బ్యాటరీలు ఎలా పని చేస్తాయి మరియు పని చేస్తాయి

సాంకేతికతలో పదం యొక్క విస్తృత అర్థంలో, "బ్యాటరీ" అనే పదం నిర్దిష్ట ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో ఒక నిర్దిష్ట రకమైన శక్తిని కూడబెట్టుకోవడానికి మరియు ఇతరులలో మానవ అవసరాల కోసం దానిని ఉపయోగించడానికి అనుమతించే పరికరాన్ని సూచిస్తుంది.

నిర్దిష్ట సమయానికి శక్తిని సేకరించి, పెద్ద శ్రమతో కూడిన ప్రక్రియలను నిర్వహించడానికి అవసరమైన చోట అవి ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, తాళాలలో ఉపయోగించే హైడ్రాలిక్ అక్యుమ్యులేటర్లు నదీగర్భంలో నౌకలు కొత్త స్థాయికి ఎదగడానికి అనుమతిస్తాయి.

ఎలక్ట్రిక్ బ్యాటరీలు అదే సూత్రంపై విద్యుత్తుతో పని చేస్తాయి: మొదట, అవి బాహ్య ఛార్జింగ్ మూలం నుండి విద్యుత్తును కూడగట్టుకుంటాయి (సంచితం చేస్తాయి) ఆపై పని చేయడానికి కనెక్ట్ చేయబడిన వినియోగదారులకు ఇస్తాయి. వారి స్వభావం ప్రకారం, అవి రసాయన కరెంట్ మూలాలకు చెందినవి, అవి ఉత్సర్గ యొక్క ఆవర్తన చక్రాలను నిర్వహించగలవు మరియు పదేపదే ఛార్జ్ చేయగలవు.

ఆపరేషన్ సమయంలో, రసాయన ప్రతిచర్యలు నిరంతరం ఎలక్ట్రోడ్ ప్లేట్ల భాగాల మధ్య వాటి పూరక పదార్ధంతో - ఎలక్ట్రోలైట్తో జరుగుతాయి.

విద్యుత్ పరిచయాలను అందించడానికి తీగలు కలిగిన వివిధ లోహాల రెండు ప్లేట్‌లను ఓడ యొక్క శరీరంలోకి చొప్పించినప్పుడు బ్యాటరీ పరికరం యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం సరళీకృత డ్రాయింగ్ ద్వారా సూచించబడుతుంది. ప్లేట్ల మధ్య ఎలక్ట్రోలైట్ పోస్తారు.

డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు బ్యాటరీ ఆపరేషన్

లైట్ బల్బ్ వంటి లోడ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లకు అనుసంధానించబడినప్పుడు, ఒక క్లోజ్డ్ ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ సృష్టించబడుతుంది, దీని ద్వారా డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. ఇది లోహ భాగాలలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని కాటయాన్‌లతో ఉన్న అయాన్‌ల కదలిక ద్వారా ఏర్పడుతుంది.

ఈ ప్రక్రియ సాంప్రదాయకంగా నికెల్-కాడ్మియం ఎలక్ట్రోడ్ డిజైన్‌తో రేఖాచిత్రంలో చూపబడుతుంది.

ఇక్కడ, గ్రాఫైట్ సంకలితాలతో నికెల్ ఆక్సైడ్లు, విద్యుత్ వాహకతను పెంచుతాయి, ఇవి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క పదార్థంగా ఉపయోగించబడతాయి. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క మెటల్ స్పాంజి కాడ్మియం.

ఉత్సర్గ సమయంలో, నికెల్ ఆక్సైడ్ల నుండి క్రియాశీల ఆక్సిజన్ కణాలు ఎలక్ట్రోలైట్లోకి విడుదల చేయబడతాయి మరియు ప్రతికూల ప్లేట్లకు మళ్ళించబడతాయి, ఇక్కడ కాడ్మియం ఆక్సీకరణం చెందుతుంది.

