Batterij en batterij

Een batterij is een apparaat dat chemische energie omzet in elektrische energie. Het is een praktische manier om energie op te slaan, omdat het na verloop van tijd geen energie verliest en daarom veel wordt gebruikt, vooral in huishoudelijke apparaten..

Een batterij is een apparaat dat chemische energie omzet in elektrische energie, maar het zal na verloop van tijd energie verliezen als het niet wordt opgeladen. Ze kunnen voor huishoudelijk en industrieel gebruik worden gebruikt.

Wat is een stapel?

Een batterij is een primaire generator van elektrische energie (hij wekt zelf energie op), bestaande uit een elektrolytische cel, twee metalen elektroden (een positief, de kathode genoemd, en een negatief, de anode genoemd) en een vloeibaar of pasta-achtig medium genaamd de elektrolyt..

De energie die is opgeslagen in de batterij gaat niet na verloop van tijd verloren; daarom zijn ze een paar jaar houdbaar en blijven ze werken. De interne componenten gaan echter na verloop van tijd achteruit, waardoor de batterij achteruitgaat en niet meer kan worden gebruikt..

Herkomst van batterijen

De eerste paal werd in 1800 gemaakt door Alessandro Volta en werd de voltaïsche paal genoemd. Hoewel de presentatie ver verwijderd was van de huidige geïndustrialiseerde batterijen, liet de creatie ervan niet alleen toe om een ​​vorm van energieopslag te ontdekken, maar ook om te verifiëren dat als meerdere batterijen in serie werden geschakeld, het mogelijk was om de spanning naar believen te verhogen, wat een ontdekking.

Als resultaat van de oprichting van Volta zijn er veel experimenten ontstaan, vooral in Europa, om deze uitvinding te verbeteren. Degene die echter aanleiding gaf tot de paal die we vandaag kennen, is de Leclaché-paal, het resultaat van het onderzoek van Georges Leclanché, een Franse wetenschapper en ingenieur.

Deze batterij, uitgevonden in 1868, bestond uit twee zink- en koolstofelektroden, ondergedompeld in een oplossing van ammoniumchloride. Een pasta van mangaandioxide omringde de koolstofelektrode, terwijl het koolstofpoeder als depolarisator werkte..

Met de Leclanché-batterij werd een efficiëntere manier om energie op te slaan ontdekt: droge batterijen. Ze bestaan ​​uit een zinken cilinder, die de negatieve pool is, een koolstofstaaf in het midden, die fungeert als de positieve pool, en een elektrolytische vulstof. De cilinder is verzegeld, waardoor lekkage van giftige stoffen wordt voorkomen.

Tegenwoordig worden droge cellen industrieel geproduceerd en zijn ze essentieel voor de werking van meerdere alledaagse apparaten..

Werking van een batterij

De batterijelektroden reageren op de elektrolytpasta of -gel, waardoor een oxidatieproces aan de anode (negatieve elektrode) ontstaat dat de productie van elektronen activeert. Van zijn kant wordt in de kathode (positieve elektrode) een reductieproces gegenereerd dat een tekort aan elektronen veroorzaakt.

Wanneer de overtollige elektronen van de negatieve elektrode via een externe geleider naar de positieve elektrode gaan, wordt een elektrische stroom opgewekt.

Batterij kenmerken

Batterijen hebben een aantal kenmerken die van invloed zijn op de opwekking van energie en de duur ervan.

• Door de serieschakeling van een set batterijen kan de elektrische spanning naar believen worden vermenigvuldigd.
• De energie van een batterij is niet oneindig, het wordt beperkt door de grootte van de elektronen en de afstand ertussen.
• Batterijen zijn gemaakt van een perfecte spanningsbron, wat betekent dat hun interne weerstand nul is. Naarmate de batterij verslijt of verslechtert, begint de weerstand toe te nemen en hoe hoger de weerstand, hoe lager de spanning. Daarom zal de energie steeds meer onvoldoende zijn.
• De componenten van een batterij zijn gevoelig voor temperatuurschommelingen, waardoor zeer hoge of zeer lage temperaturen de werking van het apparaat kunnen beïnvloeden..
• De huidige accuspanning varieert van 1,5 volt (voor een typische laaggeprijsde accu) tot 9 volt.

Batterijtypes

Afhankelijk van hun elektrochemische eigenschappen kunnen de batterijen gewoon, alkaline of alkaline-mangaan zijn.

Gewone batterijen

Het zijn droge cellen die bestaan ​​uit een zinken cilinder (negatieve pool), een ammoniumchloride elektrolytpasta en een koolstofstaaf in het midden (positieve pool).

Het zijn de goedkoopste batterijen op de markt, dus ze worden meestal in veel nieuwe apparaten meegeleverd.

Alkaline batterijen

Ze lijken op gewone batterijen, behalve de elektrolytpasta die kalium of natriumchloride bevat, de binnenkant van de zinken cilinder, die ruw is. Dit dient om een ​​groter contactoppervlak te creëren.

Alkaline batterijen gaan langer mee dan een gewone batterij en de stroom is stabieler. Bovendien werken ze op een hoger temperatuurbereik dan een gewone batterij.

