Работа большинства радиоэлектронных устройств и бытовых приборов невозможна без сменяемых компактных источников питания. Гальванические элементы, которые в обиходе называются батарейками, являются источниками питания для радиоприемников, кварцевых часов, кухонных весов, детских игрушек, цифровых аппаратов, фонарей, а также пультов управления музыкальными центрами, кондиционерами, телевизорами и т.д.
Выбирать батарейки, оптимально подходящие для каждого конкретного электронного устройства, нужно с учетом их основных характеристик.
Напряжение
Номинальное напряжение источников питания зависит от их типа и указывается на корпусе. На сегодняшний день выпускаются батарейки с напряжением 1,5; 3 и 9 В.
Емкость
Исходя из этой характеристики, можно определить максимальный временной промежуток, в течение которого гальванический элемент может служить источником питания для подключенной к нему нагрузки. Емкость батарейки наносится на корпус батарейки.
Саморазряд
Характеризует естественное снижение номинальной емкости источника питания без нагрузки во время его хранения на складе предприятия изготовителя или на месте реализации. В зависимости от температурного режима и срока хранения, потеря емкости может достигать 30%, поэтому при покупке батарейки необходимо обращать внимание на дату изготовления.
Гальванические источники питания выпускаются российскими и зарубежными производителями, по материалу электродов и составу электролита они подразделяются на:
• солевые;
• щелочные;
• литиевые;
• ртутные и серебряные;
• аккумуляторные.
От того, какие батарейки используются для комплектации устройств, напрямую зависит продолжительность их бесперебойной работы.
Солевые
В батарейках этого типа для изготовления электродов используются оксиды цинка и марганца. В качестве электролита используется хлорид цинка с небольшим добавлением хлорида кальция. Единственным достоинством этих источников питания является низкая стоимость. Солевые батарейки характеризуются резким падением напряжения во время эксплуатации, а также емкости при снижении температуры воздуха до отрицательных значений. Кроме того, срок хранения таких батареек не превышает двух лет со дня изготовления. Источники питания этого типа рекомендованы для установки в приборы с низким потреблением электроэнергии. Номинальное напряжение солевых батареек не превышает 1,5 В.
Щелочные
Анод щелочных батареек выполнен из цинка, легированного свинцом, висмутом, индием и алюминием. Катод изготавливается из диоксида марганца с добавлением графита или ацетиленовой сажи. Электролит состоит из гидроксида калия или натрия с добавлением гидроксида лития и оксида цинка. Щелочные батарейки являются универсальными как по стоимости, так и по сроку службы, который превышает срок работы солевых батарей на 50%. Кроме того, падение емкостных характеристик и напряжения происходит плавно. Номинальное напряжение щелочных батареек не превышает 1,5 В.
Литиевые
В батарейках этого типа анод выполнен из лития, а в качестве катода может быть использован диоксид марганца, оксид меди, йод или дисульфид железа. Состав электролита зависит от материала, из которого изготовлен катод. Литиевые источники питания имеют высокую энергоемкость и стабильность емкостных характеристик, вне зависимости от величины разрядного тока. Такие батарейки обеспечивают длительную работу приборов, в которых они установлены, в том числе при низких температурах воздуха. Номинальное напряжение литиевых батареек может достигать 3 В.
Аккумуляторные
Такие источники питания являются альтернативой всем ранее описанным батарейкам. Основным преимуществом аккумуляторных никель-кадмиевых или никель-металлгидридовых батареек является возможность восстанавливать их заряд после снижения емкостных характеристик и номинального напряжения до минимального уровня. Для этого используются специальные зарядные устройства.
Ртутные и серебряные
Несмотря на высокую энергоемкость и постоянную величину напряжения в течение всего срока службы, ртутные и серебряные источники питания не получили широкого распространения из-за высокой стоимости, сложностей с утилизацией отслуживших батареек и необходимости соблюдения повышенных мер безопасности во время эксплуатации.
Форм-фактор
Гальванические источники питания различаются не только по материалу электродов и составу электролита, но и внешнему виду, а также форме, так называемому форм-фактору.
Пальчиковые (AA) - батарейки цилиндрической формы, предназначенные для установки в фонарики, часы, детские игрушки, пульты дистанционного управления бытовой техникой и пр.
Мизинчиковые (AAA) - мизинчиковые батарейки используются для тех же целей, что и источники питания форм-фактора AA и отличаются от них несколько меньшим диаметром.
А23 и А27 - от источников питания AA и AAA батарейки этих форм-факторов отличаются меньшей длиной и используются для комплектации миниатюрных радиочастотных устройств.
C и D - В настоящее время такие батарейки применяются крайне редко, так как имеют значительно больший диаметр, чем источники питания AA. Размеры батарейки этих форм-факторов не подходят для комплектации современных радиоэлектронных устройств.
Крона - устаревший форм-фактор, имеющий вид прямоугольного параллелепипеда. В недавнем прошлом был весьма распространен. В отличие от всех иных источников питания, «плюсовой» и «минусовой» электроды у него размещены не диаметрально противоположно, а рядом. Единственная батарейка с напряжением 9 В.
«Таблетка» - в отличие от батареек других форм-факторов, которые могут быть солевыми, щелочными или литиевыми, источники этого типа относятся к литиевому типу и различаются не только по диаметру и высоте, но и по составу электродов и электролита. Такие гальванические элементы имеют свою систему маркировки. «Таблетки» необходимы для питания миниатюрных и субминиатюрных устройств.
Зная основные характеристики батареек, можно легко определить, какие батарейки выбрать в качестве источника питания для того или иного электронного устройства.
Важно:
Выбрасывать отработавшие свой ресурс батарейки вместе с бытовыми отходами категорически нельзя. Химические элементы, из которых изготовлены электроды источников питания и входящие в состав электролитов, являются источником загрязнения окружающей среды. В каждом городе существуют специализированные пункты, в которых производится сбор и утилизация «севших» батареек всех типов, а также источников питания аккумуляторного типа.
Оригинал статьи размещен на нашем сайте cable.ru.
Мы надеемся, что наш материал был интересен и полезен для Вас!
А для того, чтобы не пропустить выход новых статей, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал: Кабель.РФ: всё об электрике.