ఛార్జ్ చేస్తున్నప్పుడు బ్యాటరీ పనితీరు

లోడ్ స్విచ్ ఆఫ్ అయినప్పుడు, మూలం మరియు వినియోగదారు యొక్క ప్లస్ మరియు మైనస్ టెర్మినల్స్ కలిసినప్పుడు, అదే ధ్రువణత యొక్క ఛార్జ్ చేయబడిన బ్యాటరీ కంటే ఎక్కువ విలువ కలిగిన ప్లేట్ టెర్మినల్‌లకు స్థిరమైన (నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో, పల్సేటింగ్) వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. .

ఛార్జర్ ఎల్లప్పుడూ ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, ఇది బ్యాటరీలోని అవశేష శక్తిని "అణచివేస్తుంది" మరియు ఉత్సర్గ వ్యతిరేక దిశలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఫలితంగా, ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ మధ్య అంతర్గత రసాయన ప్రక్రియలు మారుతాయి. ఉదాహరణకు, నికెల్-కాడ్మియం ప్లేట్ల పెట్టెపై, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ ఆక్సిజన్‌తో సమృద్ధిగా ఉంటుంది మరియు ప్రతికూల - స్వచ్ఛమైన కాడ్మియం స్థితికి.

బ్యాటరీ డిశ్చార్జ్ మరియు ఛార్జ్ అయినప్పుడు, ప్లేట్లు (ఎలక్ట్రోడ్లు) యొక్క పదార్థం యొక్క రసాయన కూర్పు మారుతుంది, కానీ ఎలక్ట్రోలైట్ మారదు.

బ్యాటరీ కనెక్షన్ పద్ధతులు

సమాంతర కనెక్షన్

ఒక వ్యక్తి తట్టుకోగల డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ మొత్తం అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ ప్రధానంగా డిజైన్, ఉపయోగించిన పదార్థాలు మరియు వాటి కొలతలు. ఎలక్ట్రోడ్‌ల వద్ద ఉన్న ప్లేట్ల విస్తీర్ణం ఎంత పెద్దదైతే, అవి ఎక్కువ కరెంట్‌ను తట్టుకోగలవు.

లోడ్‌కు కరెంట్‌ను పెంచడానికి అవసరమైనప్పుడు బ్యాటరీలలో సమాంతరంగా ఒకే రకమైన కణాలను కనెక్ట్ చేయడానికి ఈ సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది.కానీ అటువంటి డిజైన్‌ను ఛార్జ్ చేయడానికి, మూలం యొక్క శక్తిని పెంచడం అవసరం. రెడీమేడ్ నిర్మాణాలకు ఈ పద్ధతి చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే ఇప్పుడు అవసరమైన బ్యాటరీని వెంటనే కొనుగోలు చేయడం చాలా సులభం. కానీ యాసిడ్ బ్యాటరీ తయారీదారులు దీనిని ఉపయోగిస్తారు, వేర్వేరు ప్లేట్‌లను ఒకే బ్లాక్‌లుగా కలుపుతారు.

సీరియల్ కనెక్షన్

ఉపయోగించిన పదార్థాలపై ఆధారపడి, రోజువారీ జీవితంలో సాధారణ బ్యాటరీల యొక్క రెండు ఎలక్ట్రోడ్ ప్లేట్ల మధ్య 1.2 / 1.5 లేదా 2.0 వోల్ట్‌ల వోల్టేజ్‌ని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. (వాస్తవానికి, ఈ పరిధి చాలా విస్తృతమైనది.) సహజంగానే, అనేక విద్యుత్ పరికరాలకు ఇది సరిపోదు. అందువల్ల, ఒకే రకమైన బ్యాటరీలు సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు ఇది తరచుగా ఒక సందర్భంలో జరుగుతుంది.

సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ మరియు లెడ్ ఎలక్ట్రోడ్ ప్లేట్‌ల ఆధారంగా విస్తృతమైన ఆటోమోటివ్ అభివృద్ధి అటువంటి రూపకల్పనకు ఉదాహరణ.

