Обозначение на схеме батарейки: Маркировка и обозначение аккумуляторных батарей

Содержание

Маркировка и обозначение аккумуляторных батарей

Все свинцовые стартерные аккумуляторные батареи, которые производят в России, должны соответствовать требованием ГОСТ Р 53165-2008. В соответствии с требованиями условное обозначение типов батарей устанавливают по следующей схеме:
       
Блок 1 – указывает на количество последовательно соединённых аккумуляторов в батарее.
Блок 2 —  характеризует батарею по её функциональному признаку ( СТ – стартерная).
Блок 3 – номинальная емкость батареи, указанная в ампер-часах, А/ч
Блок 4 – исполнение батареи

Исполнение батареи обозначается следующими символами:

  • N – открытая с нерегламентированным расходом воды
  • L – открытая с малым расходом воды
  • VL – открытая с очень малым расходом воды
  • VRLA – открытая с регулирующим клапаном.

Так, например, условное обозначение аккумуляторной батареи с 6СТ-60L указывает, что батарея состоит из 6 последовательно соединённых аккумуляторов общим напряжением в 12В, является стартовой с номинальной ёмкостью 60 А/ч, открытая с малым расходом воды.

Европейские производители присваивают стартерным батареям девятизначный номер – ETN (European Type Number). Схематично это можно изобразить так:

Блок А.     Содержит информацию о напряжении и ёмкости батареи.
Для 12-ти вольтовых батарей номинальную ёмкость можно получить вычитая из первых трёх цифр (от 501 до 799) число 500. Например, батарея с обозначением 555065042 имеет ёмкость 55 А/ч ( 555-500=55 А/ч) или батарея с номером 680032100 имеет ёмкость 180 А/ч (680-500=180 А/ч)

Блок B.     Три средние цифры ETN-номера указывают на геометрические размеры аккумуляторной батареи, тип газоотвода, конструкцию крышки и крепёжных элементов.

 

Блок C.     Последние три цифры ETN-номера численно равны 10% от тока холодной прокрутки аккумуляторной батареи. Например, если в обозначении АКБ последние три цифры 042, то ток холодной прокрутки равен 420 А.

Американские производители маркируют свои аккумуляторные батареи в соответствии с требованиями стандарта SAE. Где первые две цифры номера обозначают её типоразмерную группу и полярность, а последние три равны току холодной прокрутки при -18?С. Например аккумуляторная батарея с номером А27500 принадлежит к 27 размерной группе (306×173×225 мм), а ток холодной прокрутки, измеренный по методике SAE J537 при температуре -18?С равен 500 А. Или американский аккумулятор American c номером на корпусе 34R770 принадлежит к 34 размерной группе (260×173×225 мм) с обратной полярностью и с током холодной прокрутки 770 А.

Японские аккумуляторные батареи маркируются по внутреннему стандарту JIS. Маркировку японского аккумулятора можно схематично изобразить так:

Блок 1.  Ёмкость аккумуляторной батареи измеренная по японскому стандарту, она отличается от европейского и зависит от множества параметров.  Согласно этому стандарту ёмкость по японскому циклу измеряется  по 5-ти часовому разряду, а европейского по 20-ти часовому. Поэтому для перевода значений ёмкости японского цикла в европейский лучше пользоваться таблицей 1.

Таблица1. Характеристики АКБ японского стандарта.


Аккумулятор
 

Емкость
(Aч, 5ч/20ч)

Ток
холодного
запуска (-18)

Общая
высота,
мм

Высота,
мм

Длина,
мм

Масса,
кг

50B24R

36 / 45

390

55D23R

48 / 60

356

65D23R

52 / 65

420

75D26R

60 / 75

490/447

95D31R

64 / 80

622

30A19R(L)

24 / 30

178

162

197

9. 0

38B20R(L)

28 / 36

340

225

203

197

11.20

55B24R(L)

36 / 46

410

223

200

234

13. 70

55D23R(L)

48 / 60

525

223

200

230

17.80

80D23R(L)

60 / 75

600

223

200

230

18. 50

80D26R(L)

60 / 75

600

223

200

257

19.40

105D31R(L)

72 / 90

675

223

202

302

24. 10

120E41R(L)

88 / 110

810

228

206

402

28.30

40B19 R (L)

30 / 37

330

 

46B24 R (L)

36 / 45

330

 

55B24 R (L)

36 / 45

440

 

55D23 R (L)

48 / 60

360

 

75D23 R (L)

52 / 65

530

 

80D26 R (L)

55 / 68

590

 

95D31 R (L)

64 / 80

630

 

Блок 2. Указывает на размерную группу аккумуляторной батареи. Существует восемь размерных групп от А до Н.

Блок 3. Длина батареи в сантиметрах.

Блок 4. Обозначение полярности АКБ. Так если стоит буква R — полярность прямая, L — обратная.
Для примера расшифруем японский аккумулятор с маркировкой 55D23R. Пользуясь таблицей узнаём, что ёмкость батареи при пересчете на европейский стандарт численно равна 60 А/ч а ток холодного запуска равен 525 А. Также из таблицы узнаём её габаритные размеры. Полярность прямая.

AXT903 AXT904 User Guide

Зарядные устройства AXT903 и AXT904 представляют собой удобные и компактные настольные устройства для зарядки 2 батареек передатчиков.

Описание зарядного устройства

① Корпус зарядного устройства

② 2-секционный зарядный модуль

③ Установочные винты (4 шт. )

④ Светодиод питания

⑤ Светодиод состояния зарядки

⑥ Зарядная секция

⑦ Вход питания постоянного тока

Основные особенности

  • Зарядка двух батареек для передатчиков
  • Быстрая зарядка батареек до 50% емкости за 1 час
  • Полная зарядка батареек за 3 часа
  • Модули можно использовать в стоечном зарядном устройстве AXT900
  • Блок питания в комплекте
  1. Подключите кабель блока питания Shure PS50 к входу питания постоянного тока.
  2. При подключении PS50 к источнику питания переменного тока загорится белый светодиод.

Установка:

  1. Совместите батарейку с гнездом зарядной секции.
  2. Надавите на батарейку, чтобы она зафиксировалась в зарядной секции со щелчком.

Извлечение:

Надавите на запорные язычки по обеим сторонам от батарейки и извлеките ее.

Установка:

  1. Вставьте батарейку в зарядную секцию.
  2. Надавите на батарейку, чтобы она зафиксировалась со щелчком.

Извлечение:

  1. Нажмите кнопку извлечения на лицевой панели зарядного модуля.
  2. Механизм извлечения вытолкнет батарейку из зарядного модуля.

Вставьте батарейку, чтобы она зафиксировалась в зарядной секции со щелчком. Зарядка начинается сразу же после установки батареек.

Каждая зарядная секция оснащена светодиодом для обозначения состояния батарейки.

Красный

зарядка батарейки

Зеленый

зарядка завершена

Выкл.

батарейка вставлена неправильно или заряд батарейки опустился ниже 3,0 В.

Желтый

зарядка приостановлена при низкой емкости заряда (не меньше 75%) вследствие нагревания батарейки. Для достижения 100% заряда температура батарейки должна опуститься ниже 45°C.

Под сильно разряженной батарейкой понимается батарейка с напряжением меньше 3,0 В. Когда зарядное устройство обнаруживает сильно разряженную батарейку, оно автоматически переходит в режим восстановления, при котором батарейка заряжается с использованием пониженного тока. В режиме восстановления горит красный светодиод. Если восстановление прошло успешно, зарядное устройство выходит из режима восстановления и заряжает батарейку до полной емкости. Если батарейку не удается восстановить в течение 30 минут, красный светодиод гаснет и зарядка прекращается.

Модульная конструкция корпуса зарядного устройства позволяет устанавливать как зарядный модуль AXT901 для ручного передатчика, так и зарядный модуль AXT902 для поясного передатчика. Для смены зарядного модуля выполните следующие действия.

Осторожно! Перед установкой зарядного модуля отключите питание постоянного тока и извлеките батарейки.

  1. Отвинтите 4 крепежных винта, удерживающие зарядный модуль.
  2. Потяните за зарядный модуль, чтобы извлечь его из корпуса.
  3. Вставьте в корпус другой зарядный модуль (учитывайте положение направляющих).
  4. Вставьте крепежные винты (4 шт.) и затяните их, чтобы зафиксировать зарядный модуль.

Светодиод питания не горит.

Отсутствует питание постоянного тока — проверьте подключение к блоку питания. Убедитесь, что блок питания PS50 подключен к источнику питания переменного тока.

Светодиод состояния зарядки не горит.

Батарейка вставлена не полностью.

Батарейка не заряжается

Батарейка разряжена ниже 3,0 В. Возьмите другую батарейку.

Тип батареек

До 2 перезаряжаемых литиево-ионных батареек(AXT910/AXT920/920SL)

Время зарядки

50%=1 hour; 100%=3 hours

Диапазон рабочих температур

-18 до +40 градусов C (0 до 104 градусов F)

Диапазон температур зарядки батареек

0 до 60 градусов C (32 до 140 градусов F)

Диапазон температуры хранения

-29 до 74 градусов C (-20 до 165 градусов F), without batteries

Размеры

45 mm x 86 mm x 114 mm (1,8 in, x 3,4 in, x 4,5 in,), H x W x D

Масса

350  г(12,3 унций), without batteries or PS50 External Power Supply

Корпус

Литой и экструдированный алюминиевый

Питание

5, В пост.  тока, 2,72 A

Принадлежности, входящие в комплект

Состав комплекта

2-секционный зарядный модуль AXT901 для батареек поясного передатчика или AXT902 для батареек ручного передатчика
Блок питания PS50
Крепежные винты для зарядных модулей (8) 30B13476

Отдельно заказываемые аксессуары

2-секционный зарядный модуль для батарейки поясного передатчика

AXT901

2-секционный зарядный модуль для батарейки ручного передатчика AXT902

AXT902

Данное оборудование прошло испытания, и было установлено, что оно соответствует пределам для цифрового устройства класса В согласно части 15 Правил FCC. Эти пределы определены исходя из обеспечения обоснованного уровня защиты от вредных помех при установке в жилых зданиях. Это оборудование генерирует, использует и может излучать высокочастотную энергию; если его установка осуществляется не в соответствии с инструкциями, оно может создавать вредные помехи для радиосвязи. Однако нет гарантии, что при конкретной установке помехи не возникнут. Если оборудование создает вредные помехи приему радио- или телевизионных передач, в чем можно убедиться, включая и выключая оборудование, пользователю рекомендуется устранить помехи одной или несколькими из следующих мер:

  • Измените ориентацию или переместите приемную антенну.
  • Увеличьте расстояние между оборудованием и приемником.
  • Подключите оборудование к розетке, находящейся не в той цепи, к которой подсоединен приемник.
  • Обратитесь за помощью к дилеру или опытному радио- или телевизионному технику.

ВНИМАНИЕ: Неправильная замена батарейки может привести к взрыву. Используйте только батарейки, совместимые с Shure.

ВНИМАНИЕ

  • Батарейные блоки питания могут взрываться или выделять токсичные материалы. Остерегайтесь ожогов или возгорания. Ни в коем случае нельзя вскрывать, разбивать, модифицировать, разбирать, нагревать выше 60 °C или сжигать батарейки.
  • Следуйте инструкциям изготовителя
  • Для подзарядки аккумуляторных батареек Shure используйте только зарядное устройство Shure
  • ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ. Неправильная замена батарейки может привести к взрыву. Заменяйте только батарейкой того же или эквивалентного типа.
  • Ни в коем случае не берите батарейки в рот. При проглатывании обратитесь к врачу или в местный токсикологический центр
  • Не замыкайте батарейки накоротко; это может привести к ожогам или возгоранию
  • Не заряжайте и не используйте никакие другие батарейки, кроме аккумуляторных батареек Shure
  • Утилизируйте батарейки надлежащим образом. По вопросам надлежащей утилизации использованных батареек обращайтесь к местному поставщику
  • Не подвергайте батарейки (батарейные блоки питания или установленные батарейки) чрезмерному нагреву от солнца, открытого пламени и т.п.

Примечание.

  • Данное оборудование предназначается для использования в профессиональных музыкальных выступлениях.
  • Данные о соответствии требованиям ЭМС основаны на использовании входящих в комплект и рекомендуемых типов кабелей. Использование кабелей других типов может ухудшить характеристики ЭМС.
  • Это зарядное устройство следует использовать только с теми зарядными модулями и батарейками Shure, для которых оно предназначено. Использование устройства с другими модулями и батарейками может привести к увеличению опасности возгорания или взрыва.
  • Изменения или модификации, не получившие специального утверждения Shure Incorporated, могут лишить вас права эксплуатировать это оборудование.
  • Паспортная табличка расположена на дне отсека.

Примечание. Это зарядное устройство следует использовать только с источниками питания серии Shure PS50.

Соответствует требованиям по электробезопасности согласно IEC 60065.

c UL us, зарегистрировано Underwriters Laboratories, Inc.

Разрешен при условии верификации согласно FCC часть 15B.

Знак соответствия стандарту Industry Canada ICES-003: CAN ICES-3 (B)/NMB-3(B)

Данное устройство соответствует безлицензионным стандартам RSS Департамента промышленности (IC) Канады. Эксплуатация этого устройства допускается при следующих двух условиях: (1) это устройство не должно создавать помех и (2) это устройство должно принимать любые помехи, включая и те, которые могут привести к нежелательным явлениям при работе устройства.

Le présent appareil est conforme aux CNR d’Industrie Canada applicables aux appareils radio exempts de licence. L’exploitation est autorisée aux deux conditions suivantes : (1) l’appareil ne doit pas produire de brouillage, et (2) l’utilisateur de l’appareil doit accepter tout brouillage radioélectrique subi, même si le brouillage est susceptible d’en compromettre le fonctionnement.

Декларацию соответствия CE можно получить в компании Shure Incorporated или в любом из ее европейских представительств. Контактную информацию см. на вебсайте www.shure.com

Декларацию соответствия CE можно получить по следующему адресу: www. shure.com/europe/compliance

Уполномоченный европейский представитель:

Shure Europe GmbH

Headquarters Europe, Middle East & Africa

Department: EMEA Approval

Jakob-Dieffenbacher-Str. 12

75031 Eppingen, Germany

Телефон: 49-7262-92 49 0

Факс: 49-7262-92 49 11 4

Email: [email protected]

Соответствует основным требованиям следующих европейских директив:

  • Директива 2006/95/EC по низковольтному оборудованию
  • Соответствует европейским нормам (EC) № 1275/2008 с изменениями.

Обозначение элементов на электронных схемах. Обозначения радиодеталей. Самостоятельное применение принципиальных схем шаг за шагом

Для того, чтобы собрать схему какие только радиодетали и не понадобятся: резисторы (сопротивления), транзисторы, диоды, конденсаторы и т.п. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на её корпусе, определить цоколёвку. Обо всём об этом и пойдёт речь ниже.

Конденсатор.

Эта деталь практически встречается в каждой схеме радиолюбительских конструкций. Как правило, самый простой конденсатор — это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними в качестве диэлектрика. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Через конденсатор постоянный ток не проходит, а вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного.

У конденсатора основной параметр — это ёмкость .

Единица ёмкости — микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица — пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады (1 мкф = 1 000 нф = 1 000 000 пф). На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах или нанофарадах (9н1) , а свыше — в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510, 6800 пФ или n510 (0,51 нф = 510 пф или 6н8 = 6,8 нф = 6800пф). А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад (0,015 мкф = 15 нф = 15 000 пф).

Типы конденсаторов.

Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости.

У переменных конденсаторов ёмкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. При этом одна накладка (подвижная) находит на не подвижную не соприкасаясь с ней, в результате увеличивается ёмкость. Кроме этих двух типов, в наших конструкциях используется еще одна разновидность конденсаторов — подстроечный. Обычно его устанавливают в то или иное устройство для того, чтобы при налаживании точнее подобрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать. В любительских конструкциях подстроечный конденсатор нередко используют как переменный — он более дешевле и доступнее.

Конденсаторы отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Эта разновидность постоянных конденсаторов — не полярные. Другая разновидность конденсаторов — электролитические (полярные). Такие конденсаторы выпускают большой ёмкости — от десятой доли мкф до несколько десятков мкФ. На схемах для них указывают не только ёмкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать. Например, надпись 10,0 x 25 В означает, что конденсатор емкостью 10 мкФ нужно взять на напряжение 25 В.

Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения ёмкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 10 — 240 свидетель­ствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 10 пФ, а в другом — 240 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое ёмкость конденсатора будет также плавно изменяться от 10 до 240 пФ или обратно — от 240 до 10 пФ.

Резистор.

Надо сказать, что эту деталь, как и конденсатор, можно увидеть во многих самоделках. Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). На малоомных резисторах большой мощности сверху наматывается нихромовая нить. Резистор обладает сопротивлением и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или иную скорость потока воды (электрический ток различной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление току.

Резисторы бывают постоянные и переменные.

Из постоянных чаще всего используют резисторы типа МЛТ (металлизированное лакированное теплостойкое), ВС (влагостойкое сопротивление), УЛМ (углеродистое лакированное малогабаритное), из переменных — СП (сопротивление переменное) и СПО (сопротивление переменное объемное). Внешний вид постоянных резисторов показан на рис. ниже.


Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, измеряют в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм). Мощность же выражают в ваттах и обозначают эту единицу буквами Вт. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.

Сопротивление резистора проставляют на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление менее 1 кОм, цифрами указывают число ом без единицы измерения. При сопротивлении 1 кОм и более — до 1 МОм указывают число килоом и ставят рядом букву «к». Сопротивление 1 МОм и выше выражают числом мегаом с добавлением буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора написано 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к соответствует сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм соответственно. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что используются сопротивления 1 МОм и 4,7 МОм.

В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора. Причем, когда ось поворачивают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Когда же ось поворачивают обратно, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука в усилителях, приемниках, телевизорах и т.п.

Полупроводниковые приборы.

Их составляет целая группа деталей: диоды, стабилитроны, транзисторы. В каждой детали использован полупроводниковый материал, или проще полупроводник. Что это такое? Все существующие вещества можно условно разделить на три большие группы. Одни из них — медь, железо, алюминий и другие металлы — хорошо проводят электрический ток — это проводники. Древесина, фарфор, пластмасса совсем не проводят ток. Они непроводники, изоляторы (диэлектрики). Полупроводники же занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Такие материалы проводят ток только при определенных условиях.

Диоды.

У диода (см. рис. ниже) два вывода: анод и катод. Если подключить к ним батарею полюсами: плюс — к аноду, минус — к катоду, в направлении от анода к катоду потечет ток. Сопротивление диода в этом направлении небольшое. Если же попытаться переменить полюсы батарей, то есть включить диод «наоборот», то ток через диод не пойдет. В этом направлении диод обладает большим сопротивлением. Если пропустить через диод переменный ток, то на выходе мы получим только одну полуволну — это будет хоть и пульсирующий, но постоянный ток. Если переменный ток подать на четыре диода, включенные мостом, то мы получим уже две положительные полуволны.

Стабилитроны.

Эти полупроводниковые приборы также имеют два вывода: анод и катод. В прямом направлении (от анода к катоду) стабилитрон работает как диод, беспрепятственно пропуская ток. А вот в обратном направлении он вначале не пропускает ток (как и диод), а при увеличении подаваемого на него напряжения вдруг «пробивается» и начинает пропускать ток. Напряжение «пробоя» называют напряжением стабилизации. Оно будет оставаться неизменным даже при значительном увеличении входного напряжения. Благодаря этому свойству стабилитрон находит применение во всех случаях, когда нужно получить стабильное напряжение питания какого-то устройства при колебаниях, например сетевого напряжения.

Транзисторы.

Из полупроводниковых приборов транзистор (см. рис. ниже) наиболее часто применяется в радиоэлектронике. У него три вывода: база (б), эмиттер (э) и коллектор (к). Транзистор — усилительный прибор. Его условно можно сравнить с таким известным вам устройством, как рупор. Достаточно произнести что-нибудь перед узким отверстием рупора, направив широкое в сторону друга, стоящего в нескольких десятках метров, и голос, усиленный рупором, будет хорошо слышен вдалеке. Если принять узкое отверстие за вход рупора-усилителя, а широкое — за выход, то можно сказать, что выходной сигнал в несколько раз больше входного. Это и есть показатель усилительных способностей рупора, его коэффициент усиления.

Сейчас разнообразие выпускаемых радиодеталей очень богатое, поэтому на рисунках показаны не все их типы.

