, 6R61 ("Krona") akumuliatorių sudaro 6 pusės volto elementai. Jų bendra įtampa yra 9 voltai. Kiekvieno elemento dydis yra mažas, o tokio akumuliatoriaus talpa maža.

Kurios baterijos vadinamos "pirštų elementais" ir "mažojo piršto baterijomis"?

Abiejų šių dydžių galvaniniai elementai priklauso piršto dydžio baterijų klasei. Šis techninis terminas tokios formos baterijoms apibūdinti vartojamas nuo sovietinių laikų. SSRS buvo gaminami vieno elemento Uranium M (316) ir Kvant (A316) šarminiai elementai, atitinkantys dabartinį AA tipą. Buvo ir kitų cilindro formos pirštų ląstelių, kitokių dydžių ir proporcijų.

XX a. dešimtajame dešimtmetyje prekybininkai rinkose sukūrė terminą "pinky" baterijos, kad atskirtų AAA elementus nuo kitų formų baterijų. Šis vardas tapo įprastas namuose. Tačiau naudoti jį techninėje medžiagoje yra mažų mažiausiai neprofesionalu.

Pagrindinės techninės AA ir AAA baterijų charakteristikos

Pagrindinis AA ir AAA formų skirtumas yra dydis. O tai, kaip jau minėta, lemia pajėgumą.

Reikia nepamiršti, kad elektrinė talpa priklauso nuo išlydžio srovės, o jos nominali vertė bet kokio tipo elementams neviršija kelių dešimčių miliamperų. Esant didesnei nei 100 mA srovei, akumuliatoriaus talpa bus daug mažesnė. Tai reiškia, kad 1000 mA⋅h talpos elemento, kurio iškrovos srovė 10 mA, pakaks maždaug 100 valandų. Tačiau jei iškrovimo srovė yra 200 mA, įkrovimas baigsis daug anksčiau nei po 5 valandų. Talpa sumažės kelis kartus. Be to, mažėjant temperatūrai mažėja visų elementų elektrinė talpa.

Priklausomai nuo dydžio ir technologijos, akumuliatorių svoris skiriasi, nors ši savybė retai būna lemiama - aparato svoris daugeliu atvejų yra daug didesnis nei kelių akumuliatorių svoris. Dažniau tai reikia žinoti saugant ir gabenant galvaninius elementus.

Akumuliatorių svoris priklauso ne tik nuo gamybos technologijos, bet ir nuo to, kaip gaminamas stiklas. Jis gali būti metalinis su plastikine danga arba visiškai polimerizuotas. Naudodami tris maitinimo elementus, geriausiu atveju galite priaugti 30 gramų svorio. Mažai tikėtina, kad tai bus lemiamas atrankos kriterijus.

Laikymo trukmę lemia savaiminio išsikrovimo srovė ir elemento talpa. Savaiminis išsikrovimas priklauso nuo technologijos, talpos ir formos faktoriaus. Tačiau praktikoje antroji savybė mažiau prisideda prie krūvio nuotėkio saugojimo metu. Bent jau taip tvirtina gamintojai, nurodydami, kad AA ir AAA elementų galiojimo laikas yra maždaug toks pat. Sandėliavimo trukmei įtakos turi ir temperatūra - pakilus temperatūrai, sutrumpėja sandėliavimo laikas.

Su druskos ląstelėmis yra dar viena problema. Prastesnės kokybės akumuliatoriuose gali būti elektrolito nuotėkis. Todėl faktinis saugojimo laikas šiuo atveju yra dar trumpesnis.

Maitinimo šaltiniai gali veikti įvairiomis sąlygomis, įskaitant temperatūrą. Galvaninių elementų tinkamumas taip pat priklauso nuo gamybos technologijos. Minėta, kad druskos baterijos blogai veikia esant žemesnei nei nulinė temperatūrai. Ličio akumuliatorių, nepaisant visų jų privalumų, viršutinė riba yra +55 °C (apatinė riba, priklausomai nuo gamintojo, yra iki minus 40 (paprastai minus 20). Šarminės talpyklos pasižymi plačiu diapazonu - nuo maždaug minus 30 iki +60 °C, todėl jos yra universaliausios.

Apibendrinant galima teigti, kad AA ir AAA šeima iš tikrųjų apima daugybę galvaninių elementų variantų. Galima pasirinkti akumuliatorių įvairiomis eksploatavimo sąlygomis ir įvairiomis sąnaudomis.

Susiję straipsniai: