Отключить рекламу Создать сайт
Батарейка. Устройство, характеристики, классификация. Техника на Поэтому.Ру

Поэтому.Ру
доступная энциклопедия обо всём

Как устроена батарейка

Фотоаппарат-мыльница, пульт от телевизора, кварцевые часы и даже калькулятор - эти и тысячи других вещей в нашем мире работают от батареек. Кто придумал сделать питание автономным, как батарейка устроена и что делать, если она "села" - в нашем сегодняшнем материале.

1. Кто придумал батарейку

Предыстория батарейки начинается в далёком 17 веке, а её дедушкой был итальянский врач, анатом, физиолог и физик - Луиджи Гальвани. Этот достойный человек является одним из основоположников учения об электричестве и несомненным первопроходцем в изучении электрофизиологии.

Так называемое "животное электричество" Гальвани обнаружил в ходе одного из своих экспериментов. Он присоединил две металлических полоски к мышцам лягушачьей лапки и обнаружил, что при сокращении мышцы возникает электрический разряд. Впрочем, попытка объяснить данное явление Гальвани не совсем удалась: теоретическая основа, которую он подводил, оказалась неверной, но выяснилось это значительно позже. Результаты опытов, полученные Гальвани, полтора века спустя заинтересовали его соотечественника и коллегу. Это был Алессандро Вольта.

Ещё в молодости заинтересовавшись изучением электрических явлений и познакомившись с работами Б. Франклина, Вольта установил в городе Комо первый громоотвод. Кроме этого, он отправил парижском академику Ж.А. Нолле своё сочинение, в котором рассуждал о различных электрических явлениях. В итоге Вольта заинтересовался работами Гальвани.

Внимательно изучив результаты опытов с лягушкой, Алессандро Вольта отметил одну деталь, на которую не обратил внимания сам Гальвани: если к лягушке присоединяли провода из разнородных металлов, мышечные сокращения становились сильнее.

Не удовлетворившись объяснениями, предложенными предшественником, Вольта сделал чрезвычайно смелое и неожиданное предположение: решил, что два металла, разделенные телом, в котором много воды, хорошо проводящей электрический ток (лягушка, без сомнений, может быть отнесена к таким телам), рождают свою собственную электрическую силу. Чтобы не быть голословным, физик провёл серию дополнительных опытов, подтвердивших его предположение.

В 1800 году, 20 марта, Алессандро Вольта написал президенту Лондонского Королевского Общества сэру Джозефу Бэнксу о своём изобретении - новом источнике электричества, получившем название "вольтов столб". Сам изобретатель не до конца понимал весь механизм работы своего детища и даже всерьёз полагал, что создал вполне рабочую модель вечного двигателя.

Кстати, Алессандро Вольта продемонстрировал всему научному сообществу замечательный пример исследовательской скромности: предложил называть своё изобретение "гальваническим элементом", в честь Луиджи Гальвани, чьи опыты навели его на мысль.

2. Анатомия батарейки

Как же выглядели первые "батарейки"? Собственно, устройство своего изобретения А. Вольта весьма и весьма подробно описал в своём письме сэру Джозефу Бэнксу. Первый же его опыт выглядел следующим образом: Вольта опустил в банку с кислотой медную и цинковую пластинки, а затем соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. "Вольтов столб" - это, можно сказать, стопка из соединённых между собой пластинок цинка, меди и сукна, пропитанных кислотой и сложенных друг на друга в определённом порядке.

В современных "пальчиковых" и прочих батарейках "начинка" несколько сложнее. В корпусе батарейки упакованы химические реагенты, при взаимодействии которых и выделяется энергия, а также два электрода - анод и катод. Реагенты эти разделены специальной прокладкой, которая не позволяет твердым частям реагентов перемешиваться, но при этом пропускает к ним жидкий электролит.

Жидкий электролит реагирует с твёрдым реагентом, в результате чего возникает заряд. На реагенте анода он отрицательный, а на катодном - положительный. Чтобы не произошло нейтрализации зарядов твёрдые части реагента разделены мембраной.

Чтобы можно было "снять" полученный заряд и передать его на контакты, в анодный реагент вставлен токосниматель, который выглядит очень просто - тоненький не очень длинный штырёк. Есть в батарейке и катодный токосниматель, который располагается под оболочкой батарейки. Саму оболочку называют внешней гильзой.