Но вернемся к транзистору. Если пропустить через участок база — эмиттер слабый ток, он будет усилен транзистором в десятки и даже сотни раз. Усиленный ток потечет через участок коллектор — эмиттер. Если транзистор прозвонить мультиметром база-эмиттер и база-коллектор, то он похож на измерение двух диодов. В зависимости от наибольшего тока, который можно пропускать через коллектор, транзис­торы делятся на маломощные, средней и большой мощности. Кроме того, эти полупроводниковые приборы могут быть структуры р-п-р или n-р-п. Так различаются транзисторы с разным чередованием слоев полупроводниковых материалов (если в диоде два слоя материала, здесь их три). Усиление транзистор не зависит от его структуры.

При изготовлении радиоэлектронных устройств, у начинающих радиолюбителей могут возникнуть трудности с расшифровкой обозначений на схеме различных элементов. Для этого был составлен небольшой сборник самых часто встречающихся условных обозначений радиодеталей. Следует учесть, что здесь приводится исключительно зарубежный вариант обозначения и на отечественных схемах возможны отличия. Но так как большинство схем и деталей импортного происхождения — это вполне оправдано.

Резистор на схеме обозначается латинской буквой «R», цифра — условный порядковый номер по схеме. В прямоугольнике резистора может быть обозначена номинальная мощность резистора — мощность, которую он может долговременно рассеивать без разрушения. При прохождении тока на резисторе рассеивается определенная мощность, которая приводит к нагреву последнего. Большинство зарубежных и современных отечественных резисторов маркируется цветными полосами. Ниже приведена таблица цветовых кодов.


Наиболее часто встречающаяся система обозначений полупроводниковых радиодеталей — европейская. Основное обозначение по этой системе состоит из пяти знаков. Две буквы и три цифры — для широкого применения. Три буквы и две цифры — для специальной аппаратуры. Следующая за ними буква обозначает разные параметры для приборов одного типа.

Первая буква — код материала:

А — германий;
В — кремний;
С — арсенид галлия;
R — сульфид кадмия.

Вторая буква — назначение:

А — маломощный диод;
В — варикап;
С — маломощный низкочастотный транзистор;
D — мощный низкочастотный транзистор;
Е — туннельный диод;
F — маломощный высокочастотный транзистор;
G — несколько приборов в одном корпусе;
Н — магнитодиод;
L — мощный высокочастотный транзистор;
М — датчик Холла;
Р — фотодиод, фототранзистор;
Q — светодиод;
R — маломощный регулирующий или переключающий прибор;
S — маломощный переключательный транзистор;
Т — мощный регулирующий или переключающий прибор;
U — мощный переключательный транзистор;
Х — умножительный диод;
Y — мощный выпрямительный диод;
Z — стабилитрон.

Первый транзистор

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников — это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия (GaAs ).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте .

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Н ет»! «Н ет» – значит p-n -p (П-Н -П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База ), Э (Эмиттер ), К (Коллектор ). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C , это от слова Collector — «сборщик» (глагол Collect — «собирать»). Вывод базы помечают как B , от слова Base (от англ. Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E , от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q . В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T . Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.


Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Полярность цилиндрической батарейки Условное графическое обозначение
и условное графическое обозначение. батарейки на схеме в соответствии с ГОСТ.

Обозначение батарейки на электрических схемах содержит короткую черту, обозначающую отрицательный полюс и длинную черту – положительный полюс. Одиночную батарейку, используемую для питания прибора, на схемах обозначают латинской буквой G, а батарею, состоящую из нескольких батареек буквами GB.

Примеры использования обозначения батареек в схемах.

Самое простое условное графическое обозначение батарейки или аккумулятора в соответствии с ГОСТ использовано в схеме 1. Более информативное обозначение батареи в соответствии с ГОСТ использовано в схеме 2, здесь отражено количество батареек в составе групповой батареи, указано напряжение батареи и положительный полюс. ГОСТ допускает использовать обозначение батареи, примененное в схеме 3.

Часто в бытовой технике встречается использование нескольких цилиндрических батареек. Включение различного количества последовательно соединенных батареек позволяет получать источники питания, обеспечивающие различное напряжение. Такой батарейный источник питания дает напряжение равное сумме напряжений всех входящих батареек.

Последовательное соединение трех батареек с напряжением 1,5 вольта обеспечивает напряжение питания прибора величиной 4,5 вольта.

При последовательном включении батареек, ток, отдаваемый в нагрузку, сокращается из-за возрастающего внутреннего сопротивления источника питания.

Подключение батареек к пульту дистанционного управления телевизором.

Например, мы сталкиваемся с последовательным включением батареек при их замене в пульте управления телевизором.
Параллельное включение батареек используется редко. Преимущество параллельного включения состоит в увеличении тока нагрузки, собранного таким образом источника питания. Напряжение включенных параллельно батареек остается прежним, равным номинальному напряжению одной батарейки, а ток разряда увеличивается пропорционально количеству объединенных батарей. Несколько слабых батареек можно заменить на одну более мощную, поэтому для маломощных батареек использовать параллельное включение бессмысленно. Параллельно включать есть смысл только мощные батарейки, из-за отсутствия или дороговизны батарейки с еще большим током разряда.


Параллельное включение батареек.

Такое включение имеет недостаток. Батарейки не могут иметь точно совпадающее напряжение на контактах при отключенной нагрузке. У одной батарейки это напряжение может составлять 1,45 вольта, а у другой 1,5 вольта. Это вызовет протекание тока от батарейки с большим напряжением к батарейке с меньшим. Будет происходить разряд при установке батареек в отсеки прибора при отключенной нагрузке. В дальнейшем при такой схеме включения саморазряд происходит быстрее, чем при последовательном включении.
Комбинируя последовательное и параллельное соединение батареек можно получить различную мощность источника батарейного питания.

Чтобы можно было собрать радиоэлектронное устройство, необходимо знать обозначение радиодеталей на схеме и их название, а также порядок их соединения. Для осуществления этой цели и были придуманы схемы. На заре радиотехники радиодетали изображались трехмерными. Для их составления требовались опыт художника и знания внешнего вида деталей. Со временем изображения упрощались, пока не превратились в условные знаки.

Сама схема, на которой нарисованы условные графические обозначения (УГО), называется принципиальной. Она не только показывает, каким образом соединяются те или иные элементы схемы, но и объясняет, как работает все устройство, показывая принцип его действия. Чтобы добиться такого результата, важно правильно показать отдельные группы элементов и соединение между ними.

Помимо принципиальной, существуют и монтажные. Они предназначены для точного отображения каждого элемента относительно друг друга. Арсенал радиоэлементов огромен. Постоянно добавляются новые. Тем не менее УГО на всех схемах почти одинаково, а вот буквенный код существенно отличается. Существует 2 вида стандарта:

  • государственный, в этот стандарт может входить несколько государств;
  • международный, пользуются почти во всем мире.

Но какой бы стандарт ни применялся, он должен четко показать обозначение радиодеталей на схеме и их название. В зависимости от функционала радиодетали УГО могут быть простыми или сложными. Например, можно выделить несколько условных групп:

  • источники питания;
  • индикаторы, датчики;
  • переключатели;
  • полупроводниковые элементы.

Этот перечень неполный и служит лишь для наглядности. Чтобы легче было разобраться в условных обозначениях радиодеталей на схеме, необходимо знать принцип действия этих элементов.

Источники питания

К ним относятся все устройства, способные вырабатывать, аккумулировать или преобразовывать энергию. Первый аккумулятор изобрел и продемонстрировал Александро Вольта в 1800 году. Он представлял собой набор медных пластин, проложенных влажным сукном. Видоизмененный рисунок стал состоять из двух параллельных вертикальных прямых, между которыми стоит многоточие. Оно заменяет недостающие пластины. Если источник питания состоит из одного элемента, многоточие не ставится.

В схеме с постоянным током важно знать, где находится положительное напряжение. Поэтому положительную пластину делают выше, а отрицательную ниже. Причем обозначение аккумулятора на схеме и батарейке ничем не отличается.

Также нет отличия и в буквенном коде Gb. Солнечные батареи, которые вырабатывают ток под влиянием солнечного света, в своем УГО имеют дополнительные стрелки, направленные на батарею.

Если источник питания внешний, например, радиосхема питается от сети, тогда вход питания обозначается клеммами. Это могут быть стрелки, окружности со всевозможными добавлениями. Возле них указывается номинальное напряжение и род тока. Переменное напряжение обозначается знаком «тильда» и может стоять буквенный код Ас. Для постоянного тока на положительном вводе стоит «+», на отрицательном «-«, а может стоять знак «общий». Он обозначается перевернутой буквой Т.

Полупроводники, пожалуй, имеют самую обширную номенклатуру в радиоэлектронике. Постепенно добавляются все новые приборы. Все их можно условно разделить на 3 группы:

  1. Диоды.
  2. Транзисторы.
  3. Микросхемы.

В полупроводниковых приборах используется р-п-переход, схемотехника в УГО старается показывать особенности того или иного прибора. Так, диод способен пропускать ток в одном направлении. Это свойство схематически показано в условном обозначении. Оно выполнено в виде треугольника, у вершины которого стоит черточка. Эта черточка показывает, что ток может идти только по направлению треугольника.

Если к этой прямой пририсован короткий отрезок и он обращен в обратную сторону от направления треугольника, то это уже стабилитрон. Он способен пропускать небольшой ток в обратном направлении. Такое обозначение справедливо только для приборов общего назначения. Например, изображение для диода с барьером Шоттки нарисован s-образный знак.

Некоторые радиодетали имеют свойства двух простых приборов, соединенных вместе. Эту особенность также отмечают. При изображении двустороннего стабилитрона рисуются оба, причем вершины треугольников направлены друг к другу. При обозначении двунаправленного диода изображаются 2 параллельных диода, направленных в разные стороны.

Другие приборы обладают свойствами двух разных деталей, например, варикап. Это полупроводник, поэтому он рисуется треугольником. Однако в основном используется емкость его р-п-перехода, а это уже свойства конденсатора. Поэтому к вершине треугольника пририсовывается знак конденсатора — две параллельные прямые.

Признаки внешних факторов, влияющих на прибор, также нашли свое отражение. Фотодиод преобразует солнечный свет в электрический ток, некоторые виды являются элементами солнечной батареи. Они изображаются как диод, только в круге, и на них направлены 2 стрелки, для показа солнечных лучей. Светодиод, напротив, излучает свет, поэтому стрелки идут от диода.

Транзисторы полярные и биполярные

Транзисторы также являются полупроводниковыми приборами, но имеют в основном два p-n-p-перехода в биполярных транзисторах. Средняя область между двумя переходами является управляющей. Эмиттер инжектирует носители зарядов, а коллектор принимает их.

