Patareide klassifikatsioon, tüübid ja suurused

2024 Autor: Priscilla Miln | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-17 22:21

Tänapäeval on akud elektroonika ja väikeseadmete kõige levinum toiteallikas. Nende asendamise vajadus tekib üsna sageli. Uue galvaanilise elemendi ostmisel parima valiku tegemiseks tasuks pöörata tähelepanu mitte ainult akude suurusele ja tootja nimele. See artikkel vastab järgmistele küsimustele: mis kujul need toiteallikad on? Millised on akude tüübid suuruse järgi? Kuidas galvaanelemente märgistatakse ja millele peaks ostmisel tähelepanu pöörama, et toide kaua vastu peaks?

Patareide tüübid

Akud klassifitseeritakse vastav alt materjalidele, millest nende aktiivsed komponendid on valmistatud: anood, katood ja elektrolüüt.

Kaasaegseid toiteallikaid on viit tüüpi:

• sool,
• leeliseline,
• elavhõbe,
• hõbe,
• liitium.

Akutüübid suuruse järgi on loetletud allpool. Nüüd vaatame igaüks neist lähem altmääratletud galvaaniliste elementide klassid.

Soolapatareid

Soolapatareid loodi kahekümnenda sajandi teisel poolel. Need asendasid varem olemasolevad mangaan-tsink jõuallikad. Akude mõõtmed ei ole muutunud, kuid nende galvaaniliste elementide valmistamise tehnoloogia on muutunud erinevaks. Soola toiteallikad kasutavad elektrolüüdina ammooniumkloriidi lahust. See sisaldab tsingist ja mangaanoksiidist valmistatud elektroode. Üksikute elektrolüütide vaheline ühendus toimub soolasilda kasutades.

Selliste akude peamine eelis on nende madal hind. Need galvaanilised akud on kõige odavamad.

Soolapatareide puudused:

• tühjendusperioodi jooksul langeb pinge märgatav alt;
• säilivusaeg on lühike ja ainult 2 aastat;
• garanteeritud säilivusaja lõpuks väheneb mahutavus 30–40 protsenti;
• madalal temperatuuril väheneb mahtuvus peaaegu nullini.

Leelispatareid

Need akud leiutati 1964. aastal. Nende toiduallikate teine nimi on leeliseline (ingliskeelsest sõnast alkaline, mis tõlkes tähendab "leeliseline").

Selle aku elektroodid on valmistatud tsingist ja mangaandioksiidist. Leeliseline kaaliumhüdroksiid toimib elektrolüüdina.

Tänapäeval on need akud kõige levinumad, sest need sobivad ideaalselt enamiku jaokselektroonilised seadmed.

Leeliseliste toiteallikate eelised:

• on soolaga võrreldes suurem mahutavus ja sellest tulenev alt pikem kasutusiga;
• saab töötada madalal ümbritseval temperatuuril;
• on paranenud tihedus, see tähendab, et lekke tõenäosus on vähenenud;
• pikem säilivusaeg 5 aastat;
• on soolaakudega võrreldes madalama isetühjenemise määraga.

Leeliseliste toiduallikate puudused:

• tühjenemisperioodi iseloomustab väljundpinge järkjärguline vähenemine;
• Leelispatareid on sama suurusega kui soolapatareid, kuid leelispatareide maksumus ja kaal on suuremad.

Elavhõbedapatareid

Sellisel akul on anood tsingist, katood elavhõbeoksiidist. Elektroodid eraldatakse eraldaja ja 40% kaaliumhüdroksiidi lahusega immutatud diafragmaga. Leelist kasutatakse siin elektrolüüdina. Tänu sellele koostisele saab see toiteallikas töötada akuna. Kuid tsüklilise töö käigus galvaaniline element laguneb, selle võimsus väheneb.

Elavhõbedapatareide eelised:

• stabiilne pinge;
• suur võimsus ja energiatihedus;
• suustab nii kõrget kui ka madalat ümbritsevat temperatuuri;
• pikk säilivusaeg 10 aastat.

Elavhõbeda puudusedtoiteallikad:

• kõrge hind;
• ohtlik kokkupuude elavhõbeda aurudega rõhu alandamise korral;
• on vaja parandada kogumis- ja kõrvaldamisprotsessi.

Hõbedased patareid

Hõbedase patarei puhul kasutatakse anoodiks tsinki ja katoodiks hõbeoksiidi. Elektrolüüt on naatrium- või kaaliumhüdroksiid.

Sellesse kategooriasse kuuluvad kellapatareid, mille mõõtmed on toodud allpool. Hõbedaste toiteallikate eelised on järgmised:

• pinge stabiilsus;
• suure võimsuse ja energiatiheduse olemasolu;
• kindlus ümbritseva õhu temperatuuri suhtes;
• pikk kasutusiga ja ladustamine.

Nende akude puuduseks on nende kõrge hind.

Liitiumpatareid

Sellise aku katood on valmistatud liitiumist. See on anoodist eraldatud separaatori ja membraaniga, mis on immutatud orgaanilise elektrolüüdiga.

Liitiumpatareide plussid:

• pidev pinge;
• suur võimsus ja energiatihedus;
• energia intensiivsuse sõltumatus koormusvoolust;
• väike mass;
• pikk säilivusaeg kuni 12 aastat;
• kindlus äärmuslike temperatuuride suhtes.

Liitiumpatareide puuduste põhjuseks on ainult nende kõrge hind.

Nagu eespool mainitud, on toiduallikatel erinev keemiline koostis. Ka akude kuju ja suurus erinevad üksteisest oluliselt. Galvaanilised elemendid on erineva kõrguse, läbimõõdu ja pingega. Kaaluge akude klassifikatsiooni vastav alt nendele parameetritele.

Akude klassifikatsioon suuruse järgi

Sõltuv alt pingest, kõrgusest, läbimõõdust ja kujust saab toiteallikaid teatud viisil süstematiseerida. Üks populaarsemaid klassifikatsioonisüsteeme on Ameerika. See on näidatud alloleval joonisel. See standardimine on mugav ja seda kasutatakse paljudes riikides.

Ameerika süsteemi järgi liigitatakse toiteallikad järgmiselt:

Nimi	Kõrgus, mm	Läbimõõt, mm	Pinge, V
D	61, 5	34, 2	1, 5
C	50, 0	26, 2	1, 5
AA	50, 5	14, 5	1, 5
AAA	44, 5	10, 5	1, 5
PP3	48, 5	26, 5	9, 0

Lisaks tabelis näidatud klassile on toiteallikatel ka üldnimetus, mida kasutatakseinimesed. Näiteks on AA-patarei suurus võrreldav inimese sõrme suurusega, nii et selle galvaanilise elemendi rahvapärane nimi on "sõrmepatarei" või "kaks A". Kuid toiteallikat C nimetatakse tavaliselt "tolliseks". Galvaanilist elementi D nimetatakse "tünniks". Ja AAA akut, mille mõõtmed on sarnased inimese väikseima sõrme parameetritega, ei nimetata asjata "väikeseks sõrmeks" või "kolmeks A". PP3 toiteplokk sai nimeks "kroon".

Samuti on elektroonikas laialdaselt kasutusel miniatuursed ümarakud, mille suurused ja nimetused on mitmekesised. Lisateavet hõbepillide ja selliste toiteallikate klassifikatsiooni kohta leiate allpool.

Akud "tahvelarvutid": suurused ja nimetused

Miniatuurse ümaraku teine nimi on kuivelement. Sellised toiteallikad koosnevad hõbeoksiidist valmistatud anoodist, tsinkatoodist ja elektrolüüdist. Viimane on soolasegu, millel on pasta konsistents.

Erinevad tootjad määravad sellistele toiteallikatele sageli tähistusi, mis erinevad standardsetest. Allpool on klassifikatsioonitabel, mis loetleb kellapatareide alternatiivsed nimetused ja suurused.

Just need miniatuursed hõbedased "pillid" panevad tänapäevaste käekellade mehhanismid tööle. Kui käes on aku vahetamise aeg, võib tekkida küsimus, milline toiteallikas antud olukorras sobib? Näiteks kui kell kasutas elementi 399, saate seda tehaselle asemel pane miniaku aku, mis olenev alt tootjast võib kanda nimesid V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW või L927E. Nende nimede all hakatakse tootma “tahvelarvutit”, mille kõrgus on 2,6 millimeetrit ja läbimõõt 9,5.

Aku suurus ei ole ainus parameeter, mida toiteplokkide ostmisel arvestada. Selleks, et õppida galvaanilistel elementidel asuvat teavet dešifreerima, peate tutvuma nende märgistamise põhipõhimõtetega.

Aku märgistus

Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon (IEC) on loonud spetsiaalse tähistussüsteemi, mille järgi tuleks kõik patareid märgistada. Teave selle energiaintensiivsuse, koostise, suuruse, klassi ja pinge väärtuse kohta tuleks märkida toiteallika korpusele. Kasutades allpool näidatud aku näidet, vaatame kõiki märgistuselemente lähem alt.

Toiteallika teave näitab järgmist:

• galvaanilise elemendi elektrilaeng on 15 Ah;
• toiteallika klass - AA, see tähendab, et see on "sõrmega" aku;
• pinge on 1,5 volti.

