कम शक्ति वाले पोर्टेबल उपकरण को अक्सर छोटी सूखी कोशिकाओं द्वारा संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें रिचार्ज करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। रोजमर्रा की जिंदगी में ऐसे डिस्पोजेबल रासायनिक वोल्टेज स्रोतों को बैटरी कहा जाता है। मानक आकार एए और एएए की बैटरी लोकप्रिय हैं। ये अक्षर बैटरी के बाहरी स्वरूप को दर्शाते हैं। आंतरिक संरचना पूरी तरह से अलग हो सकती है। इस फॉर्म फैक्टर में विभिन्न प्रकार की बैटरियों का उत्पादन किया जाता है, जिसमें रिचार्जेबल (एक्युमुलेटरों).
विषय
बैटरी क्या है
"बैटरी" शब्द पूरी तरह से सही नहीं है। बैटरी कई तत्वों से बनी शक्ति का एक स्रोत है। तो, एक पूर्ण बैटरी को 3R12 (3LR12) तत्व कहा जा सकता है - एक "स्क्वायर बैटरी" (सोवियत वर्गीकरण के अनुसार 336) - तीन तत्वों से बना है।इसके अलावा, बैटरी में तत्व 6R61 (6LR61) के 6 सेल होते हैं - "क्रोना", "कोरंड"। लेकिन रोजमर्रा की जिंदगी में "बैटरी" नाम एकल-तत्व रासायनिक शक्ति स्रोतों पर भी लागू होता है, जिसमें एए और एएए आकार शामिल हैं। अंग्रेजी शब्दावली में, एक एकल तत्व को सेल कहा जाता है, और दो या दो से अधिक वोल्टेज स्रोतों की बैटरी को बैटरी कहा जाता है।
ऐसे तत्व भली भांति बंद करके सीलबंद बेलनाकार बर्तन होते हैं। वे परिवर्तन से गुजरते हैं विद्युत में रासायनिक ऊर्जा. ईएमएफ बनाने वाले अभिकर्मकों (ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट) को जस्ता या स्टील के गिलास में रखा जाता है। कांच के नीचे एक नकारात्मक टर्मिनल के रूप में कार्य करता है। पहले, कांच की पूरी बाहरी सतह नेगेटिव पोल के नीचे दी जाती थी, लेकिन इस रास्ते से बार-बार शॉर्ट सर्किट होता था। इसके अलावा, सिलेंडर की सतह जंग के संपर्क में थी, जिससे सेवा जीवन और तत्व के भंडारण में कमी आई। आधुनिक बैटरियों में, जंग से बचाने और शॉर्ट सर्किट के खिलाफ इन्सुलेशन के रूप में काम करने के लिए बाहर की तरफ एक कोटिंग लगाई जाती है। धनात्मक ध्रुव का वर्तमान संग्राहक एक ग्रेफाइट छड़ है, जिसे बाहर लाया जाता है।
बैटरी के प्रकार
बैटरियों को विभिन्न मानदंडों के अनुसार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। मुख्य को रासायनिक संरचना के रूप में पहचाना जाना चाहिए - ईएमएफ प्राप्त करने की तकनीक। व्यावहारिक उपयोग के लिए, कई और अलग-अलग विशेषताएं हैं।
रासायनिक संरचना द्वारा
गैल्वेनिक कोशिकाओं के ध्रुवों पर संभावित अंतर इलेक्ट्रोलाइट समाधान में पदार्थों के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण बनता है और जब सामग्री पूरी तरह से प्रतिक्रिया करती है तो रुक जाती है। आप विभिन्न तरीकों से आवश्यक प्रक्रियाओं को प्राप्त कर सकते हैं। इस मानदंड के अनुसार, बैटरी में विभाजित हैं:
- नमक। पारंपरिक प्रकार की बैटरियों का आविष्कार लगभग 100 साल पहले हुआ था।जस्ता और मैंगनीज डाइऑक्साइड के बीच प्रतिक्रिया एक इलेक्ट्रोलाइट माध्यम में होती है - एक गाढ़ा अमोनियम नमक समाधान। कम वजन और कम कीमत के साथ, इन तत्वों के कई महत्वपूर्ण नुकसान हैं:
- छोटी भार क्षमता;
- भंडारण के दौरान स्व-निर्वहन की प्रवृत्ति;
- कम तापमान पर खराब प्रदर्शन।
उत्पादन तकनीक को अप्रचलित माना जाता है, इसलिए, गैल्वेनिक कोशिकाओं के बाजार पर ऐसे तत्वों को नए प्रकारों द्वारा मजबूर किया जाता है।
- क्षारीय (क्षारीय) तत्व अधिक आधुनिक माने जाते हैं। उन्हें उसी तरह व्यवस्थित किया जाता है, लेकिन इलेक्ट्रोलाइट एक क्षार समाधान (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) है। इन बैटरियों में खारा की तुलना में फायदे हैं:
- बड़ी क्षमता और भार क्षमता;
- कम स्व-निर्वहन धारा लंबी शैल्फ जीवन निर्धारित करती है;