Корпус изображен кружком. Два p-n-перехода изображены одним отрезком в этом кружке. С одной стороны, к этому отрезку подходит прямая под углом 90 градусов — это база. С другой стороны, 2 косые прямые. Одна из них имеет стрелку — это эмиттер, другая без стрелки — коллектор.

По эмиттеру определяют структуру транзистора. Если стрелка идет по направлению к переходу, то это транзистор p-n-p типа, если от него — то это n-p-n транзистор. Раньше выпускался однопереходный транзистор, его еще называют двухбазовым диодом, имеет один p-n-переход. Обозначается как биполярный, но коллектор отсутствует, а баз две.

Похожий рисунок имеет и полевой транзистор. Отличие в том, что переход у него называется каналом. Прямая со стрелкой подходит к каналу под прямым углом и называется затвором. С противоположной стороны подходят сток и исток. Направление стрелки показывает тип канала. Если стрелка направлена на канал, то канал n-типа, если от него, то p-типа.

Полевой транзистор с изолированным затвором имеет некоторые отличия. Затвор рисуется в виде буквы г и не соединяется с каналом, стрелка помещается между стоком и истоком и имеет то же значение. В транзисторах с двумя изолированными затворами на схеме добавляется второй такой же затвор. Сток и исток взаимозаменяемые, поэтому полевой транзистор можно подключать как угодно, нужно лишь правильно подключить затвор.

Интегральные микросхемы

Интегральные микросхемы являются самыми сложными электронными компонентами. Выводы, как правило, являются частью общей схемы. Их можно разделить на такие виды:

  • аналоговые;
  • цифровые;
  • аналого-цифровые.

На схеме они обозначаются в виде прямоугольника. Внутри стоит код и (или) название схемы. Отходящие выводы пронумерованы. Операционные усилители рисуются треугольником, выходящий сигнал идет из его вершины. Для отсчета выводов на корпусе микросхемы рядом с первым выводом ставится отметка. Обычно это выемка квадратной формы. Чтобы правильно читать микросхемы и обозначения знаков, прилагаются таблицы.

Прочие элементы

Все радиодетали соединяются между собой проводниками. На схеме они изображаются прямыми линиями и чертятся строго по горизонтали и вертикали. Если проводники при пересечении друг с другом имеют электрическую связь, то в этом месте ставится точка. В советских схемах и американских, чтобы показать, что проводники не соединяются, в месте пересечения ставится полуокружность.

Конденсаторы обозначаются двумя параллельными отрезками. Если это электролитический, для подключения которого важно соблюдать полярность, то возле его положительного вывода ставится +. Могут встречаться обозначения электролитических конденсаторов в виде двух параллельных прямоугольников, один из них (отрицательный) окрашивается в черный цвет.

Для обозначения переменных конденсаторов используют стрелку, она по диагонали перечеркивает конденсатор. В подстроечных вместо стрелки используется т-образный знак. Вариконд — конденсатор, меняющий емкость от приложенного напряжения, рисуется, как и переменный, но стрелку заменяет короткая прямая, возле которой стоит буква u. Емкость показывается цифрой и рядом ставится мкФ (микроФарада). Если емкость меньше — буквенный код опускается.

Еще один элемент, без которого не обходится ни одна электрическая схема — это резистор. Обозначается на схеме в виде прямоугольника. Чтобы показать, что резистор переменный, сверху рисуют стрелку. Она может быть соединена либо с одним из выводов, либо являться отдельным выводом. Для подстроечных используют знак в виде буквы т. Как правило, рядом с резистором указывается его сопротивление.

Для обозначения мощности постоянных резисторов могут использоваться знаки в виде черточек. Мощность в 0,05 Вт обозначается тремя косыми, 0,125 Вт — двумя косыми, 0,25 Вт — одной косой, 0,5 Вт — одна продольная. Большая мощность показывается римскими цифрами. Из-за многообразия невозможно провести описание всех обозначений электронных компонентов на схеме. Чтобы определить тот или иной радиоэлемент, пользуются справочниками.

Буквенно-цифровой код

Для простоты радиодетали разделяются на группы по признакам. Группы делятся на виды, виды — на типы. Ниже приведены коды групп:

Для удобства монтажа на печатных платах указываются места для радиодеталей буквенным кодом, рисунком и цифрами. У деталей с полярными выводами у положительного вывода ставится +. В местах для пайки транзисторов каждый вывод помечается соответствующей буквой. Плавкие предохранители и шунты отображаются прямой линией. Выводы микросхем маркируются цифрами. Каждый элемент имеет свой порядковый номер, который указан на плате.

соотнеси условные обозначения элементов электрической цепи с предметами

подписывайся и получи баллы​

5. Найди в рубрике «Важная информация» объясне- ние, почему в текстах использовано слово кушать. «Кушай яблочко, мой свет, Благодарствуй за обед…» С … тарушоночка сказала, Поклонилась и пропала… (А. Пушкин) Бабочка-красавица, Кушайте варенье! Или вам не нравится Наше угощенье? (К. Чуковский)

Помогите по Социологий очень прошу

Актуальность киберспорта

помогите пожалуйста кто поможет на того подпишусь плис срочно надо уже даю 20 баллов плиссс​

помогите пожалуйста очень срочно нужен ответ​

ИНФОРМАТИКА ДАЮ 35 БАЛОВ ДАЮ ВСЕ БАЛЫ ДА ИХ ОЧЕНЬ МАЛО НО ПОМОГИТЕ ПЛИСК ВОПРОС 1 попка Зміна точок тексту у програмі LibreOffice Draw знаходиться па … панелі інструментів … Виберіть одну відповідь: Рядок стану Стандартна Панель сторінок Бічна ВОПРОС 2 Для окремого редагування будь-якого з об’єктів у групі потрібно роз’єднати цю групу. Для цього після виокремлення згрупованого об’єкта слід виконати таку послідовність дій: Виберіть одну відповідь: Перегляд => Бічна панель Видозмінити => Розгрупувати Ви­дозмінити => Згрупувати Формат => Властивості сторінки ВОПРОС 3 Розміри об’єкта, його положення, а також кут, на який слід повер­нути об’єкт, більш точно можна встановити з використанням елемен­тів програми LibreOffice Draw …. Виберіть одну відповідь: зі списком Колір керування списку Положення та розмір вкладки Властивості на Бічній панелі Перегляд => Бічна панель Параметри сторінки, виконавши Формат — Властивості сторінки

ИНФОРМАТИКА ДАЮ ВСЕ БАЛЫ ДА ИХ ОЧЕНЬ МАЛО НО ПОМОГИТЕ ПЛИСК ВОПРОС 1 попка Зміна точок тексту у програмі LibreOffice Draw знаходиться па панелі інстр … ументів … Виберіть одну відповідь: Рядок стану Стандартна Панель сторінок Бічна ВОПРОС 2 Для окремого редагування будь-якого з об’єктів у групі потрібно роз’єднати цю групу. Для цього після виокремлення згрупованого об’єкта слід виконати таку послідовність дій: Виберіть одну відповідь: Перегляд => Бічна панель Видозмінити => Розгрупувати Ви­дозмінити => Згрупувати Формат => Властивості сторінки ВОПРОС 3 Розміри об’єкта, його положення, а також кут, на який слід повер­нути об’єкт, більш точно можна встановити з використанням елемен­тів програми LibreOffice Draw …. Виберіть одну відповідь: зі списком Колір керування списку Положення та розмір вкладки Властивості на Бічній панелі Перегляд => Бічна панель Параметри сторінки, виконавши Формат — Властивості сторінки