సాధారణంగా, ప్రజలలో, ముఖ్యంగా రవాణా డ్రైవర్లలో, ఏదైనా పరికరాన్ని బ్యాటరీ అని పిలవడం ఆచారం, దాని మూలకాల సంఖ్యతో సంబంధం లేకుండా - పెట్టెలు. అయితే, ఇది పూర్తిగా సరైనది కాదు.శ్రేణిలో అనుసంధానించబడిన అనేక పెట్టెల నుండి సమీకరించబడిన నిర్మాణం, ఇప్పటికే బ్యాటరీ, దీని కోసం సంక్షిప్త పేరు «АКБ» అతికించబడింది ... దాని అంతర్గత నిర్మాణం చిత్రంలో చూపబడింది.

ప్రతి జాడి సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ల కోసం ప్లేట్ల సమితితో రెండు బ్లాక్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా విశ్వసనీయ గాల్వానిక్ కనెక్షన్ యొక్క అవకాశంతో మెటల్ పరిచయం లేకుండా బ్లాక్స్ ఒకదానికొకటి సరిపోతాయి.

ఈ సందర్భంలో, కాంటాక్ట్ ప్లేట్‌లు అదనపు గ్రిడ్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు సెపరేటర్ ప్లేట్ ద్వారా ఒకదానికొకటి వేరు చేయబడతాయి.

బ్లాక్స్లో ప్లేట్లను కనెక్ట్ చేయడం వలన వారి పని ప్రాంతం పెరుగుతుంది, మొత్తం నిర్మాణం యొక్క మొత్తం నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది మరియు కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్ యొక్క శక్తిని పెంచడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

పెట్టె వెలుపల, అటువంటి బ్యాటరీ దిగువ చిత్రంలో చూపిన మూలకాలను కలిగి ఉంటుంది.

ఇది ధృడమైన ప్లాస్టిక్ హౌసింగ్‌ను కవర్‌తో మూసివేసి, కారు యొక్క ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌కు అనుసంధానం కోసం పైన రెండు టెర్మినల్స్ (సాధారణంగా కోన్ ఆకారంలో) అమర్చబడిందని చూపిస్తుంది. ధ్రువణత గుర్తులు వాటి టెర్మినల్స్‌పై స్టాంప్ చేయబడ్డాయి: «+» మరియు «-«. సాధారణంగా సానుకూల టెర్మినల్ వైరింగ్ లోపాలను నిరోధించడానికి ప్రతికూల టెర్మినల్ కంటే కొంచెం పెద్ద వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రోలైట్ స్థాయిని నియంత్రించడానికి లేదా ఆపరేషన్ సమయంలో స్వేదనజలం జోడించడానికి సర్వీస్ చేయగల బ్యాటరీలు ప్రతి కూజా పైభాగంలో పూరక రంధ్రం కలిగి ఉంటాయి. ఒక ప్లగ్ దానిలో స్క్రూ చేయబడింది, ఇది కేసు యొక్క అంతర్గత కావిటీస్ కాలుష్యం నుండి రక్షిస్తుంది మరియు అదే సమయంలో బ్యాటరీ వంగి ఉన్నప్పుడు ఎలక్ట్రోలైట్ చిందకుండా నిరోధిస్తుంది.

శక్తివంతమైన ఛార్జ్‌తో, ఎలక్ట్రోలైట్ నుండి గ్యాస్ చేయడం సాధ్యమవుతుంది (మరియు ఇంటెన్సివ్ డ్రైవింగ్ సమయంలో ఈ ప్రక్రియ సాధ్యమవుతుంది), బాక్స్ లోపల ఒత్తిడి పెరగకుండా నిరోధించడానికి ప్లగ్‌లలో రంధ్రాలు చేయబడతాయి.ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రోజన్, అలాగే ఎలక్ట్రోలైట్ ఆవిరి, వాటి ద్వారా నిష్క్రమిస్తాయి. అధిక ఛార్జింగ్ కరెంట్‌లతో కూడిన అటువంటి పరిస్థితులను నివారించడానికి ఇది సిఫార్సు చేయబడింది.

