باتری یو پی اس

انواع باتری

انواع باتری
5 (100%) 1 vote

انواع باتری ها

باتری ها انواع گوناگونی دارند. باتری خشک، باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)، باتری نیکل متال هایدرید (Ni-MH)، باتری لیتیوم (Li)، باتری اسیدی، سلول های الکترو شیمیایی و باتری خورشیدی از انواع باری ها هستند. کاربرد باتری ها برای فعّال کردن مدار است به طوری که تمام مدارهایی که با باتری کار می کنند، بدون باتری باید دور انداخته شوند (مثل ساعت، تلفن همراه و…).

نکته: منظور از شارژ باتری، پر شدن باتری و منظور از دشارژ باتری، خالی شدن باتری می باشد.

الف) باتری های خشک:

این نوع باتری ها قابل شارژ نیستند.

یکی از پر کاربردترین نوع باتری ها هستند و انواع گوناگونی دارند.

باتری های لکلانشه و بعضی از باتری های قلیایی از انواع باتری خشک هستند.

باتری قلمی معروف ترین نوع این باتری ها است که در اکثر وسایل الکترونیکی از قبیل ساعت دیواری، کنترل تلویزیون و… بکار می رود.

باتری های خشک معمولاً در مدارهایی استفاده می شوند که جریان کمی مصرف می کنند و این باتری ها برای استفاده در این مدارها (که جریان کمی مصرف می کنند) ایده آل می باشند.

قطب مثبت در باتری های خشک لکلانشه یک میله ی گرافیتی در مرکز باتری است و قطب منفی آن، لایه ی نازکی از فلز روی در اطراف باتری است که معمولاً زیر پوششی از پلاستیک و یک لایه ی حلبی قرار دارد و تا هنگامی که قطب منفی باتری که همان فلز روی است، خورده نشود، از باتری می توان جریان کشید و وقتی که قطب منفی باتری کاملاً از بین رفت، باتری کار نمی کند و با تعویض فلز روی در اطراف باری، می توان از باتری دوباره استفاده کرد.

اگر جریان زیادی از باتری خشک کشیده شود، به سرعت دشارژ می شود و ولتاژ باتری شروع به کم شدن می کند در این صورت عمر مفید باتری کم می شود (علت این کاهش ولتاژ این است که در درون باتری و در اطراف کاتد (قطب مثبت) و آند (قطب منفی) گازهایی مانند هیدروژن (H2) و آمونیاک(NH3) تولید می شود که لایه ای عایق در داخل باتری ایجاد می کنند و مانع از عبور جریان می شوند.

نکته: یکی از معایب باتری های لکلانشه، تولید گازها یی در داخل باتری و وقوع واکنش های نا خواسته است.

در باتری های قلیایی هیچ واکنش نا خواسته ای در داخل باتری رخ نمی دهد به همین دلیل می توان از این باتری ها برای مدت بیشتری استفاده کرد.

قطب مثبت در این باتری ها مخلوطی از گرافیت (C) و اکسید منگنز (MnO2) است که در اطراف باتری و زیر پوششی یک لایه ی پلاستیکی و یک لایه ی حلبی قرار دارد و قطب منفی این نوع باتری میله ی برنجی واقع در وسط باتری است که با خورده شدن آن باتری از کار می افتد.

نکته: در همه ی باتری ها، تا هنگامی که قطب منفی باتری خورده نشود، باتری کار می کند.

ب) باتری Ni-Cd نیکل کادمیوم

نوعی از باتری های قابل شارژ هستند که قیمت بالاتری نسبت به باتری های خشک دارند. این نوع باتری ها در شکل ها، اندازه ها و ولتاژ های گوناگونی ساخته می شوند و کاربرد آنها در وسایلی است که دائماً استفاده می شوند زیرا این باتری ها باید حداقل هفته ای یک بار شارژ کامل و دشارژ کامل شوند زیرا در غیر این صورت روزانه ۱% از توان آنها کم می شود و اگر این باتری ها برای چند روز در حالت شارژ بمانند، آسیب می بینند.

نوع قلمی این باتری ولتاژ ۱/۲۵V تولید می کند.

جریان دهی باتری های نیکل کادمیوم را با میلی آمپر ساعت (mAh) مشخص می کنند و جریان دهی بیشتر باتری های نیکل کادمیوم بین ۵۰۰mAh تا ۱۰۰۰mAh می باشد. آمپر ساعت به این معنا است که یک باتری در یک ساعت چقدر جریان می تواند به مدار بدهد؛ مثلاً اگر جریان دهی یک باتری ۵۰۰mAh باشد، به این معناست که آن باتری می تواند در یک ساعت ۵۰۰mA جریان به مدار بدهد و اگر در یک ساعت از این مقدار جریان بیشتری از باتری کشیده شود، در این صورت ولتاژ باتری رو به کاهش می گذارد و در یک ثانیه می توان جریان ۵۰۰mAh÷۶۰min=8/34mA از این باتری کشید که جریان بسیار کمی است ولی بعضی از باتری های نیکل کادمیوم بزرگ می توانند تا ۱۴/۴Ah جریان تولید کنند در هر ثانیه ۲۴۰m.