Как по английскому составить из слов предложение

3 любых слова казаский язык расшверуете их​

Обозначение батарейки на схеме – Telegraph

Обозначение батарейки на схеме

БАТАРЕЙКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

=== Скачать файл ===

В электротехнике источники электроэнергии гальванические элементы, аккумулятор , термоэлементы или фотоэлементы соединяют в батарею, чтобы получить напряжение , снимаемое с батареи при последовательном соединении , силу тока или ёмкость при параллельном соединении , образованного источника больше, чем может дать один элемент. Прародителем батареи последовательно соединённых электрохимических элементов можно считать вольтов столб , изобретённый Алессандро Вольта в году, состоящий из последовательно соединённых медно-цинковых гальванических элементов. Батарейкой в обиходе обычно не совсем корректно называют одиночные гальванические элементы например, типа АА , которые обычно в источниках питания устройств соединяются в батарею для получения необходимого напряжения. Батареей называют и цепь, содержащую только пассивные электрические элементы: Такие устройства, снабжённые элементами коммутации — переключателями, гнёздами и т. Аккумуляторная батарея конструктивно выполняется, как правило, в едином корпусе в котором находятся несколько соединённых электрически аккумуляторных элементов. Аккумуляторная батарея может иметь также вспомогательные устройства, обеспечивающие эффективность и безопасность её эксплуатации: Аккумуляторная батарея и батарея гальванических элементов используется в качестве источника постоянного тока. Чаще всего электрохимические элементы в батарее соединяются последовательно. Напряжение отдельного элемента определяется материалом его электродов и составом электролита и не может быть изменено. Последовательное соединение нескольких элементов повышает выходное электрическое напряжение батареи, причём полное напряжение батареи при последовательном соединении равно сумме напряжений всех элементов. Предельный отдаваемый ток последовательной батареи не превышает тока самого слаботочного элемента. Для некоторых типов аккумуляторных элементов, например литиевых, переразряд ведёт к выходу их из строя. Поэтому батареи литиевых элементов обычно снабжаются встроенными или внешними электронными схемами управления оптимизации разряда. Аналогичные проблемы возникают при заряде батареи аккумуляторных элементов. Так, как при последовательном соединении электрический заряд, протекший через каждый элемент, равен, это ведёт к перезаряду менее ёмких элементов и недозаряду более ёмких. Поэтому современные батареи аккумуляторов обычно снабжаются электронными схемами оптимизации заряда. Примером аккумуляторной батареи с последовательным соединением аккумуляторных элементов является любой автомобильный аккумулятор, содержащий 6 или 12 элементов. Параллельное соединение электрохимических элементов в батарею увеличивает общую ёмкость батареи, повышает предельный отдаваемый ток и снижает её внутреннее сопротивление. Параллельное соединение имеет ряд недостатков. При неравенстве ЭДС параллельно соединённых элементов между элементами начинают протекать уравнительные токи, при этом элементы с большей ЭДС отдают ток элементам с меньшей ЭДС. В аккумуляторных батареях такое перетекание токов не очень существенно, так как элементы с большей ЭДС, разряжаясь, подзаряжают элементы с меньшей ЭДС. В не-акуммуляторных батареях протекание уравнительных токов ведёт к снижению ёмкости батареи. Кроме того, при параллельном соединение элементов усложняется режим зарядки аккумуляторной батареи, так как обычно требует раздельную зарядку каждого из элементов и коммутацию элементов при зарядке, что усложняет внутреннюю или внешнюю электронную схему управления зарядкой. Поэтому параллельное соединение аккумуляторных элементов применяется редко, предпочтительно применяют элементы большей ёмкости. В основном под элементами питания подразумевают химический источник тока, однако существуют элементы и батареи на иных физических принципах. Наиболее распространённые размеры элементов питания \\\\\\\\\\\\[3\\\\\\\\\\\\]:. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 3 марта ; проверки требуют 14 правок. У этого термина существуют и другие значения, см. Подробнее по этой теме см. Проверено 4 августа В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок , но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок. Утверждения, не подкреплённые источниками , могут быть поставлены под сомнение и удалены. Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники. Элемент Даниеля Элемент Бунзена Элемент Гроува Элемент Лекланше Щелочной элемент Ртутно-цинковый элемент Концентрационный элемент Воздушно-цинковый элемент Нормальный элемент Вестона. Свинцово-кислотный Серебряно-цинковый Никель-кадмиевый Никель-солевой Никель-металл-гидридный Никель-цинковый аккумулятор Литий-ионный Литий-полимерный Литий-железо-сульфидный Литий-железо-фосфатный Литий-титанатный Ванадиевый Железо-никелевый. Прямой метанольный Твердооксидный Щелочной. Батарея Ампульная батарея Электрический аккумулятор Топливный элемент. Популярные типоразмеры гальванических элементов и батарей. Типоразмеры гальванических элементов Источники питания Электрические аккумуляторы Гальванические элементы Электричество Электрохимия. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Текущая версия Править Править вики-текст История. Эта страница последний раз была отредактирована 27 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия. Международные универсальные коды переработки батарей и аккумуляторов. Наименьшая ёмкость; спадающая кривая разряда; плох в работе с мощными нагрузками большим током ; плох при низких температурах. Лучше предыдущих при большом токе и низких температурах. При разряде сохраняет низкое значение полного сопротивления. Хорош при высоких и низких температурах. Наивысшая ёмкость на единицу массы. Превосходен при низких и высоких температурах. Чрезвычайно длительное время хранения. Высокое напряжение на элемент 3,5—4,2 В. Реакции, происходящие в них, необратимы, поэтому их нельзя перезарядить. Попытка зарядить первичный элемент питания может привести к порче и утечке щёлочи или других веществ, находящихся в нём. В отличие от первичных, реакции в них обратимы, поэтому они способны преобразовывать электрическую энергию в химическую, накапливая её заряд , и выполнять обратное преобразование, отдавая электрическую энергию потребителю разряд. Для распространённых аккумуляторов число циклов заряд-разряд обычно равно примерно и заметно зависит от условий эксплуатации. Фото и Видео на Викискладе.

Скачать игры через торрент последнюю версию

Органическая структура тела человека

Хочу квартиру но нет денег что делать

Значение имени владимир в стихах

Какие права у пенсионера работающего

Три медведя своими руками

Сколько живут клещи в машине

Рецензияна дипломную работупо химии образец

Упростите выражение y 4 y 2

2. Батареи | 10. Батареи и ситемы питания | Часть1

2. Батареи

Батареи

Слово «батарея» означает совокупность однотипных предметов, собранных в единое целое. В военной лексике это слово обозначает подразделение, состоящее из нескольких артиллерийских орудий. В электронике, «батарея» представляет собой группу однотипных элементов питания (гальванических элементов), соединённых электрически и конструктивно для получения напряжения, силы тока или мощности, которых один элемент дать не может.

Условное обозначение гальванического элемента выглядит следующим образом:

 

 

Условное обозначение батареи представляет собой несколько последовательных обозначений гальванических элементов:

 

 

Иногда в электрической схеме можно встретить и такое обозначение батареи:

 

 

Здесь не уточняется, сколько именно гальванических элементов используется в батарее, а указано лишь общее напряжение на полюсах батареи.

В предыдущей статье мы уже говорили, что производимое гальваническим элементом напряжение зависит только от типа химической реакции. Размер элемента ни каким образом не влияет на создаваемое им напряжение. Чтобы получить большее напряжение, чем на выходе одного элемента, нужно несколько элементов соединить последовательно. Общее напряжение батареи в этом случае будет равно сумме напряжений отдельных ее элементов. Типичная автомобильная аккумуляторная батарея, состоящая из шести элементов, производит напряжение  6 х 2 В или 12 вольт: 

 

 

Элементы автомобильной батареи находятся в общем корпусе (изготовленном из прочного прорезиненного материала)  и соединяются между собой толстыми свинцовыми перемычками вместо проводов. Электроды и электролит каждого элемента располагаются в отдельных ячейках корпуса. Электроды больших батарей обычно выполняются в форме тонких металлических сеток или пластин.

Если физический размер гальванического элемента не влияет на величину напряжения, то на что он вообще может влиять? Ответ на этот вопрос прост, он влияет на сопротивление, которое в свою очередь влияет на максимальную величину вырабатываемого элементом тока. Любой гальванический элемент обладает некоторым внутренним сопротивлением, величина которого зависит от электродов и электролита. Чем большие размеры имеет элемент, тем больше у него площадь контакта электродов с электролитом, и тем меньше его внутреннее сопротивление.

Обычно мы предполагаем, что  батарея является идеальным источником напряжения (абсолютно постоянного), ток которого определяется исключительно сопротивлением внешней цепи. На самом деле это не так. В связи с тем что любой  гальванический элемент или батарея обладают некоторым внутренним сопротивлением, это сопротивление неизбежно будет влиять на ток конкретной схемы:

 

 

Идеальная батарея на левом рисунке не имеет внутреннего сопротивления, поэтому на нагрузку сопротивлением  1 Ом она поставит ток величиной 10 А (Закон Ома: I = U / R = 10 В / 1 Ом = 10 А). Реальная батарея на правом рисунке (выделена пунктирной линией) имеет внутренне сопротивление 0,2 Ома, которое препятствует потоку электронов при подключении нагрузки. Такая батарея сможет поставить только 8,333 А на нагрузку сопротивлением 1 Ом.

Если контакты идеальной батареи замкнуть перемычкой с нулевым сопротивлением, то величина тока через эту перемычку будет равна бесконечности. Если аналогичную процедуру проделать с реальной батареей, то благодаря ее внутреннему сопротивлению величина тока через перемычку будет равна 50А (I = U / R = 10 В / 0,2 Ом = 50 А). Химическая реакция в реальной батарее вырабатывает напряжение 10 вольт, но при подключении к нагрузке оно снижается на ее внутреннем сопротивлении.

Поскольку мы живем в несовершенном мире, батареи в нем несовершенны, и нам приходится считаться с их внутренним сопротивлением. Батареи, как правило, используют в таких схемах, сопротивление которых гораздо больше внутреннего сопротивления самих батарей, что позволяет их приравнивать к идеальным источникам напряжения.

Если нам нужна батарея, внутреннее сопротивление которой меньше сопротивления одного элемента, то мы должны соединить несколько элементов параллельно:

 

 

По сути дела, мы преобразовали схему из пяти параллельных ветвей в эквивалентную схему Тевенина (с одним источником напряжения и одним последовательным сопротивлением). Напряжение эквивалентного источника питания в этом случае останется прежним, зато эквивалентное (внутреннее) сопротивление снизится на порядок, так как общее сопротивление при параллельном включении резисторов уменьшается.

Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы модулей защиты литиевых батарей

Содержание статьи:

Для начала нужно определиться с терминологией.

Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки — сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде — это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.

При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.

Исходя из своего опыта могу сказать, что под контроллером заряда/разряда на самом деле понимают схему защиты аккумулятора от слишком глубокого разряда и, наоборот, перезаряда.

Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:

И вот тоже они:

Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).

Контроллеры заряда-разряда

Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).

DW01-Plus

Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.

Сама микросхема DW01 — шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.

Вывод 1 и 3 — это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 — датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.

Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.

Вся схема выглядит примерно вот так:

Правая микросхема с маркировкой 8205А — это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.

S-8241 Series

Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.

Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.

AAT8660 Series

Решение от Advanced Analog Technology — AAT8660 Series.

Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).

FS326 Series

Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора — FS326.

В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, — от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.

LV51140T

Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.

Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы — вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.

R5421N Series

Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки — порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).

Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:

Обозначение Порог отключения по перезаряду, В Гистерезис порога перезаряда, мВ Порог отключения по переразряду, В Порог включения перегрузки по току, мВ
R5421N111C 4.250±0.025 200 2.50±0.013 200±30
R5421N112C 4.350±0.025
R5421N151F 4.250±0.025
R5421N152F 4.350±0.025

SA57608

Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.

Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:

Обозначение Порог отключения по перезаряду, В Гистерезис порога перезаряда, мВ Порог отключения по переразряду, В Порог включения перегрузки по току, мВ
SA57608Y 4.350±0.050 180 2.30±0.070 150±30
SA57608B 4.280±0.025 180 2.30±0.058 75±30
SA57608C 4.295±0.025 150 2.30±0.058 200±30
SA57608D 4.350±0.050 180 2.30±0.070 200±30
SA57608E 4.275±0.025 200 2.30±0.058 100±30
SA57608G 4.280±0.025 200 2.30±0.058 100±30

SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме — порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).

LC05111CMT

Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor — контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.

Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.

Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет ~11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда — 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 — 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).

Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.

Контроллеры заряда и схемы защиты — в чем разница?

Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда — это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.

Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV — постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество «заливаемой» в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.

По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.

Схемы правильных зарядок для литиевых аккумуляторов приведены в этой статье.

Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу — при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.

Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (~4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.

Расположение батарей и мощность | HowStuffWorks

Во многих устройствах, в которых используются батареи, таких как портативные радиоприемники и фонарики, вы не используете только одну ячейку за раз. Обычно вы группируете их вместе в порядке для увеличения напряжения или в параллельном для увеличения тока . На схеме показаны эти две схемы.