అదే సంఖ్య బ్యాంకుల మధ్య మూలకాల కనెక్షన్ మరియు ఎలక్ట్రోడ్ ప్లేట్ల అమరికను చూపుతుంది.

కార్ స్టార్టర్ బ్యాటరీలు (లెడ్ యాసిడ్) డబుల్ సల్ఫేషన్ సూత్రంపై పనిచేస్తాయి. ఉత్సర్గ / ఛార్జింగ్ సమయంలో, ఎలక్ట్రోలైట్ (సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్) లో నీటి విడుదల / శోషణతో ఎలక్ట్రోడ్ల క్రియాశీల ద్రవ్యరాశి యొక్క రసాయన కూర్పులో మార్పుతో పాటు వాటిపై ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియ జరుగుతుంది.

ఛార్జ్ చేస్తున్నప్పుడు ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క నిర్దిష్ట గురుత్వాకర్షణ పెరుగుదల మరియు బ్యాటరీ డిస్చార్జ్ అయినప్పుడు తగ్గుదలని ఇది వివరిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, బ్యాటరీ యొక్క విద్యుత్ స్థితిని అంచనా వేయడానికి సాంద్రత విలువ మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. దానిని కొలవడానికి ఒక ప్రత్యేక పరికరం ఉపయోగించబడుతుంది - కారు హైడ్రోమీటర్.

యాసిడ్ బ్యాటరీల ఎలక్ట్రోలైట్‌లో భాగమైన స్వేదనజలం ఘన స్థితిగా మారుతుంది - ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మంచు. కాబట్టి, చల్లని వాతావరణంలో కారు బ్యాటరీలు గడ్డకట్టకుండా నిరోధించడానికి, నియమాలలో అందించిన ప్రత్యేక చర్యలను వర్తింపజేయడం అవసరం. దోపిడీ కోసం.

ఏ రకమైన బ్యాటరీలు ఉన్నాయి?

వివిధ ప్రయోజనాల కోసం ఆధునిక ఉత్పత్తి ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క విభిన్న కూర్పుతో మూడు డజనుకు పైగా ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. తెలిసిన 12 మోడల్‌లు లిథియంతో మాత్రమే నడుస్తాయి.

కింది వాటిని ఎలక్ట్రోడ్ మెటల్‌గా గుర్తించవచ్చు:

• దారి;

• ఇనుము;

• లిథియం;

• టైటానియం;

• కోబాల్ట్;

• కాడ్మియం;

• నికెల్;

• జింక్;

• వెండి;

• వెనాడియం;

• అల్యూమినియం

• కొన్ని ఇతర అంశాలు.

అవి ఎలక్ట్రికల్ అవుట్‌పుట్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తాయి మరియు అందువల్ల అప్లికేషన్.

ఎలక్ట్రిక్ స్టార్టర్ మోటార్స్ ద్వారా అంతర్గత దహన యంత్రాల క్రాంక్ షాఫ్ట్‌ల భ్రమణ ఫలితంగా స్వల్పకాలిక అధిక లోడ్‌లను తట్టుకోగల సామర్థ్యం లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల లక్షణం. అవి రవాణా, నిరంతర విద్యుత్ సరఫరా మరియు అత్యవసర విద్యుత్ వ్యవస్థలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ప్రామాణికం గాల్వానిక్ కణాలు (సాధారణ బ్యాటరీలు) సాధారణంగా నికెల్-కాడ్మియం, నికెల్-జింక్ మరియు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీలచే భర్తీ చేయబడతాయి.

కానీ లిథియం-అయాన్ లేదా లిథియం-పాలిమర్ డిజైన్‌లు మొబైల్ మరియు కంప్యూటింగ్ పరికరాలు, నిర్మాణ సాధనాలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల్లో కూడా విశ్వసనీయంగా పనిచేస్తాయి.