پ) باتری نیکل متال هایدرید (Ni-MH):

این نوع باتری جریان دهی بیشتری نسبت به باتری نیکل کادمیوم دارد. مثلاً نوع قلمی باتری نیکل کادمیوم تا حدود ۱۲۰۰mAh جریان تولید می کند ولی نوع قلمی باتری Ni-MH تا حدود ۴۸۰۰mAh جریان تولید می کند!

هشدار خیلی مهم: کادمیوم یک فلز بسیار سمّی است.

هشدار: هرگز باتری های Ni-Cd و Ni-MH را اتصال کوتاه نکنید چون ممکن است آسیب ببینند (چون هنگام اتصال کوتاه کردن این باری ها جریان بسیار زیادی از باتری کشیده می شود که می تواند باتری را خراب کند و باعث گرم شدن باتری می شود(

ت) باتری لیتیوم (Li):

باتری لیتیوم در دو نوع قابل شارژ و غیر قابل شارژ دارد.

نوع غیر قابل شارژ این باتری که به آن باتری لیتیوم می گویند، عمر طولانی داشته و خیلی کم دشارژ می شوند بنابراین از آنها در ساعت مچی، باتری ماشین حساب و وسایلی مشابه استفاده می کنند و باتری لیتیوم نمونه ای از باتری های قلیایی است. اگر بر روی یک باتری کلمه ی Li نقش شده باشد به این معناست که آن باتری، باتری لیتیوم خشک (غیر قابل شارژ) می باشد.

نوع قابل شارژ این باتری که به آن باتری لیتیوم آیون (Li-ion) می گویند

باتری Li-ion در تلفن های همراه، لپ تاپ ها و وسایلی مشابه به کار می روند که دائماً در حال استفاده هستند و این باتری ها بسیار حساس می باشند و با کوچکترین تغییرات ناگهانی ای مانند افزایش و یا کاهش دما و یا کشیدن جریان بیش از حد از آن، منفجر می شوند!!! (که در بعضی از نوت بوک ها این اتفاق رخ داده است!.

تا هنگامی که صفحات داخلی این نوع باتری خورده نشود، می توان این باتری را مورد استفاده قرار داد و آن را شارژ کرد.

ث) باتری های اسیدی:

همانطور که از نام این باتری ها پیداست، این باتری ها از صفحات فلزی و اکسید فلزی ساخته شده است که این صفحات در مخلوطی از اسید ضعیف و آب قرار دارند. باتری اتومبیل و باتری موتور نمونه هایی از این باتری ها هستند. باتری های اسیدی قابل شارژ می باشند و می توان آنها را شارژ کرد. روش شارژ همهی باتری های قابل شارژ از جمله باتری های اسیدی بعداً گفته خواهد شد.

باتری خودرو:

باتری خودرو نوعی باتری سربی-اسیدی است که از صفحات نازک سرب و اکسید سرب IV تشکیل شده است که این صفحات با فاصله ی کمی از هم در داخل محلول رقیقی از اسید سولفوریک (H2SO4) قرار دارند و این مجموعه در درون محفظه ی پلاستیکی واقع شده است که به این محفظه ی پلاستیکی، سلول می گویند.

باتری اتومبیل از به هم بسته شدن ۶ سلول به وجود می آید که هرکدام از این سلولها ۲V برق تولید می کنند و در مجموع ۱۲V برق توسط این سلولها تولید می شود. در هر سلول آند (قطب منفی باتری) فلز سرب است و کاتد (قطب مثبت باتری) سرب IV اکسید است. وقتی از باتری جریان کشیده می شود، آند شروع به خورده شدن توسط اسید می کند و به سولفات سرب که به صورت گرد سفید رنگی است، در اطراف الکترودها (کاتد و آند) تجمع پیدا می کند تا هنگامی که این گرد سفید مانع از خورده شدن آند بشود، ولتاژ سلول شروع به کاهش می کند (با خورده شدن کامل آند هم این اتفاق تکرار می شود) و در این صورت باید باتری را شارژ کرد به این صورت که یک ولتاژ خارجی در حد۱۳V باید به باتری اعمال کرد تا مجدداً آن گرد سفید رنگ به فلز سرب تبدیل شود و اسید سولفوریک دوباره تولید شود. عملیات شارژ و دشارژ هر سلول را می توان بارها تکرار کرد.

نکته: همانطور که قبلاً هم گفته شد، همیشه تا آند باتری به طور کامل خورده نشود، از باتری می توان جریان کشید.

ج) سلول های الکترو شیمیایی:

در حالت کلی دو نوع سلول الکترو شیمیایی وجود دارد:

۱سلولهای گالوانی (ولتایی(

۲سلولهای الکترولیتی

۱( سلولهای گالوانی (ولتایی): سلول های گالوانی به دو دسته تقسیم می شوند:

الف) سلول های گالوانی نوع اوّل

ب) سلول های گالوانی نوع دوم

الف) تمام باتری های خشک و سلول های سوختی (که در ادامه ی این مبحث آمده است) از جمله سلول های گالوانی نوع اوّل هستند زیرا با تمام شدن واکنش دهنده های آن (یعنی خورده شدن قطب منفی در باتری های خشک و تمام شدن گاز در سلول های سوختی) دیگر نمی توان از آنها استفاده کرد.

