Jak ładuje się bateria? Czy obwód tego urządzenia jest skomplikowany, czy nie, aby zrobić urządzenie własnymi rękami? Czy ładowarka samochodowa zasadniczo różni się od ładowarki używanej w telefonach komórkowych? Postaramy się odpowiedzieć na wszystkie pytania postawione w dalszej części artykułu.
Informacje ogólne
Bateria odgrywa bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu urządzeń, jednostek i mechanizmów, które do działania wymagają energii elektrycznej. Tak więc w pojazdach pomaga uruchomić silnik samochodu. A w telefonach komórkowych baterie pozwalają nam na wykonywanie połączeń.
Ładowanie baterii, schemat i zasady działania tego urządzenia są brane pod uwagę nawet na szkolnym kursie fizyki. Ale, niestety, do czasu uwolnienia wiele z tej wiedzy zostało zapomnianych. Dlatego spieszymy przypomnieć, że działanie akumulatora opiera się na zasadzie występowania różnicy napięć (potencjałów) między dwiema płytkami, które są specjalnie zanurzone w roztworze elektrolitu.
Pierwsze baterie były miedziano-cynkowe. Ale od tego czasu znacznie się poprawiły i zmodernizowały.
Jak to działabateria
Jedynym widocznym elementem każdego urządzenia jest obudowa. Zapewnia ogólność i integralność projektu. Należy zauważyć, że nazwa „akumulator” może być w pełni odniesiona tylko do jednego ogniwa akumulatora (nazywa się je również bankami), a w tym samym standardowym akumulatorze samochodowym 12 V jest ich tylko sześć.
Powrót do ciała. Podlega ścisłym wymogom. Powinno więc być:
- odporny na agresywne chemikalia;
- wytrzymuje duże wahania temperatury;
- z dobrą odpornością na wibracje.
Wszystkie te wymagania spełnia nowoczesny materiał syntetyczny – polipropylen. Bardziej szczegółowe różnice należy podkreślać tylko podczas pracy z określonymi próbkami.
Zasada działania
Weźmy jako przykład akumulatory kwasowo-ołowiowe.
Gdy terminal jest obciążony, zaczyna zachodzić reakcja chemiczna, której towarzyszy uwolnienie prądu. Z czasem bateria się wyczerpie. Jak ona wraca do zdrowia? Czy istnieje prosty obwód?
Ładowanie baterii nie jest trudne. Konieczne jest przeprowadzenie procesu odwrotnego - do zacisków dopływa prąd, ponownie zachodzą reakcje chemiczne (przywracany jest czysty ołów), co pozwoli na dalsze użytkowanie akumulatora.
Gęstość wzrasta również podczas ładowaniaelektrolit. W ten sposób bateria przywraca swoje początkowe właściwości. Im lepsza technologia i materiały użyte do produkcji, tym więcej cykli ładowania/rozładowania może wytrzymać akumulator.
Jakie są obwody ładowania akumulatora
Klasyczne urządzenie składa się z prostownika i transformatora. Jeśli weźmiemy pod uwagę wszystkie te same akumulatory samochodowe o napięciu 12 V, to ładunki dla nich mają stały prąd około 14 V.
Dlaczego tak jest? To napięcie jest niezbędne, aby prąd mógł płynąć przez rozładowany akumulator samochodowy. Jeśli on sam ma 12 V, to urządzenie o tej samej mocy nie będzie mu w stanie pomóc, dlatego przyjmują wyższe wartości. Ale we wszystkim, co musisz znać miarę: jeśli za bardzo przeszacowujesz napięcie, wpłynie to niekorzystnie na żywotność urządzenia.
Dlatego, jeśli chcesz zrobić urządzenie własnymi rękami, samochody muszą poszukać odpowiednich schematów ładowania akumulatorów samochodowych. To samo dotyczy innych technologii. Jeśli potrzebujesz obwodu ładowania akumulatora litowo-jonowego, potrzebujesz urządzenia 4 V i nic więcej.
Proces przywracania
Załóżmy, że masz obwód do ładowania akumulatora z generatora, zgodnie z którym urządzenie zostało zmontowane. Akumulator jest podłączony i proces odzyskiwania rozpoczyna się natychmiast. W miarę przepływu wzrasta opór wewnętrzny urządzenia. Wraz z nim prąd ładowania spadnie.
Gdy napięcie zbliża się do maksymalnego możliwegowartość, to proces ten praktycznie w ogóle nie przebiega. Oznacza to, że urządzenie zostało pomyślnie naładowane i można je wyłączyć.
Zalecenia technologiczne
Konieczne jest zapewnienie, że prąd akumulatora wynosi tylko 10% jego pojemności. Ponadto nie zaleca się ani przekraczania tego wskaźnika, ani jego zmniejszania. Jeśli więc podążysz pierwszą ścieżką, elektrolit zacznie parować, co znacząco wpłynie na maksymalną pojemność i żywotność baterii. Na drugiej ścieżce niezbędne procesy nie zajdą z wymaganą intensywnością, przez co procesy negatywne będą kontynuowane, chociaż w nieco mniejszym stopniu.
Ładowanie
Opisane urządzenie można kupić lub zmontować ręcznie. W przypadku drugiej opcji potrzebujemy obwodów elektrycznych do ładowania akumulatorów. Wybór technologii, za pomocą której zostanie to zrobione, powinien zależeć od tego, jakie baterie są celem. Będziesz potrzebować następujących komponentów:
- Ogranicznik prądu (zaprojektowany na kondensatorach balastowych i transformatorze). Im wyższy wskaźnik można osiągnąć, tym większa będzie wielkość prądu. Generalnie powinno to wystarczyć, aby ładowanie zadziałało. Ale niezawodność tego urządzenia jest bardzo niska. Jeśli więc zerwiesz styki lub coś pomieszasz, to zarówno transformator, jak i kondensatory ulegną awarii.
- Ochrona w przypadku podłączenia „niewłaściwych” biegunów. Aby to zrobić, możesz zaprojektować przekaźnik. Tak, warunkowooparty na diodzie. Jeśli pomylisz plus i minus, to nie przejdzie prądu. A ponieważ przekaźnik jest z nim połączony, nie będzie pod napięciem. Co więcej, możesz użyć tego obwodu z urządzeniem opartym zarówno na tyrystorach, jak i tranzystorach. Musi być podłączony do przerwy w przewodach, za pomocą której samo ładowanie jest połączone z akumulatorem.
- Automatyczny, który powinien mieć ładowanie baterii. Obwód w tym przypadku musi zapewniać, że urządzenie będzie działać tylko wtedy, gdy naprawdę zajdzie taka potrzeba. Aby to zrobić, za pomocą rezystorów zmienia się próg odpowiedzi diody sterującej. Akumulatory 12 V są uważane za naładowane, gdy ich napięcie mieści się w zakresie 12,8 V. Dlatego wartość ta jest pożądana dla tego obwodu.
Wniosek
Więc przyjrzeliśmy się, co stanowi ładowanie baterii. Obwód tego urządzenia można wykonać na jednej płycie, ale należy zauważyć, że jest to dość trudne. Dlatego są wykonane wielowarstwowo.
W ramach artykułu przedstawiono Państwu różne schematy, które pokazują, jak w rzeczywistości ładowane są akumulatory. Ale musisz zrozumieć, że są to tylko ogólne obrazy, a bardziej szczegółowe, ze wskazaniem zachodzących reakcji chemicznych, są wyjątkowe dla każdego typu baterii.
