Πώς φορτίζει η μπαταρία; Είναι ή όχι πολύπλοκο το κύκλωμα αυτής της συσκευής για να φτιάξετε μια συσκευή με τα χέρια σας; Είναι ένας φορτιστής μπαταρίας αυτοκινήτου ουσιαστικά διαφορετικός από αυτό που χρησιμοποιείται για κινητά τηλέφωνα; Θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε όλες τις ερωτήσεις που τίθενται αργότερα στο άρθρο.
Γενικές πληροφορίες
Η μπαταρία παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη λειτουργία συσκευών, μονάδων και μηχανισμών που απαιτούν ηλεκτρισμό για να λειτουργήσουν. Έτσι, στα οχήματα, βοηθάει η εκκίνηση του κινητήρα του αυτοκινήτου. Και στα κινητά τηλέφωνα, οι μπαταρίες μας επιτρέπουν να κάνουμε κλήσεις.
Η φόρτιση της μπαταρίας, το σχήμα και οι αρχές λειτουργίας αυτής της συσκευής λαμβάνονται υπόψη ακόμη και σε σχολικό μάθημα φυσικής. Αλλά, δυστυχώς, μέχρι τη στιγμή της κυκλοφορίας, πολλές από αυτές τις γνώσεις έχουν ξεχαστεί. Ως εκ τούτου, σπεύδουμε να σας υπενθυμίσουμε ότι η λειτουργία της μπαταρίας βασίζεται στην αρχή της εμφάνισης διαφοράς τάσης (δυναμικό) μεταξύ δύο πλακών, οι οποίες είναι ειδικά βυθισμένες σε διάλυμα ηλεκτρολύτη.
Οι πρώτες μπαταρίες ήταν χαλκού-ψευδάργυρου. Αλλά από τότε, έχουν βελτιωθεί και εκσυγχρονιστεί σημαντικά.
Πώς λειτουργείμπαταρία
Το μόνο ορατό στοιχείο οποιασδήποτε συσκευής είναι η θήκη. Εξασφαλίζει τη γενικότητα και την ακεραιότητα του σχεδιασμού. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το όνομα "μπαταρία" μπορεί να εφαρμοστεί πλήρως μόνο σε ένα στοιχείο μπαταρίας (ονομάζονται επίσης τράπεζες) και υπάρχουν μόνο έξι από αυτά στην ίδια τυπική μπαταρία αυτοκινήτου 12 V.
Επιστροφή στο σώμα. Υπόκειται σε αυστηρές απαιτήσεις. Άρα, θα πρέπει να είναι:
- ανθεκτικό σε επιθετικές χημικές ουσίες;
- ικανό να αντέχει μεγάλες διακυμάνσεις θερμοκρασίας;
- με καλή αντοχή στους κραδασμούς.
Όλες αυτές οι απαιτήσεις ικανοποιούνται από ένα σύγχρονο συνθετικό υλικό - το πολυπροπυλένιο. Οι πιο λεπτομερείς διαφορές θα πρέπει να επισημαίνονται μόνο όταν εργάζεστε με συγκεκριμένα δείγματα.
Αρχή λειτουργίας
Ας πάρουμε για παράδειγμα τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος.
Όταν υπάρχει φορτίο στο τερματικό, αρχίζει να συμβαίνει μια χημική αντίδραση, η οποία συνοδεύεται από την απελευθέρωση ηλεκτρισμού. Με την πάροδο του χρόνου, η μπαταρία θα αδειάσει. Πώς αναρρώνει; Υπάρχει απλό κύκλωμα;
Η φόρτιση της μπαταρίας δεν είναι δύσκολη. Είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί η αντίστροφη διαδικασία - παρέχεται ηλεκτρική ενέργεια στους ακροδέκτες, εμφανίζονται ξανά χημικές αντιδράσεις (αποκαθίσταται ο καθαρός μόλυβδος), γεγονός που θα επιτρέψει τη χρήση της μπαταρίας στο μέλλον.
Η πυκνότητα αυξάνεται επίσης κατά τη φόρτισηηλεκτρολύτη. Έτσι, η μπαταρία αποκαθιστά τις αρχικές της ιδιότητες. Όσο καλύτερη είναι η τεχνολογία και τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή, τόσο περισσότερους κύκλους φόρτισης/εκφόρτισης μπορεί να αντέξει η μπαταρία.
Ποια κυκλώματα φόρτισης μπαταρίας υπάρχουν
Η κλασική συσκευή είναι κατασκευασμένη από ανορθωτή και μετασχηματιστή. Αν θεωρήσουμε όλες τις ίδιες μπαταρίες αυτοκινήτου με τάση 12 V, τότε οι χρεώσεις για αυτές έχουν σταθερό ρεύμα περίπου 14 V.
Γιατί είναι αυτό; Αυτή η τάση είναι απαραίτητη ώστε το ρεύμα να μπορεί να ρέει μέσω μιας αποφορτισμένης μπαταρίας αυτοκινήτου. Εάν ο ίδιος έχει 12 V, τότε μια συσκευή ίδιας ισχύος δεν θα μπορεί να τον βοηθήσει, επομένως, παίρνουν υψηλότερες τιμές. Αλλά σε όλα όσα χρειάζεται να γνωρίζετε το μέτρο: αν υπερεκτιμήσετε υπερβολικά την τάση, αυτό θα επηρεάσει αρνητικά τη διάρκεια ζωής της συσκευής.