سلول های سوختی: در این سلول ها از واکنش دادن دو گاز در داخل محفظه ای بسته، می توان انرژی الکتریکی بدست آورد. این دو گاز می توانند اکسیژن و هیدروژن و یا گاز شهری (متان=CH4) باشد. کاربرد سلولهای سوختی در فضاپیماها و… می باشد.

نکته: باتری ۹V نیز نوعی باتری است که به صورت قابل شارژ و غیر قابل شارژ وجود دارد. در شکل زیر یک باتری ۹V را مشاهده می کنید:

ب) سلولهای الکترولیتی شامل دو الکترود کاتد و آند می باشد که در درون محلول الکترولیتی قرار دارند.

سؤال: محلول الکترولیت چیست؟ محلول الکترولیت از دو قسمت مجزا تشکیل شده است که این دو قسمت در درون دو ظرف پلاستیکی قرار دارند که در داخل هرکدام از این ظروف ترکیب آب و یک فلز به صورت یون (وقتی یک فلز به صورت یون در می آید که با اسید واکنش بدهد) وجود دارد و وقتی که این دو الکترود را با یک پل نمکی (که یک کاغذ صافی آغشته شده به KCL [پتاسیم کلرید] و… است) به هم متصل کنیم، به شرط آنکه در درون هریک از یون های فلزی، یک قطعه فلز از همان فلزی که به صورت یون است قرار دهیم، در این صورت اگر وسیله ی الکتریکی مناسبی بین این دو قطعه فلز قرار دهیم، جریان از آن عبور می کند. تمام موارد بالا را در شکل زیر مشاهده می کنید:

نکته: کاربرد سلول های الکترولیتی چندان زیاد نیست ولی در سطوح بعدی روشی را خواهیم گفت که بتوان با این روش اسید فیبر مدار چاپی (که در سطح ۵ معرفی شده است) را برای بارها مورد استفاده قرار داد و مس های حل شده در اسید را از اسید پس گرفت. این روش را خود نویسنده وبلاگ بدون اینکه در کتابی دیگر آن را ببیند، اجرا کرده است.

نکته: آب را به عناصر سازنده اش تجزیه کنید: اگر دو الکترود را در آب وارد کنید، وقتی برق مستقیمی (که ولتاژ بالایی داشته باشد از ۲۰V به بالا) به الکترودها اعمال شود، در این صورت در اطراف الکترود منفی هیدروژن به صورت گاز و در اطراف الکترود مثبت اکسیژن به صورت گاز تولید می شود که هیدروژن با گرفتن الکترون و اکسیژن با گرفتن پروتون خنثی شده و به گاز تبدیل می شود. باید این دو الکترود غیر فلزی و رسانا باشند چون وقتی برق مستقیم به این الکترودها که دردرون آب قرار دارند اعمال بشود، در این صورت در پیرامون الکترود ها محیط اسیدی و بازی به وجود می آید که باعث می شود الکترودها خورده شوند پس الکترودها از جنس گرافیت که در وسط باتری قلمی است و یا مواد رسانای مشابه انتخاب کنید.

نکته: سلول های الکترولیتی در یکی از گرایش های رشته ی شیمی به نام الکترو شیمی، بررسی می شوند که قصد وارد شدن بیش از حد به این شاخه را نداریم.

نکته: همه ی سلول های گالوانی برق مستقیم (DC=Direct Current) تولید می کنند.

چ) باتری های خورشیدی:

این نوع از باتری ها از عناصر نیمه هادی تشکیل شده اند به طوری که اگر نور به آنها بتابد، از خود برق تولید می کنند. باتری های خورشیدی گران هستند و هرچه جریان دهی این باتری ها بیشتر باشد (یعنی جریان بیشتری تولید کنند) در این صورت اندازه ی این باتری ها بزرگتر شده و قیمتش هم بیشتر می شود. یک باتری خورشیدی به ابعاد یک صفحه ی کتاب، حدود ۵۰۰۰۰ تومان و بیشتر می ارزد!

لازم به ذکر است که باتری های خورشیدی برق مستقیم تولید می کنند و این برق مستقیم با مدارات الکترونیکی که در سطوح بعدی آنها را معرفی می کنیم، به برق AC (=Alternate Current) تبدیل می شود.

به باتری های خورشیدی به عنوان یکی از منابع انرژی در آینده ی نزدیک نگاه می شود. این نوع از باتری ها را در ماشین حساب ها و… مشاهده می شوند.

باتری یو پی اس

مدیر سایت ۱۹ خرداد ۱۳۹۵ باتری یو پی اس بدون دیدگاه

دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.

تماس با تکا یو پی اس