Оба токоснимателя соприкасаются внутри батарейки с анодом и катодом. Схема работы батарейки в результате такова: химическая реакция, разделение зарядов на реактивах, переход зарядов на токосниматели, далее - на электроды и в питаемое устройство.

3. Какими бывают батарейки

Существует целых три классификации батареек. Первая - по типоразмеру гальванического элемента. В быту мы чаще всего пользуемся батарейками "пальчиковыми" или "мизинчиковыми", но помимо этого есть ещё средняя и большая батарейки цилиндрической формы, а также два типа батареек, форма которых - параллелепипед: "крона" и просто квадратная. Это - перечень самых распространённых разновидностей формы.

Отличаются автономные источники питания и по типу электролита. Самые дешёвые батарейки, как правило, "солевые" - угольно-цинковые, этот электролит сухой. Ещё один вариант сухого электролита - хлорид цинка. Такие батарейки тоже достаточно дёшевы и широко распространены.

Следующий вариант электролита - щелочной. На этих батарейках написано Alkaline, а внутри - щёлочно-марганцевый, марганцево-цинковый электролит. Их основной недостаток - высокое содержание ртути.

Батарейки с ртутным электролитом на сегодняшний день практически не производятся. Серебряный электролит показывает хорошие эксплуатационные свойства, однако производство таких батареек стоит очень больших денег.

Воздушно-цинковый электролит - самый безопасный для человека и окружающей среды. Стоят они недорого, хранятся долго. Вот только толщина батарейки в 1,5 раза больше обычной щелочной/серебряной. Кроме того, чтобы исключить саморазряд во время её хранения, требуется заклеивать батарейку. Литиевые батареи - довольно дороги, однако их эксплуатационные характеристики значительно превышают показатели прочих батареек.

Ещё один способ поделить батарейки на группы - определить тип химической реакции, который в них происходит. Первичная реакция происходит в гальванических элементах - в самых обыкновенных батарейках. Вторичной зарядке они не поддаются, в отличие от аккумуляторных батарей, в которых происходит вторичная хим.реакция.

4. Правила использования и утилизации

Батарейки нежелательно применять при крайних температурах - сильно охлаждать или нагревать. Это может привести к весьма неприятным последствиям. Если вам пришлось использовать батарейки в холоде, например, зимой на улице, рекомендуется не менее получаса выдержать их в комнатной температуре.

Случается, что батарейки, особенно щелочные, текут. Такое происходит когда нарушается герметичность корпуса батарейки. Использовать эти батарейки ни в коем случае нельзя - это может привести к повреждениям электроприборов.

Что касается утилизации отработанных батареек или аккумуляторов, то этим должны заниматься специальные организации или предприятия. В крупных городах можно найти специально организованные приёмные пункты, куда можно сдать использованные батарейки для их дальнейшей утилизации. Правда, не в каждом городе такой пункт приёма организован. Вопрос, что делать в этом случае остаётся открытым.

5. Список рекомендуемой литературы
  • А. Вольта. "Об электричестве, возбуждаемом простым соприкосновением различных проводящих веществ".
  • Радовский М.И. "Гальвани и Вольта".
  • Спасский Б.И. "История физики".
  • Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Химический источник тока".
  • Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Типоразмеры гальванических элементов".
Источник: Поэтому.Ру
Оценить статью
Читайте также:
Ещё из мира вещей


Аккуратные стопочки монет - это, несомненно, красиво и даже весьма впечатляюще, но когда эти же монеты оттягивают карман - приятного мало. Зато бумажн...
Без мобильника - как без рук. Причём с момента появления этого устройства прошло совсем немного времени. Если кто вспомнит первые мобильные телефон, т...
Это военное подразделение можно считать легендарным. Хотя в рядах Французского Иностранного легиона служило немало людей с весьма сомнительной репутац...
Интернет-торговля сегодня - одно из весьма прибыльных и востребованных направлений развития бизнеса. Мы уже писали о первых шагах в этой области, но с...
Последнее сражение, несущее конец славе полководцев - это всегда событие мирового масштаба. Одним из таких сражений, перевернувших в очередной раз укл...
Фотоаппарат-мыльница, пульт от телевизора, кварцевые часы и даже калькулятор - эти и тысячи других вещей в нашем мире работают от батареек. Кто придум...