Επομένως, εάν θέλετε να φτιάξετε μια συσκευή με τα χέρια σας, είναι απαραίτητο τα αυτοκίνητα να αναζητήσουν κατάλληλα σχέδια φόρτισης μπαταριών αυτοκινήτου. Το ίδιο ισχύει και για άλλες τεχνολογίες. Εάν χρειάζεστε ένα κύκλωμα φόρτισης μπαταρίας ιόντων λιθίου, τότε χρειάζεστε μια συσκευή 4 V και όχι περισσότερο.
Διαδικασία αποκατάστασης
Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα κύκλωμα για τη φόρτιση μιας μπαταρίας από μια γεννήτρια, σύμφωνα με το οποίο συναρμολογήθηκε η συσκευή. Η μπαταρία είναι συνδεδεμένη και η διαδικασία ανάκτησης ξεκινά αμέσως. Καθώς ρέει, η εσωτερική αντίσταση της συσκευής θα αυξάνεται. Μαζί με αυτό, θα πέσει και το ρεύμα φόρτισης.
Όταν η τάση πλησιάζει το μέγιστο δυνατότιμή, τότε αυτή η διαδικασία πρακτικά δεν προχωρά καθόλου. Και αυτό σημαίνει ότι η συσκευή έχει φορτιστεί με επιτυχία και μπορεί να απενεργοποιηθεί.
Τεχνολογικές συστάσεις
Είναι απαραίτητο να διασφαλίσετε ότι το ρεύμα της μπαταρίας είναι μόνο το 10% της χωρητικότητάς της. Επιπλέον, δεν συνιστάται ούτε η υπέρβαση αυτού του δείκτη ούτε η μείωση του. Έτσι, εάν ακολουθήσετε την πρώτη διαδρομή, ο ηλεκτρολύτης θα αρχίσει να εξατμίζεται, γεγονός που θα επηρεάσει σημαντικά τη μέγιστη χωρητικότητα και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Στη δεύτερη διαδρομή, οι απαραίτητες διεργασίες δεν θα συμβούν με την απαιτούμενη ένταση, εξαιτίας της οποίας οι αρνητικές διεργασίες θα συνεχιστούν, αν και σε κάπως μικρότερο βαθμό.
Φόρτιση
Η συσκευή που περιγράφεται μπορεί να αγοραστεί ή να συναρμολογηθεί με το χέρι. Για τη δεύτερη επιλογή, χρειαζόμαστε ηλεκτρικά κυκλώματα για φόρτιση μπαταριών. Η επιλογή της τεχνολογίας με την οποία θα γίνει θα πρέπει να εξαρτάται από το ποιες μπαταρίες είναι ο στόχος. Θα χρειαστείτε τα ακόλουθα στοιχεία:
- Περιοριστής ρεύματος (σχεδιασμένος σε πυκνωτές έρματος και μετασχηματιστή). Όσο μεγαλύτερος μπορεί να επιτευχθεί ο δείκτης, τόσο μεγαλύτερο θα είναι το μέγεθος του ρεύματος. Σε γενικές γραμμές, αυτό θα πρέπει να είναι αρκετό για να λειτουργήσει η φόρτιση. Αλλά η αξιοπιστία αυτής της συσκευής είναι πολύ χαμηλή. Έτσι, εάν σπάσετε τις επαφές ή ανακατέψετε κάτι, τότε τόσο ο μετασχηματιστής όσο και οι πυκνωτές θα αποτύχουν.
- Προστασία σε περίπτωση σύνδεσης «λάθος» πόλων. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να σχεδιάσετε ένα ρελέ. Ναι, υπό όρουςμε βάση μια δίοδο. Εάν μπερδέψετε το συν και το πλην, τότε δεν θα περάσει ρεύμα. Και αφού ένα ρελέ είναι συνδεδεμένο σε αυτό, θα απενεργοποιηθεί. Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το κύκλωμα με μια συσκευή που βασίζεται τόσο σε θυρίστορ όσο και σε τρανζίστορ. Πρέπει να συνδεθεί με ένα σπάσιμο στα καλώδια, με τη βοήθεια του οποίου η ίδια η φόρτιση συνδέεται με την μπαταρία.
- Αυτόματη, η οποία θα πρέπει να έχει φόρτιση μπαταρίας. Το κύκλωμα σε αυτή την περίπτωση πρέπει να διασφαλίζει ότι η συσκευή θα λειτουργεί μόνο όταν υπάρχει πραγματικά ανάγκη. Για να γίνει αυτό, με τη βοήθεια αντιστάσεων, αλλάζει το κατώφλι απόκρισης της διόδου ελέγχου. Οι μπαταρίες 12 V θεωρούνται γεμάτες όταν η τάση τους είναι εντός 12,8 V. Επομένως, αυτός ο αριθμός είναι επιθυμητός για αυτό το κύκλωμα.
Συμπέρασμα
Έτσι, εξετάσαμε τι σημαίνει φόρτιση μπαταρίας. Το κύκλωμα αυτής της συσκευής μπορεί να γίνει σε μία μόνο πλακέτα, αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό είναι αρκετά δύσκολο. Επομένως, γίνονται πολυεπίπεδες.
Σαν μέρος του άρθρου παρουσιάστηκαν στην προσοχή σας διάφορα σχηματικά διαγράμματα, τα οποία καθιστούν σαφές πώς, στην πραγματικότητα, φορτίζονται οι μπαταρίες. Αλλά πρέπει να καταλάβετε ότι αυτές είναι μόνο γενικές εικόνες και οι πιο λεπτομερείς, με ενδείξεις συνεχιζόμενων χημικών αντιδράσεων, είναι ειδικές για κάθε τύπο μπαταρίας.