На верхней диаграмме показано параллельное расположение .Четыре батареи, включенные параллельно, вместе будут производить напряжение одного элемента, но подаваемый ими ток будет в четыре раза больше, чем у одного элемента. Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через цепь, измеряется в амперах. Батареи измеряются в ампер-часах или, в случае небольших бытовых батарей, в миллиампер-часах (мАч). Типичный бытовой элемент, рассчитанный на 500 миллиампер-часов, должен обеспечивать ток 500 миллиампер на нагрузку в течение одного часа. Вы можете сократить количество миллиампер-часов разными способами.Батарея на 500 миллиампер-час может также производить 5 миллиампер в течение 100 часов, 10 миллиампер в течение 50 часов или, теоретически, 1000 миллиампер в течение 30 минут. Вообще говоря, батареи с более высокими значениями ампер-часов имеют большую емкость.

На нижней диаграмме изображено последовательное расположение . Четыре батареи, соединенные последовательно, вместе будут производить ток одного элемента, но напряжение, которое они подают, будет в четыре раза больше, чем у одного элемента. Напряжение — это количество энергии на единицу заряда, которое измеряется в вольтах.В батарее напряжение определяет, насколько сильно электроны проталкиваются через цепь, так же как давление определяет, насколько сильно вода проталкивается через шланг. Большинство батареек AAA, AA, C и D имеют напряжение около 1,5 В.

Представьте, что батареи, показанные на схеме, рассчитаны на 1,5 вольта и 500 миллиампер-часов. Четыре батареи, подключенные параллельно, будут вырабатывать 1,5 вольта при 2000 миллиампер-часах. Четыре батареи, расположенные в ряд, будут вырабатывать 6 вольт при 500 миллиампер-часах.

Аккумуляторные технологии значительно продвинулись вперед со времен вольтова сваи.Эти разработки четко отражаются в нашем быстро меняющемся портативном мире, который больше, чем когда-либо, зависит от портативного источника питания, предоставляемого батареями. Можно только представить, что принесет следующее поколение меньших, более мощных и долговечных батарей.

Для получения дополнительной информации о батареях и связанных темах перейдите по ссылкам ниже.

Часто задаваемые вопросы об аккумуляторах

Что такое энергия аккумулятора?

Энергия в батарее выражается в ватт-часах (символ Wh), которые представляют собой напряжение (В), которое обеспечивает батарея, умноженное на то, какой ток (амперы) она может обеспечить в течение заданного времени (обычно в часах). ).

Какие бывают типы батарей?

Обычный химический состав (или типы) батарей включает: цинк-углеродные, щелочные, литий-ионные (перезаряжаемые) и свинцово-кислотные (также перезаряжаемые). Исследователи также в настоящее время разрабатывают «воздушную» батарею, в которой электроды будут состоять из лития и кислорода из воздуха.

Сколько стоит автомобильный аккумулятор?

Ожидайте, что вы заплатите от 50 до 120 долларов за типичный автомобильный аккумулятор и от 90 до 200 долларов или больше за аккумулятор с более длительной гарантией, лучшими характеристиками в холодную погоду или за использование в роскошном автомобиле.

Какой источник энергии у аккумулятора?

Батареи вырабатывают энергию в результате электрохимической реакции. Проще говоря, реакция на аноде создает электроны, а реакция на катоде их поглощает. Чистый продукт — электричество.

Какого типа бывают аккумуляторные батареи?

Наиболее распространенными перезаряжаемыми батареями на рынке являются литий-ионные (LiOn), хотя никель-металлогидридные (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd) батареи также были довольно распространены.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Статьи по теме

Дополнительные ссылки

Источники

  • Американское химическое общество. «История батареи». Национальные исторические химические достопримечательности. 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://acswebcontent.acs.org/landmarks/drycell/history.html
  • «Батареи». Введение в физические вычисления, Нью-Йоркский университет. 19 апреля 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://itp.nyu.edu/physcomp/Notes/Batteries
  • Брэнд, Майк, Шеннон Нивс и Эмили Смит.«Музей электричества и магнетизма». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/museum/index.html
  • Buckle, Kenneth. «Как аккумуляторы хранят и разряжают электричество?» Scientific American. 29 мая 2006 г. (23 июня 2011 г.) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-do-batteries-store-an
  • CalRecycle. «Аккумуляторы и зарядные устройства: личная перспектива». 9 сентября 2009 г. (25 июня 2011 г.) http: // www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/power/rechbattinfo.htm
  • Энергетическая комиссия Калифорнии. «Лимонная сила». 2006. (22 июня 2011 г.) http://www.energyquest.ca.gov/projects/lemon.html
  • Coyne, Kristen Eliza. «Интерактивные учебники». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011. (23 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/index.html
  • Дэвидсон, Майкл В. «Электричество и магнетизм: батареи». 28 января 2003 г. (22 июня 2011 г.) http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/electricity/batteries/index.html
  • Decker, Franco. «Вольта и« куча »». Энциклопедия электрохимии. Январь 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-v01-volta.htm
  • Duracell. «Энергетическое образование». 2010. (23 июня 2011 г.) http://www.duracell.com.au/en-AU/power-education/index.jspx
  • Energizer. «Центр обучения.» 2011. (22 июня 2011 г.) http://www.energizer.com/learning-center/Pages/facts-history-care.aspx
  • Агентство по охране окружающей среды. «Батареи». 1 декабря 2010 г.(22 июня 2011 г.) http://www.epa.gov/osw/conserve/materials/battery.htm
  • Frood, Arran. «Загадка« Багдадских батарей »». BBC News. 27 февраля 2003 г. (23 июня 2011 г.) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2804257.stm
  • GreenBatteries. «Информация об экологически чистых аккумуляторных батареях». 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://www.greenbatteries.com/faqs.html
  • Общественное телевидение Айдахо. «Факты об электричестве». 2011 г. (25 июня 2011 г.) http://idahoptv.org/dialogue4kids/season6/electricity/facts.cfm
  • Иггулден, Хал. «Опасная книга для мальчиков». Нью-Йорк: HarperCollins Publishers, Inc., 2007.
  • Komando, Kim. «Узнайте, как увеличить производительность батареи». USA Today. 7 августа 2005 г. (25 июня 2011 г.) http://www.usatoday.com/tech/columnist/kimkomando/2005-08-07-battery-life_x.htm
  • Манджу, Фархад. «Лучшие батареи спасут мир». Шифер. 21 июня 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://www.slate.com/id/2297125/
  • Рахим, Сакиб. «Спасет ли литий-воздушная батарея водителей электромобилей от« беспокойства о дальности полета »?» The New York Times.7 мая 2010 г. (22 июня 2011 г.) http://www.nytimes.com/cwire/2010/05/07/07climatewire-will-lithium-air-battery-rescue-electric-car-37498.html?pagewanted = 1
  • Сэвидж, Нил. «Батареи, которые дышат». DiscoveryNews. 8 февраля 2011 г. (22 июня 2011 г.) http://news.discovery.com/tech/batteries-that-breathe-110208.html
  • Гавайский университет HAM Club. «Батареи в фактах и ​​вымыслах». Август 1999 г. (22 июня 2011 г.) http://www.chem.hawaii.edu/uham/bat.html
Серия

, параллельное и последовательно-параллельное соединение батарей

Серия

, параллельная и последовательно-параллельная конфигурация аккумуляторов

Введение в подключения аккумуляторов

Кто-то может подумать, какова цель последовательного, параллельного или последовательно-параллельного подключения аккумуляторов или какая конфигурация является правильной для зарядки накопителя, системы аккумуляторных батарей, автономной системы или установка солнечных батарей.Ну, это зависит от требований системы, то есть увеличения напряжения путем последовательного соединения батарей, ампер-часов батареи (поскольку батареи рассчитаны в Ач, а не в амперах) или просто тока или мощности батарей путем подключения батарей параллельно или последовательно. параллельно поддерживать систему в соответствии с вашими потребностями. Если вам нужно знать, как это сделать, прочтите следующее пошаговое руководство по конфигурации первичных (неперезаряжаемых, например, элементы AAA) и вторичных (перезаряжаемых, например, свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, никель-металлогидридных, литий-ионных и т. Д.) Батарей.

Мы получили несколько сбивающих с толку схем по этой теме, и они спрашивают, подключены ли батареи последовательно, параллельно или последовательно-параллельно и к какому из них они подходят ?. Итак, мы подробно обсудим последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение батарей со схемами и приложениями.

А теперь приступим…

Типы подключения батарей

Существует три основных типа подключения батарей .

  1. Последовательное соединение
  2. Параллельное соединение
  3. Последовательное параллельное соединение

Щелкните изображение, чтобы увеличить Серия

, параллельное и последовательно-параллельное соединение батарей

Ниже приводится подробная информация о каждом соединении.

Последовательное подключение батарей

Если мы подключим положительный (+) полюс батареи к отрицательному (-), а отрицательный — к положительному полюсу, как показано на рисунке ниже, то конфигурация батарей будет последовательной.

Полезно знать:

При последовательном соединении батарей ток одинаков в каждом проводе или секции, а напряжение разное, т.е. напряжения складываются, например

V 1 + V 2 + V 3 ….Vn

На рисунке ниже две батареи по 12 В, 200 Ач соединены последовательно. Таким образом, общий эффективный ампер-час (Ач) будет таким же, пока напряжение является аддитивным.

т.е.

= 12В + 12В = 24В, 200Ач

Щелкните изображение, чтобы увеличить Серия

Подключение аккумуляторов
Когда нам нужно и как подключить аккумуляторы последовательно?

Когда вам необходимо удвоить уровень напряжения в соответствии с потребностями вашей системы, сохраняя при этом ту же емкость или номинальную емкость в ампер-часах (Ач) батарей.

Например, если у вас есть две батареи на 12 В, 200 Ач час и вам нужна система на 24 В. для установки. Просто подключите обе батареи последовательно, чтобы получить 24 В и одинаковый номинал в ампер-часах, то есть 200 Ач.

Имейте в виду, что при последовательном подключении аккумуляторная батарея разряжается медленнее, чем при параллельном подключении аккумуляторов.

Вы можете сделать это с любым количеством батарей, т.е. получить 36 В, 48 В, 72 В постоянного тока и так далее, подключив батареи последовательно.

Эта система используется в различных установках солнечных батарей и других приложениях.

Параллельное соединение аккумуляторов

Если мы подключим положительную клемму (+) батареи к положительной, а отрицательную (-) к отрицательной клемме. Тогда конфигурация батарей будет параллельной.

Полезно знать:

При параллельном подключении напряжение будет одинаковым на каждом проводе или участке, а ток будет другим, т. Е. Ток складывается.

например

I 1 + I 2 + I 3 … + In

На рисунке ниже две батареи на 12 В, 200 Ач подключены параллельно.Таким образом, полное эффективное напряжение будет таким же, пока ампер-час складывается.

т.е.