- कम तापमान पर अच्छा प्रदर्शन।
इसके लिए आपको बहुत अधिक वजन और बढ़ी हुई कीमत के साथ भुगतान करना होगा।
- वर्तमान में सबसे उन्नत कोशिकाएँ लिथियम हैं (लिथियम बैटरी के साथ भ्रमित होने की नहीं!) "प्लस" अभिकर्मक के रूप में, वे उपयोग करते हैं लिथियम, नकारात्मक एक अलग हो सकता है। इलेक्ट्रोलाइट के रूप में विभिन्न तरल पदार्थों का भी उपयोग किया जाता है। यह तकनीक आपको ऐसे तत्व प्राप्त करने की अनुमति देती है जिनके निम्नलिखित फायदे हैं:
- हल्के वजन (अन्य प्रकार से कम);
- बहुत कम स्व-निर्वहन के कारण लंबी शैल्फ जीवन;
- क्षमता और भार क्षमता में वृद्धि।
पैमाने के दूसरी तरफ - उच्च लागत।
इन तीन तकनीकों के अनुसार, AA और AAA आकार के तत्वों का उत्पादन किया जाता है। यह दो अन्य प्रकार की बैटरियों का उल्लेख करने योग्य है:
- बुध;
- चांदी।
इन तकनीकों के अनुसार, मुख्य रूप से डिस्क-प्रकार की बैटरी का उत्पादन किया जाता है।ऐसे तत्वों के अपने फायदे और नुकसान हैं, लेकिन पारा बैटरी के दिन गिने जाते हैं - अंतरराष्ट्रीय समझौते उत्पादन की मात्रा में कमी और आने वाले वर्षों में उत्पादन पर पूर्ण प्रतिबंध का सुझाव देते हैं।
आकार के अनुसार
बैटरी का आकार (अधिक सटीक, मात्रा) विशिष्ट रूप से इसकी विद्युत क्षमता (प्रौद्योगिकी की सीमाओं के भीतर) को निर्धारित करता है - अधिक अभिकर्मकों को सिलेंडर के अंदर रखा जा सकता है, प्रतिक्रिया में अधिक समय लगता है। एए आकार के नमक सेल की क्षमता एएए नमक सेल की क्षमता से बड़ी होगी। AA बैटरियों के अन्य रूप कारक भी उपलब्ध हैं:
- ए (एए से अधिक);
- एएएए (एएए से कम);
- सी - मध्यम लंबाई और बढ़ी हुई मोटाई;
- डी - लंबाई और मोटाई में वृद्धि।
इस प्रकार के तत्व इतने लोकप्रिय नहीं हैं, उनका दायरा सीमित है। दोनों प्रकार केवल क्षारीय और नमक प्रौद्योगिकियों द्वारा उत्पादित किए जाते हैं।
रेटेड वोल्टेज द्वारा
एकल सेल बैटरी का रेटेड वोल्टेज इसकी रासायनिक संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है। निष्क्रिय क्षारीय, नमक गैल्वेनिक कोशिकाएं 1.5 V का वोल्टेज देती हैं। लिथियम बिजली की आपूर्ति 1.5 V (अन्य प्रकारों के साथ संगतता के लिए) और बढ़े हुए वोल्टेज (3 V तक) के साथ दोनों उपलब्ध हैं। लेकिन विचाराधीन आकारों में, आप केवल डेढ़ वोल्ट के तत्व खरीद सकते हैं - भ्रम से बचने के लिए।
नई बैटरियों के लिए, रेटेड लोड के तहत वोल्टेज इस मान के करीब है। जितना अधिक रासायनिक स्रोत का निर्वहन किया जाता है, उतना ही आउटपुट वोल्टेज लोड के तहत कम हो जाता है।
कोशिकाओं को बैटरी में एकत्र किया जा सकता है। तब आउटपुट वोल्टेज एक तत्व के वोल्टेज का गुणक बन जाता है। तो, बैटरी 6R61 ("क्रोना") में डेढ़ वोल्ट की 6 कोशिकाएँ होती हैं।वे कुल 9 वोल्ट का वोल्टेज देते हैं। प्रत्येक सेल का आकार छोटा होता है और ऐसी बैटरी की क्षमता कम होती है।
बैटरियों को उंगली और छोटी उंगली क्या कहा जाता है
गैल्वेनिक कोशिकाओं के ये दोनों आकार फिंगर बैटरी के वर्ग के हैं। इस तकनीकी शब्द का इस्तेमाल सोवियत काल से एक समान आकार की बैटरी को संदर्भित करने के लिए किया जाता रहा है। यूएसएसआर ने वर्तमान प्रकार के एए के अनुरूप एकल-तत्व नमक कोशिकाओं "यूरेनस एम" (316) और क्षारीय "क्वांटम" (ए 316) का उत्पादन किया। अन्य आकार और अनुपात के अन्य बेलनाकार उंगली तत्व भी थे।
1990 के दशक में, बाजारों में व्यापारियों ने एएए कोशिकाओं को अन्य रूप कारकों से अलग करने के लिए "छोटी उंगली" बैटरी शब्द गढ़ा। यह नाम रोजमर्रा की जिंदगी में व्यापक हो गया है। लेकिन तकनीकी सामग्री में इसका उपयोग कम से कम अव्यवसायिक है।
एए और एएए बैटरी की मुख्य तकनीकी विशेषताएं
