باتری‌ها و عملکرد آن‌ها

باتری‌ها و عملکرد آن‌ها
 باتری منبعی از انرژی پتانسیل الکتریکی است که در درون آن با انجام واکنش‌های شیمیایی، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود، این انرژی در قطب‌های باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطب‌های باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی Electromotive force یا emf  باتری می‌گویند و آن را با یکای ولت اندازه‌گیری می‌کنند. قطب مثبت باتری را آند و قطب منفی آن را کاتد می‌نامند. (درفرهنگ عامیانه به قطب‌ها، سر مثبت و سر منفی نیز گفته می‌شود.)

انواع باتری‌ها:

باتری‌ها انواع گوناگونی دارند. باتری خشک، باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)،  باتری لیتیوم (Li)، باتری اسیدی، سلول های الکترو شیمیایی و باتری خورشیدی از انواع باتری‌ها هستند. کاربرد باتری‌ها برای فعّال کردن مدار است به طوری که تمام مدارهایی که با باتری کار می‌کنند، بدون باتری باید دور انداخته شوند (مثل ساعت، تلفن همراه و…).
عملکرد کلیه‌ی باتری‌ها تقریباً مشابه یکدیگر است. پس با فهم آن چه درون یکی از آن‌ها رخ می‌دهد، می‌توان به درک مناسبی از شیوه ی کار کلیه‌ی باتری‌ها دست یافت. ما طرز کار  باتری روی – کربن را توضیح می‌دهیم. این باتری یکی از ساده‌ترین باتری‌هایی است که می‌توان ساخت و گاهی آن را  "باتری استاندارد کربنی"  نیز می‌نامند.
فرض کنید ظرفی حاوی اسید سولفوریک داریم. اگر میله‌ای از جنس روی را در این محلول قرار دهید، اسید شروع به خوردن روی می‌کند. حباب‌های هیدروژن روی میله ظاهر می‌شود و محلول در اثر حرارت حاصل از واکنش شیمیایی، گرم خواهد شد. آن چه روی می‌دهد، تقریباً به ترتیب زیر است:

مولکول‌های اسید به سه یون تفکیک می‌شوند: دو یون +H و یک یون -SO42.
اتم‌های روی دو الکترون از دست می‌دهند و به یون های Zn2+ تبدیل می‌شوند.
یون‌های  +Zn2  با یون‌های-SO42  ترکیب شده و به صورت ZnSO4 درمی‌آید، که در اسید حل می‌شود.
یون‌های هیدروژن الکترون‌هایی را که اتم‌های روی از دست داده‌اند، جذب می‌کنند و به صورت مولکول H2 ( گاز هیدروژن ) در می‌آیند. این همان حباب‌هایی است که روی میله ظاهر می‌شود.

حال اگر میله‌ای از جنس کربن نیز در محلول قرار دهید ( اسید روی این میله اثری ندارد.) و آن را با سیم به میله‌ی اول متصل کنید، شرایط تغییر می‌کند و به صورت زیر درمی‌آید:

الکترون‌ها از طریق سیم به سمت میله‌ی کربنی می‌روند و در آن جا جذب یون‌های هیدروژن می‌شوند. این بار حباب‌های گاز هیدروژن روی میله کربنی تشکیل می‌شود.
در این حالت گرمای کمتری آزاد می‌شود، زیرا بخشی از انرژی شیمیایی حاصل از واکنش صرف جریان الکترون‌ها شده است؛ یعنی در حالت اول انرژی شیمیایی فقط به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود، ولی در حالت دوم بخشی از آن به انرژی الکتریکی و بخشی دیگر به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود.

                                                                            
با گذشت زمان، میله‌ی روی کم کم در اسید حل می‌شود و یون‌های هیدروژن موجود در محلول نیز به تدریج مصرف می‌شوند، تا این که سرانجام باتری تمام می‌شود.

به دو میله‌ی به کار رفته در باتری، اصطلاحاً " الکترود " می‌گویند.

محلول حاوی یون ( در مثال بالا اسید سولفوریک ) نیز " الکترولیت " نامیده می‌شود.

در باتری‌ای که شما ساخته‌اید، اتفاقاتی که روی می‌دهد بسیار شبیه مراحل بالاست. این مراحل در شکل‌های زیر نشان داده شده است.

                                                    
                              
                                                           دیگر مقاله های تالی الکتریک
لطفا دیدگاهتان را در فرم زیر درج نمایید.
کد امنیتی نمایش داده شده در تصویر بالا را وارد فرمایید.
مطالب بیشتر در این زمینه
شارژ باتری یو پی اس در دماهای بالا و پایین
 ۱۹ آذر ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

شارژ باتری یو پی اس در دماهای بالا و پایین

همانطور که می دانید باتری یکی از اجزای مهم برای یو پی اس می باشد پس بنابراین نیاز است که درباره شارژ باتری یو اس ها در دماهای بالا و پایین اطلاعات کامل و درستی را در اختیار داشته باشید. دما روی شارژ باتری های قابل شارژ، تأثیر می گذارد. حتی وقتی می توانند در دامنه وسیعی از دما کار کنند و این ...  ادامه مطلب 
دلایل تمام شدن باتری UPS
 ۱۲ آبان ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

دلایل تمام شدن باتری UPS

بزرگترین دلیل تمام شدن عمر باتری های یو پی اس: بارهای مثبت باتری که تشکیل شده از اکسید سرب هستند به تدریج به علت واکنش های شیمیایی در طولانی مدت به سولفات سرب تبدیل می شوند و محلول الکترولیت هم خاصیت اسیدی خود را از دست می دهد و سرب قطب کاتد هم به سولفات سرب تبدیل می شود که در این صورت دیگر هیچ واکنش شیمیایی ...  ادامه مطلب 
باتری یو پی اس ژل اسید
 ۲۶ شهریور ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

باتری یو پی اس ژل اسید

Ups چیست؟ یو پی اس منبع تغذیه بدون وقفه می باشد که در حقیقت یک منبع تغذیه برای جریان الکترونیکی می باشد و عمده ترین کاری که این دستگاه انجام می دهد تامین توان مورد نیاز بار مصرفی برق بدون وقفه می باشد. Uninterruptible Power Supply که همان عبارت تکمیلی ups می باشد را به عنوان منبع توان بدون وقفه با استفاده از انرژی ذخیره شده ...  ادامه مطلب 
باتری یو پی اس سیلد اسید
 ۲۶ شهریور ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

باتری یو پی اس سیلد اسید

نوع دیگر از باتری های یو پی اس، باتری یو پی اس سیلد اسید می باشد که ساختار مهندسی آن امکان استفاده از آن را در کاربردهای گوناگون در اختیار شما قرار می دهد. مسئله مهم درباره این باتری ها این است که تنها رسیدگی مورد نیاز آن ها تمیز کردن آن می باشد زیرا گه این باتری ها به گردو غبار و دمای بالای محیط بسیار حساس می ...  ادامه مطلب 
اتصال باتری های FIRST POWER بصورت سری و موازی
 ۲۰ مرداد ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

اتصال باتری های FIRST POWER بصورت سری و موازی

اجزاء مدار الکتریکی می‌توانند به روش‌های مختلفی به هم وصل شوند. ساده‌ترین آن‌ها اتصالات سری و موازی هستند. در اتصال سری قطعات پشت سر هم قرار داده می‌شوند به‌ گونه‌ای که جریان عبوری از همه آن‌ها یکسان خواهد بود. در اتصال موازی ولتاژ اعمال شده به همه اجزای سازنده یکسان خواهد ...  ادامه مطلب