= 200 Ач + 200 Ач = 400 Ач, 12 В.

Щелкните, чтобы увеличить изображение

Параллельное подключение батарей
Когда нам нужно и как подключить батареи параллельно?

Когда вам необходимо удвоить емкость аккумулятора или номинальные ампер-часы (Ач) в соответствии с потребностями вашей системы, сохраняя при этом тот же уровень напряжения.

Например, если у вас есть две батареи на 12 В по 200 Ач и вам нужна система 12 В. для установки.Просто подключите обе батареи параллельно, при этом общая емкость батареи будет 400 Ач и будет одинаковым уровнем напряжения, то есть 12 В.

Имейте в виду, что параллельная разрядка аккумуляторов происходит быстрее, чем при последовательном подключении аккумуляторов.

Это можно сделать с любым количеством аккумуляторов, т.е. получить одинаковый уровень напряжения при одновременном увеличении емкости аккумулятора в ампер-часах при параллельном подключении аккумуляторов.

Эта система используется в различных установках солнечных батарей и других приложениях.

Последовательно-параллельное соединение батарей

Если мы соединим две пары из двух батарей последовательно, а затем соединим эти последовательно соединенные батареи параллельно, то такая конфигурация батарей будет называться последовательно-параллельным соединением батарей.

Другими словами, это последовательная или параллельная цепь, но известная как последовательно-параллельная цепь. Некоторые из компонентов включены последовательно, а другие — в параллельной или сложной схеме из последовательно и параллельно соединенных устройств и батарей.

Связанное сообщение:

На рисунке ниже.

Шесть (6) аккумуляторов на 12 В, 200 Ач каждая подключены в последовательно-параллельной конфигурации.

т.е.

  • B 1 и B 2 последовательно… 12В + 12В = 24В, 200Ач… Последовательное соединение
  • B 3 и B 4 последовательно… 12В + 12В = 24В, 200Ач… Последовательное соединение
  • B 5 и B 6 последовательно… 12В + 12В = 24В, 200Ач… Последовательное соединение

И затем пара этих батарей соединяется параллельно i.е. два параллельных комплекта из трех батарей соединены последовательно.

т.е.

Установить 1 = B 1 , B 3 , B 5 = Серия

Установить 2 = B 2 , B 4 , B 6 = Серия

И затем ,

Набор 1 и Набор 2 = Параллельно.

Таким образом, эффективное напряжение и ампер-час будут

Ампер-час (Ач) = 200 Ач + 200 Ач + 200 Ач = 600 Ач

Напряжения = 12 В + 12 В = 24 В. (Параллельное соединение)

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Последовательно-параллельное соединение батарей

Калькуляторы, связанные с батареями:

Когда нам нужно и как соединить батареи последовательно-параллельно?

Когда вам необходимо удвоить емкость аккумулятора или номинальные ампер-часы (Ач), а также напряжение аккумуляторов в соответствии с потребностями вашей системы.

Например, если у вас шесть аккумуляторов на 12 В, 200 Ач в час, и вам потребуется емкость 600 Ач и система на 24 В для установки. Теперь у вас есть два набора из трех батарей, просто подключите два набора из трех аккумуляторов последовательно, а затем подключите два набора параллельно (как показано на рисунке выше), при этом общая емкость аккумулятора будет 600 Ач, а уровень напряжения — 24 В.

Это можно сделать с любым количеством аккумуляторов, т.е. получить разный уровень напряжения, а также увеличить емкость аккумулятора в ампер-часах при последовательно-параллельном соединении аккумуляторов.

Эта система используется в различных установках солнечных батарей и других приложениях.

Сравнение последовательного, параллельного и последовательно-параллельного подключения

В приведенной ниже таблице показаны основные различия между последовательным и параллельным подключением.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Сравнение последовательного, параллельного и последовательно-параллельного подключений

Общие меры предосторожности и инструкции по подключению и установке батарей

Предупреждение и инструкции:

  • Никогда не замыкайте и не прикасайтесь к положительному полюсу (+ ) клемма батареи с отрицательной (-) клеммой батареи, чтобы избежать короткого замыкания, повреждения, травмы, взрыва или пожара.
  • Всегда подключайте аккумулятор одинакового уровня напряжения и емкости, чтобы избежать проблем с зарядкой и сокращения срока службы аккумулятора.
  • Не путайте (это может быть опасно) со сложной разводкой и подключением аккумуляторов последовательно-параллельно. Всегда делайте правильные расчеты и делайте схемы и схемы соединений батарейных блоков, прежде чем применять их на практике, чтобы быть в безопасности.
  • При зарядке аккумуляторных батарей необходимо соблюдать полярность, чтобы избежать короткого замыкания и возникновения опасных ситуаций.
  • Когда аккумулятор полностью зарядится, снимите зарядное устройство, чтобы избежать перегрева (в случае неавтоматического зарядного устройства или контроллера заряда).
  • Всегда заряжайте аккумулятор при комнатной температуре.
  • Не пытайтесь заряжать основные элементы. т.е. не заряжайте неперезаряжаемые батареи.
  • Отсоедините аккумулятор от подключенной нагрузки, если он больше не используется, чтобы избежать коррозии и утечки.
  • Отсоедините источник заряда аккумулятора и нагрузку перед подключением или отключением клемм.

Соответствующие инструкции по подключению и подключению аккумуляторов:

Схема изолятора двух аккумуляторов (упрощенная) Схема

Ответив на многочисленные вопросы о различных схемах изоляторов батарей, я решил, что будет проще создать веб-страницу.

Ниже вы найдете базовую конструкцию 3-х типов аккумуляторных изоляторов с указанием плюсов и минусов каждого из них.

Примечание: Я получил электронное письмо от кого-то, кто ругал меня за то, что я не рассказываю всю историю, и что диаграммы были упрощенными (слишком простыми).

Это все правда.

Приведенные ниже схемы предназначены для общего обзора, и некоторые детали на них отсутствуют.


Изолятор диодной батареи

В изоляторе батареи диодного типа используются полупроводниковые диоды для разделения тока от генератора или генератора и одновременной зарядки 2 или более батарей. Одна батарея используется для запуска двигателя, а другая — для работы аксессуаров.

Нагрузка на вспомогательную батарею не разряжает пусковую батарею, поэтому она остается заряженной, даже когда вспомогательная батарея разряжена.

Плюсы: Для работы не требуется никаких действий со стороны пользователя

Минусы: Могут потребоваться некоторые изменения проводки — вам нужно отделить стартер / зажигание от вспомогательной проводки. Это может быть сложно в современном автомобиле. Некоторым автомобилям потребуется линия VSense, подключенная к генератору переменного тока.

Изолятор на 120 А # 39835

Изолятор аккумулятора защищает пусковую батарею, независимо от того, насколько она слабая. ваша дополнительная батарея становится, дополнительная батарея никогда не будет истощать питание от пусковой аккумулятор.

69,99 долл. США


Выключатель аккумулятора

Переключатель батарей позволяет переключаться между 1 или несколькими батареями, а иногда и комбинацией батарей. Обычный переключатель батареи позволяет выбрать батарею 1; Батарея 2 или обе. Какой бы аккумулятор вы ни выбрали, он подключается непосредственно к двигателю, генератору и дополнительным устройствам. Переключатель позволяет разрядить одну батарею, а затем переключиться на другую, чтобы запустить двигатель. Затем вы должны переключиться на «обе», чтобы зарядить обе батареи или получить отдельный диодный изолятор батареи.

Плюсы: Нет необходимости отделять проводку стартера / зажигания от вспомогательной проводки.

Минусы: Требует от пользователя ручного переключения между батареями. К переключателю должны быть подведены тяжелые кабели аккумуляторной батареи.


Соленоид вспомогательной аккумуляторной батареи

Электромагнитный изолятор использует соленоид непрерывного режима для подключения вспомогательной батареи в определенное время (например, запуск и зарядка), а затем отключается, когда она не используется. В зависимости от того, как подключен соленоид, он может быть переключен на:

  1. постоянно
  2. от
  3. вкл с зажиганием

Как работает аккумулятор — Любопытно

Представьте себе мир без батарей.Все портативные устройства, от которых мы так зависим, были бы настолько ограничены! Мы сможем доставить наши ноутбуки и телефоны настолько далеко, насколько это досягаемо для их кабелей, что сделает это новое работающее приложение, которое вы только что загрузили на свой телефон, практически бесполезным.

К счастью, у нас есть батарейки. Еще в 150 г. до н.э. в Месопотамии парфянская культура использовала устройство, известное как багдадская батарея, сделанное из медных и железных электродов с уксусом или лимонной кислотой. Археологи считают, что на самом деле это не батареи, а в основном они использовались для религиозных церемоний.

Изобретение батареи в том виде, в котором мы ее знаем, приписывают итальянскому ученому Алессандро Вольта, который собрал первую батарею, чтобы доказать свою точку зрения другому итальянскому ученому Луиджи Гальвани. В 1780 году Гальвани показал, что лапы лягушек, подвешенных на железных или латунных крючках, подергиваются при прикосновении к зонду из другого металла. Он считал, что это было вызвано электричеством из тканей лягушек, и называл это «животным электричеством».

Луиджи Гальвани обнаружил, что лапки лягушек, подвешенные на латунных крючках, дергались, когда их ткнули зондом из другого металла.Он думал, что эта реакция была вызвана «животным электричеством» внутри лягушки. Источник изображения: Луиджи Гальвани / Wikimedia Commons.

Вольта, первоначально впечатленный открытиями Гальвани, пришел к выводу, что электрический ток исходит от двух разных типов металла (крючки, на которых висели лягушки, и другой металл зонда) и просто передается через них, а не через них. из тканей лягушек. Он экспериментировал со стопками слоев серебра и цинка, перемежаемых слоями ткани или бумаги, пропитанной соленой водой, и обнаружил, что электрический ток действительно протекает через провод, приложенный к обоим концам стопки.

Батарея Алессандро Вольта: куча цинковых и серебряных листов, перемеженных тканью или бумагой, пропитанной соленой водой. Представьте, что вы используете это для питания вашего телефона. Источник изображения: Луиджи Кьеза / Wikimedia Commons.

Volta также обнаружил, что, используя различные металлы в сваях, можно увеличить количество напряжения. Он описал свои открытия в письме Джозефу Бэнксу, тогдашнему президенту Лондонского королевского общества, в 1800 году. Это было довольно большое дело (Наполеон был весьма впечатлен!), И его изобретение принесло ему устойчивое признание в честь «вольта». ‘(мера электрического потенциала), названная в его честь.