avatar
9 dragon29
Еще в детстве прочитал способ продлить жизнь батарейки (на то время их не всегда можно было купить в магазине). Для этого надо проделать дырочки в цилиндре, а затем на несколько часов опустить батарейку в раствор соли. Потом вы её вынимаете и дырки можно залепить пластилином. Она сможет еще отслужить один срок, я это испытал лично. Сейчас же я предпочитаю покупать аккумуляторы, они могут выдерживать более 100 циклов зарядки, поэтому их применение экономически более выгодно, чем простых батареек.
avatar
8 nickolaj
Есть много чего, что должны делать люди: утилизировать батарейки, аккумуляторы, пластиковые бутылки и энергосберегающие лампы. Но. Никто ничего не делает. Городские власти не хотят с этим возиться. А люди не хотят заниматься дома сортировкой мусора.
avatar
7 Roman72
Сейчас приоритет изобретения батарейки оспаривается многими учеными, которые считают что новое - просто забытое старое. Они ссылаются на обнаруженные при раскопках на Ближнем Востоке глиняные сосуды, с остатками химических элементов,которые после реставрации дали вполне приличный ток.Так что батарейка, возможно, намного старше ,чем мы думаем.
avatar
6 serenada
Про назначении батарейки знают даже маленькие дети, они используются почти во всех домашних приборах.Но никто не задумается изучить историю возникновения батарейки.
avatar
5 Ludokk
Батарейка замечательное и полезное изобретение. Эти элементы в быту незаменимы. Однажды у меня батарейка потекла, а прибор вышел из строя. Как жаль что я раньше не прочитала такую статью, иначе не оставила бы устройство при неподходящей температуре. Спасибо за полезную информацию.
avatar
4 tanya25kot
Это же надо, опыты на лягушках. Интересно, почему ученым пришла в голову проводить опыты именно на них? Неужели больше ничего подходящего не нашлось. Но, наверное, открытие того стоит.
avatar
3 cfifgtnhjd
Всегда пользуюсь только алкалиновыми батарейками. Они работают намного дольше. Кстати, если батарейка села, то ее можно зажать между дверей, и она проработает еще пару дней.
avatar
2 aleksey137
Некоторые приборы работают только на алкалиновых батарейках. Если же поставить в них литиевые элементы, то аппарат не будет работать или будет работать с сильными сбоями. wink
avatar
1 SergeyPochep
Постоянно пользуюсь батарейками, но даже не знал, какой у них принцип работы. Статья довольно интересная, прочитал с удовольствием.
avatar
Аккуратные стопочки монет - это, несомненно, красиво и даже весьма впечатляюще, но когда эти же монеты оттягивают карман - приятного мало. Зато бумажн...
Даже если у нас нет своего маленького, но вполне успешного дела, нам приходится регулярно в той или иной форме сталкиваться с налоговой отчётностью. А...
Без мобильника - как без рук. Причём с момента появления этого устройства прошло совсем немного времени. Если кто вспомнит первые мобильные телефон, т...
Языков на свете - великое множество. Но есть среди них особенные: им тысячи лет и на некоторых из них уже сотни лет никто или почти никто не говорит. ...
Независимо от того, как часто мы убираем дома, всегда и везде найдётся пыль. Покрывающая ровным слоем горизонтальные поверхности, собирающаяся в непри...


Всегда разное

Любите рисовать или являетесь поклонником живописи? В любом случае всем доводилось в школе посещать уроки изобразительного искусства. Кто-то...
С каждым годом методы диагностики различных заболеваний совершенствуются. Медики получают возможность более точно установить диагноз и назна...
Интернет-торговля сегодня - одно из весьма прибыльных и востребованных направлений развития бизнеса. Мы уже писали о первых шагах в этой обл...
Все знают, что питаться нужно правильно и регулярно. Но иногда нас так и тянет съесть что-нибудь «вкусненькое», что зачастую бывает вредным,...




Внимание! Копирование любых материалов без ссылки на сайт www.poetomu.ru запрещено законом и преследуется профессиональными юристами совместно с органами прокуратуры и судами
Дизайн сайта — Студия Ариф