AA और AAA फिंगर बैटरी के बीच मुख्य अंतर आकार का है। और वह, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, क्षमता निर्धारित करता है।
| आकार | लंबाई, मिमी | व्यास, मिमी | विद्युत क्षमता, एमएएच | ||
|---|---|---|---|---|---|
| लिथियम | नमक | क्षारीय | लिथियम | ||
| आ | 50 | 14 | 1000 | 1500 | 3000 . तक |
| एएए | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
यह याद रखना चाहिए कि विद्युत समाई डिस्चार्ज करंट पर निर्भर करती है, और किसी भी प्रकार के तत्वों के लिए इसका नाममात्र मूल्य कई दसियों मिलीमीटर से अधिक नहीं होता है। 100 mA से ऊपर की धाराओं में, बैटरी की क्षमता बहुत कम होगी। इसका मतलब है कि 10 एमए के करंट से डिस्चार्ज होने वाली 1000 एमएएच की सेल लगभग 100 घंटे तक चलेगी। लेकिन अगर डिस्चार्ज करंट 200 mA है, तो चार्ज 5 घंटे से बहुत पहले खत्म हो जाएगा। क्षमता कई गुना कम हो जाएगी। साथ ही, घटते तापमान के साथ किसी भी तत्व की विद्युत धारिता कम हो जाएगी।
आकार और तकनीक के आधार पर, बैटरी के अलग-अलग वजन होते हैं, हालांकि यह विशेषता शायद ही कभी निर्णायक होती है - ज्यादातर मामलों में उपकरणों का द्रव्यमान कई बैटरी के वजन से काफी अधिक होता है। गैल्वेनिक कोशिकाओं के भंडारण और परिवहन के प्रयोजनों के लिए अक्सर यह जानना आवश्यक है।
| आकार | वजन, जी | ||
|---|---|---|---|
| नमक | क्षारीय | लिथियम | |
| आ | 15 . तक | पच्चीस तक | 15 . तक |
| एएए | 7-9 | 11-14 | 10 . तक |
न केवल निर्माण तकनीक पर, बल्कि कांच के उत्पादन की विधि के आधार पर बैटरियों के वजन में भिन्नता होती है। यह प्लास्टिक कोटिंग या पूरी तरह से बहुलक के साथ धातु हो सकता है। तीन शक्ति तत्वों के साथ, आप अधिकतम 30 ग्राम वजन जीत सकते हैं। यह संभावना नहीं है कि चुनते समय यह एक निर्धारण मानदंड बन सकता है।
शेल्फ जीवन स्व-निर्वहन वर्तमान और सेल क्षमता द्वारा निर्धारित किया जाता है। सेल्फ-डिस्चार्ज तकनीक पर निर्भर करता है, क्षमता फॉर्म फैक्टर पर निर्भर करती है। लेकिन व्यवहार में, दूसरी विशेषता भंडारण के दौरान रिसाव को कम करने में योगदान करती है। कम से कम, यह वही है जो निर्माता आश्वासन देते हैं, एए और एएए तत्वों के लिए गोदामों में लगभग समान अवधि का संकेत देते हैं। तापमान शेल्फ जीवन को भी प्रभावित करता है - इसकी वृद्धि के साथ, शेल्फ जीवन कम हो जाता है।
| आकार | शेल्फ जीवन, वर्ष | ||
|---|---|---|---|
| नमक | क्षारीय | लिथियम | |
| एए, एएए | 3 . तक | 5 तक | 12-15 |
नमक तत्वों की एक और समस्या है। कम गुणवत्ता वाली बैटरियों से इलेक्ट्रोलाइट का रिसाव हो सकता है। इसलिए, इस मामले में वास्तविक शेल्फ जीवन और भी छोटा होगा।
बिजली की आपूर्ति तापमान सहित विभिन्न स्थितियों में संचालित की जा सकती है। और गैल्वेनिक कोशिकाओं की उपयुक्तता अलग-अलग होगी - यह भी निर्माण तकनीक पर निर्भर करती है। यह उल्लेख किया गया था कि नमक बैटरी शून्य से नीचे के तापमान पर अच्छी तरह से काम नहीं करती हैं।लिथियम, इसके सभी फायदों के बावजूद, +55 डिग्री सेल्सियस की ऊपरी सीमा है (निचली सीमा निर्माता के आधार पर शून्य से 40 (आमतौर पर शून्य से 20 तक) तक है)। क्षारीय लोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है - लगभग माइनस 30 से +60 ° C तक और इस संबंध में सबसे बहुमुखी हैं।
संक्षेप में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एए और एएए परिवारों में वास्तव में बड़ी संख्या में गैल्वेनिक कोशिकाओं की विविधताएं शामिल हैं। आप परिचालन स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला और लागतों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए बैटरी चुन सकते हैं।
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