ఉపయోగించిన ఎలక్ట్రోలైట్ రకం ప్రకారం, బ్యాటరీలు:

• పులుపు

• ఆల్కలీన్.

ప్రయోజనం ప్రకారం బ్యాటరీల వర్గీకరణ ఉంది. ఉదాహరణకు, ఆధునిక పరిస్థితులలో, శక్తి బదిలీకి ఉపయోగించే పరికరాలు కనిపించాయి - ఇతర వనరులను రీఛార్జ్ చేయడం. బాహ్య బ్యాటరీ అని పిలవబడేది అనేక మొబైల్ పరికరాల యజమానులకు ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ నెట్వర్క్ లేనప్పుడు సహాయపడుతుంది. ఇది టాబ్లెట్, స్మార్ట్‌ఫోన్, మొబైల్ ఫోన్‌ను పదేపదే ఛార్జ్ చేయగలదు.

ఈ బ్యాటరీలన్నీ ఒకే విధమైన ఆపరేషన్ సూత్రం మరియు సారూప్య పరికరాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన లిథియం-అయాన్ ఫింగర్ మోడల్ అనేక విధాలుగా గతంలో చర్చించిన యాసిడ్ బ్యాటరీల రూపకల్పనను పునరావృతం చేస్తుంది.

ఇక్కడ మనం అదే కాంటాక్ట్ ఎలక్ట్రోడ్లు, ప్లేట్లు, సెపరేటర్ మరియు హౌసింగ్‌లను చూస్తాము. ఇతర పని పరిస్థితులను పరిగణనలోకి తీసుకొని మాత్రమే వారు తయారు చేస్తారు.

బ్యాటరీ యొక్క ప్రాథమిక విద్యుత్ లక్షణాలు

పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ పారామితుల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది:

• సామర్థ్యం;

• శక్తి సాంద్రత;

• స్వీయ ఉత్సర్గ;

• ఉష్ణోగ్రత పాలన.

కెపాసిటీని బ్యాటరీ యొక్క గరిష్ట ఛార్జ్ అని పిలుస్తారు, ఇది అతి తక్కువ వోల్టేజీకి డిచ్ఛార్జ్ సమయంలో ఇవ్వగలదు. ఇది పెండెంట్‌లలో (SI సిస్టమ్) మరియు ఆంపియర్-అవర్‌లలో (నాన్-సిస్టమ్ యూనిట్) వ్యక్తీకరించబడింది.

సామర్థ్యం యొక్క ఒక రకంగా "శక్తి సామర్థ్యం" ఉంది, ఇది కనీస అనుమతించదగిన వోల్టేజ్‌కు ఉత్సర్గ సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తిని నిర్ణయిస్తుంది. ఇది జూల్స్ (SI) మరియు వాట్-అవర్లలో (SI కాని యూనిట్లు) కొలుస్తారు.

శక్తి సాంద్రత బ్యాటరీ యొక్క బరువు లేదా వాల్యూమ్‌కు శక్తి పరిమాణం యొక్క నిష్పత్తిగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

టెర్మినల్స్‌పై లోడ్ లేనప్పుడు ఛార్జింగ్ తర్వాత సామర్థ్యం కోల్పోవడాన్ని స్వీయ-ఉత్సర్గ పరిగణలోకి తీసుకుంటుంది. ఇది డిజైన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు అనేక కారణాల వల్ల ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య ఇన్సులేషన్ బ్రేక్‌డౌన్‌ల ద్వారా తీవ్రతరం అవుతుంది.

ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత విద్యుత్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు తయారీదారు పేర్కొన్న కట్టుబాటు నుండి తీవ్రమైన వ్యత్యాసాల విషయంలో, అది బ్యాటరీని దెబ్బతీస్తుంది. వేడి మరియు చలి ఆమోదయోగ్యం కాదు, అవి రసాయన ప్రతిచర్యల కోర్సు మరియు పెట్టె లోపల పర్యావరణం యొక్క ఒత్తిడిని ప్రభావితం చేస్తాయి.