Alkaline-mangaanbatterijen

Het zijn alkalinebatterijen waarvan de positieve pool is gemaakt van zink of lithium, terwijl de negatieve pool is gemaakt van mangaandioxide of zilveroxide. Ze worden veel gebruikt in precisie-apparaten, zoals horloges, pacemakers of rekenmachines.

Wat is een batterij?

Een batterij is een secundaire energiegenerator, bestaande uit een of meer elektrochemische cellen. Elk van deze cellen heeft zijn positieve en negatieve elektroden en een elektrolyt.

Het is een secundaire generator omdat er een primair apparaat voor nodig is om energie om te zetten.

Batterijen worden ook wel accu's genoemd.

Herkomst van de batterij

Nadat Alessandro Volta in 1800 de voltaïsche stapel had uitgevonden, werd hij gevolgd door andere onderzoekers en wetenschappers die probeerden te verbeteren wat hij had laten zien..

Een van hen was Gastón Planté, een Franse wetenschapper die in 1860 een loodzuurbatterij creëerde, die hoewel hij aanvankelijk niet goed werd ontvangen, een grote relevantie had met de opkomst van elektriciteit aan het einde van de 19e eeuw..

Precies in die tijd vond de Zweedse wetenschapper Waldermar Jungner een batterij uit met nikkel-cadmium-elektroden en kaliumhydroxide-elektrolyt. Zijn model was zo succesvol dat het eind jaren '40 in de Verenigde Staten werd geproduceerd en op de markt werd gebracht..

De Amerikaanse uitvinder Thomas Alva Edison, de maker van de gloeilamp, nam het idee van Jungner over en creëerde zijn eigen batterij, die nog steeds wordt geproduceerd en op de markt wordt gebracht..

In de jaren zeventig, toen de eerste lithiumbatterijen werden verkocht, die tegenwoordig erg populair zijn omdat ze worden gebruikt voor het besturen van elektrische auto's.

Batterij kenmerken

Batterijen hebben kenmerken in termen van hun proces van verlies, opladen en accumulatie van energie.

• Een batterij verliest geleidelijk zijn elektrische lading, ongeacht of deze wordt gebruikt of niet..
• Het verlies van lading van een batterij is een omkeerbaar proces, waardoor ze een veel langere levensduur hebben in vergelijking met batterijen.
• Batterijen accumuleren een elektrische lading die eerder is geproduceerd met een primaire generator.
• De spanning van een batterij varieert van 2 volt (in loodbatterijen) tot 14,8 volt in sommige lithium-polymeerbatterijen.

Batterijvoeding

Batterijen werken met een reductie- en oxidatieproces, vergelijkbaar met dat van een batterij. In die zin verliest een van de elektroden elektronen bij oxidatie, terwijl de andere elektrode wordt verkleind en elektronen krijgt..

In het geval van batterijen kan dit proces worden omgekeerd door elektrische stroom toe te passen om het apparaat terug te brengen naar zijn oorspronkelijke staat, waardoor een nieuwe oplaadcyclus wordt gestart..

Batterijtypes

Op basis van hun chemische componenten kunnen batterijen in vier typen worden ingedeeld:

Nikkel-cadmium-batterijen

De positieve elektrode is nikkelhydroxide en de negatieve is cadmium, terwijl de elektrolyt kaliumhydroxide is. Ze accepteren hoge spanningen en overbelastingen, maar hun energiedichtheid is erg laag, in combinatie met het feit dat cadmium een ​​zeer giftig element is. Ze hebben een huishoudelijk en industrieel gebruik.

Nikkel-metaalhydride-batterijen

De negatieve elektrode is van nikkel en de positieve elektrode is een metaalhydride-legering. Hun energiedichtheid is hoger, maar ze werken niet goed bij lage temperaturen. Het zijn de batterijen die worden gebruikt in voertuigen met elektrische aandrijving.

Lithium-ion batterijen

Ze hebben een negatieve grafietelektrode en een positieve kobaltoxide- of mangaanoxide-elektrode. Hun ontwikkeling is recent, ze hebben een hoge energiedichtheid en kunnen worden opgeladen zonder dat ze volledig hoeven te worden ontladen. Ze laten echter geen temperatuurveranderingen toe.

Ze zijn het type batterij dat wordt gebruikt door e-booklezers en mobiele telefoons.

Polymeer-lithiumbatterijen

Ze lijken op lithium-ionbatterijen, maar met een hogere energiedichtheid. Ze zijn duur en lopen het risico te exploderen door oververhitting.

Ze worden gebruikt in mobiele telefoons en fotografische apparatuur.

Loodzuur batterijen

Het is samengesteld uit twee loden elektroden en een elektrolyt voor het oplossen van zwavelzuur. Omdat ze van lood zijn gemaakt, zijn ze erg zwaar en daarom onpraktisch. Hun nuttige levensduur is beperkt omdat ze geen diepe ontladingen of overbelasting ondersteunen, ze zijn zeer vervuilend en hun energiepotentieel is erg laag; daarom zijn ze de goedkoopste op de markt.

Zie ook

• Wisselstroom en gelijkstroom
• Geleiders, isolatoren en halfgeleiders
• .