Mida tähendab silt "LR6"? See on tegelikult märgistus, mis annab teavet jõuallika keemilise koostise ja klassi kohta. Patareide tüüpidel on järgmised tähetähised:

• sool – R;
• leeliseline – LR;
• hõbe –SR;
• liitium – CR.

Aku klassid on tähistatud järgmiste numbritega:

• D – 20;
• C–14;
• AA-6;
• AAA-03;
• PP3 – 22.06.

Nüüd saate ülaloleval pildil oleva märgistuse LR6 dešifreerida. Siin olevad tähed näitavad, et tegemist on leelisega galvaanilise elemendiga, ja number näitab "sõrme" patarei suurust, st see näitab, et toiteallikas kuulub klassi AA.

Akude valiku rakendusala ja funktsioonid

Kõigepe alt tuleb märkida, et kõik galvaanilised elemendid vastavad ühendamise nõuetele, see tähendab, et tarbija saab hõlpsasti asendada ühe tootja toiteallika teise sarnase akuga. On ainult üks hoiatus: ühes seadmes ei tohiks kasutada erinevate ettevõtete toodetud või pealegi erinevat tüüpi vooluallikaid. See vähendab oluliselt aku kasutusaega.

Toiteplokkide valimisel tuleb tähelepanu pöörata pakendile. Sageli märgib tootja sellel seadmed, milles on soovitatav neid konkreetseid akusid kasutada. Kui seda teavet ei esitata, aitavad allolevad näpunäited teil õige valiku teha.

Soolaakude võimsus on väike (0,6–0,8 Ah) ja neid kasutatakse väikese energiatarbimisega seadmetes. Need võivad olla kaugjuhtimispuldid, elektroonilised termomeetrid, testrid, põranda- või köögikaalud. Soolaelemente saab kasutada ka kellapatareidena. Selliste vooluallikate mõõtmed on sarnased vastavateleparameetrid aluselised, kuid nende kasutusalad erinevad oluliselt. Lõppude lõpuks, kui kasutada soolapatareisid elektrimootoriga seadmetes, taskulampides või kaamerates, võib nende kasutusiga olla vaid 20-30 minutit. Sellised galvaanilised elemendid ei ole mõeldud suurte koormuste jaoks.

Leelispatareide mahutavus on üsna suur, 1,5-3,2 Ah. See võimaldab neid eduk alt kasutada suurenenud energiatarbimisega seadmetes. Selliste seadmete hulka kuuluvad välguga digikaamerad, taskulambid, laste mänguasjad, kontoritelefonid, arvutihiired jne. Spetsiaalselt kaameratele mõeldud akud annavad energiat kiiremini välja. Sellel on positiivne mõju kaamerate kiirusele. Kui kasutate madala energiatarbimisega seadmetes leeliselist toiteallikat, näitavad patareid suurepäraseid tulemusi ja nende kasutusiga on mitu aastat.

Kakskümmend kuni kolmkümmend aastat tagasi kasutati elavhõbedapatareisid laialdaselt sellistes seadmetes nagu elektroonilised kellad, südamestimulaatorid, kuuldeaparaadid ja sõjalised seadmed. Praeguseks on nende toiteallikate kasutamine piiratud. Paljudes riikides on selliste elektrokeemiliste elementide tootmine ja käitamine keelatud, kuna elavhõbe on mürgine aine. Nende vooluallikate kasutamise korral on vaja korraldada nende liigiti kogumine ja kõrvaldamine vastav alt ohutusnõuetele.

Hõbedast patareisid ei kasutata laialdaseltmetalli kõrge hinna tõttu. Selliseid miniatuurseid toiteallikaid kasutatakse aga laialdaselt kellades, sülearvutite ja arvutite emaplaatides, kuuldeaparaatides, muusikakaartides, võtmehoidjates ja muudes seadmetes, kus ei saa kasutada suuremaid akusid.

Liitiumpatareide eluiga on pikem kui isegi parimatel leelispatareidel. Seetõttu kasutatakse selliseid toiteallikaid suure energiatarbimisega seadmetes. See võib olla arvuti- ja fototehnika, meditsiinitehnika.

Järeldus

Aku on toode, mis oma väiksusest hoolimata võib olla ohtlik. Te ei saa toiteallikat lahti võtta, tulle visata ja loomulikult proovida laadida. Netist leiab näpunäiteid, kuidas akule teist eluiga anda. Ärge proovige selliseid katseid, kuna need võivad olla ohtlikud.

Uute akude ostmisel tuleks lisaks tootjale ja sobivatele suurustele tähelepanu pöörata ka toiteallikate keemilisele koostisele. Selleks peate oskama etiketti lugeda. Õigesti valitud akud teenivad teid kaua ja kvaliteetselt.