Я сам, шутя в сторону, поражен тем, как мои старые и новые открытия … чистого и простого электричества, вызванного контактом металлов, могли вызвать такое волнение. Алессандро Вольта

Так что же именно происходило с этими слоями цинка и серебра и с дрожащими лягушачьими лапами?

Химия батареи

Батарея — это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразует ее в электричество.Это известно как электрохимия, а система, лежащая в основе батареи, называется электрохимическим элементом. Батарея может состоять из одного или нескольких (как в оригинальной кучке Вольты) электрохимических ячеек. Каждая электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, разделенных электролитом.

Итак, откуда электрохимический элемент получает электричество? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно знать, что такое электричество. Проще говоря, электричество — это тип энергии, производимый потоком электронов.В электрохимической ячейке электроны образуются в результате химической реакции, которая происходит на одном электроде (подробнее об электродах ниже!), А затем они перетекают на другой электрод, где расходуются. Чтобы понять это правильно, нам нужно внимательнее изучить компоненты клетки и то, как они устроены вместе.

Электроды

Чтобы создать поток электронов, вам нужно где-то, чтобы электроны текли из , а где-то электроны текли с на .Это электроды ячейки. Электроны текут от одного электрода, называемого анодом (или отрицательным электродом), к другому электроду, называемому катодом (положительный электрод). Обычно это разные типы металлов или другие химические соединения.

В котле Вольта анодом служил цинк, от которого электроны текли по проволоке (при соединении) с серебром, которое было катодом батареи. Он сложил много этих ячеек вместе, чтобы получилась общая куча, и поднял напряжение.

Но откуда анод вообще берет все эти электроны? И почему они так счастливы, что их отправили в веселый путь к катоду? Все сводится к химии, происходящей внутри клетки.

Нам нужно понять несколько химических реакций. На аноде электрод реагирует с электролитом в реакции, в которой образуются электроны. Эти электроны накапливаются на аноде. Между тем, на катоде одновременно происходит другая химическая реакция, которая позволяет этому электроду принимать электроны.

Технический химический термин, обозначающий реакцию, которая включает обмен электронами, — это реакция окисления-восстановления, обычно называемая окислительно-восстановительной реакцией. Вся реакция может быть разделена на две половинные реакции, и в случае электрохимической ячейки одна полуреакция происходит на аноде, а другая — на катоде. Уменьшение — это усиление электронов, и это то, что происходит на катоде; мы говорим, что катод восстанавливается во время реакции. Окисление — это потеря электронов, поэтому мы говорим, что анод окисляется.

Каждая из этих реакций имеет определенный стандартный потенциал. Думайте об этой характеристике как о способности / эффективности реакции либо производить, либо поглощать электроны — ее силу в электронном перетягивании каната.

  • Стандартные потенциалы полуреакций

    Ниже приведен список половинных реакций, которые включают высвобождение электронов из чистого элемента или химического соединения. Рядом с реакцией указано число (E 0 ), которое сравнивает силу электрохимического потенциала реакции с силой готовности водорода расстаться со своим электроном (если вы посмотрите вниз по списку, вы увидите, что водородный полуреактор имеет нулевое значение E 0 ).E 0 измеряется в вольтах.

    Причина, по которой этот список настолько интересен, заключается в том, что если вы выберете две реакции из списка и объедините их в электрохимическую ячейку, значения E 0 скажут вам, в каком направлении будет протекать общая реакция: реакция с более отрицательной реакцией. Значение E 0 отдает свои электроны другой реакции, и это определяет анод и катод вашей ячейки. Разница между двумя значениями E 0 говорит вам об электрохимическом потенциале вашей ячейки, который в основном представляет собой напряжение ячейки.

    Итак, если вы возьмете литий и фторид и сумеете объединить их, чтобы сделать элемент батареи, у вас будет самое высокое напряжение, теоретически достижимое для электрохимического элемента. Этот список также объясняет, почему в котле Вольта цинк был анодом, а серебро — катодом: полуреакция цинка имеет более низкое (более отрицательное) значение E 0 (-0,7618), чем полуреакция серебра (0,7996). .

    Источник: UC Davis ChemWiki

Любые два проводящих материала, которые вступают в реакцию с разными стандартными потенциалами, могут образовывать электрохимическую ячейку, потому что более сильный из них сможет забирать электроны у более слабого.Но идеальным выбором для анода был бы материал, который вызывает реакцию со значительно более низким (более отрицательным) стандартным потенциалом, чем материал, который вы выбираете для своего катода. В итоге мы получаем электроны, притягивающиеся к катоду от анода (и анод не очень сильно пытается бороться), и, когда у нас есть легкий путь, чтобы добраться туда — проводящий провод, мы можем использовать их энергию для обеспечения электрического питание нашего фонарика, телефона или чего-то еще.

Разница в стандартном потенциале между электродами как бы равна силе, с которой электроны перемещаются между двумя электродами.Это известно как общий электрохимический потенциал ячейки, и он определяет напряжение ячейки. Чем больше разница, тем больше электрохимический потенциал и выше напряжение.

Чтобы увеличить напряжение аккумулятора, у нас есть два варианта. Мы могли бы выбрать для наших электродов разные материалы, которые придадут ячейке больший электрохимический потенциал. Или мы можем сложить несколько ячеек вместе. Когда элементы объединяются определенным образом (последовательно), это оказывает аддитивное влияние на напряжение батареи.По сути, силу, с которой электроны движутся через батарею, можно рассматривать как общую силу, когда она движется от анода первого элемента на всем пути, сколько бы ячеек ни содержала батарея, к катоду последней ячейки.

Когда элементы объединяются другим способом (параллельно), это увеличивает возможный ток батареи, который можно рассматривать как общее количество электронов, протекающих через элементы, но не ее напряжение.

Электролит

Но электроды — это всего лишь часть батареи.Помните обрывки бумаги Вольты, пропитанные соленой водой? Соленая вода была электролитом, еще одной важной частью картины. Электролит может быть жидкостью, гелем или твердым веществом, но он должен обеспечивать движение заряженных ионов.

Электронов имеют отрицательный заряд, и поскольку мы посылаем поток отрицательных электронов по нашей цепи, нам нужен способ уравновесить это движение заряда. Электролит обеспечивает среду, через которую могут протекать положительные ионы, уравновешивающие заряд.

Поскольку химическая реакция на аноде производит электроны, для поддержания баланса нейтрального заряда на электроде также производится соответствующее количество положительно заряженных ионов. Они не проходят по внешнему проводу (только для электронов!), А попадают в электролит.

В то же время катод должен также уравновешивать отрицательный заряд электронов, которые он принимает, поэтому реакция, которая здесь происходит, должна втягивать положительно заряженные ионы из электролита (альтернативно, он также может высвобождать отрицательно заряженные ионы из электрода в электролит. электролит).

Итак, в то время как внешний провод обеспечивает путь для потока отрицательно заряженных электронов, электролит обеспечивает путь для переноса положительно заряженных ионов, чтобы уравновесить отрицательный поток. Этот поток положительно заряженных ионов так же важен, как и электроны, обеспечивающие электрический ток во внешней цепи, которую мы используем для питания наших устройств. Роль балансировки заряда, которую они выполняют, необходима для поддержания протекания всей реакции.

Итак, если бы все ионы, высвобожденные в электролит, могли полностью свободно перемещаться через электролит, они в конечном итоге покрыли бы поверхности электродов и забили бы всю систему.Таким образом, в клетке обычно есть какой-то барьер, чтобы этого не произошло.

При использовании аккумулятора возникает ситуация, когда происходит непрерывный поток электронов (через внешнюю цепь) и положительно заряженных ионов (через электролит). Если этот непрерывный поток остановлен — если цепь разомкнута, например, когда ваш фонарик выключен — поток электронов остановлен. Заряды будут накапливаться, и химические реакции, приводящие в движение аккумулятор, прекратятся.

По мере использования батареи и протекания реакций на обоих электродах возникают новые химические продукты.Эти продукты реакции могут создавать своего рода сопротивление, которое может помешать продолжению реакции с такой же эффективностью. Когда это сопротивление становится слишком большим, реакция замедляется. Электронное перетягивание каната между катодом и анодом также теряет свою силу, и электроны перестают течь. Аккумулятор медленно разряжается.

Зарядка аккумулятора

Некоторые распространенные батареи предназначены только для одноразового использования (так называемые первичные или одноразовые батареи).Электроны перемещаются от анода к катоду в одну сторону. Либо их электроды истощаются по мере того, как они выделяют свои положительные или отрицательные ионы в электролит, либо накопление продуктов реакции на электродах препятствует продолжению реакции, и это делается и вытирается пыль. Батарея оказывается в мусорном ведре (или, надеюсь, на переработку, но это уже другая тема Nova).

Но. Изящная вещь в этом потоке ионов и электронов, который имеет место в некоторых типах батарей с соответствующими материалами электродов, заключается в том, что он также может двигаться в обратном направлении, возвращая нашу батарею в исходную точку и давая ей совершенно новую жизнь. .Подобно тому, как батареи изменили способ использования различных электрических устройств, аккумуляторные батареи еще больше изменили полезность этих устройств и их продолжительность жизни.

Когда мы подключаем почти разряженную батарею к внешнему источнику электричества и отправляем энергию обратно в батарею, происходит обратная химическая реакция, которая произошла во время разряда. Это отправляет положительные ионы, выпущенные из анода, в электролит, обратно к аноду, а электроны, которые катод принимает, также обратно к аноду.Возврат как положительных ионов, так и электронов обратно в анод подготавливает систему, так что она снова готова к работе: ваша батарея перезаряжается.

Однако процесс не идеален. Замена отрицательных и положительных ионов электролита обратно на соответствующий электрод при перезарядке аккумулятора не такая аккуратная и не такая хорошо структурированная, как электрод вначале. Каждый цикл зарядки приводит к еще большему ухудшению состояния электродов, а это означает, что аккумулятор со временем теряет производительность, поэтому даже аккумуляторные батареи не работают вечно.

В течение нескольких циклов зарядки и разрядки форма кристаллов аккумулятора становится менее упорядоченной. Это усугубляется, когда аккумулятор разряжается / заряжается с высокой скоростью — например, если вы едете на электромобиле с большой скоростью, а не с постоянной скоростью. Высокоскоростное переключение приводит к тому, что кристаллическая структура становится более неупорядоченной, что приводит к менее эффективной батарее.

Эффект памяти и саморазряд

Почти, но не полностью обратимые реакции разряда и перезарядки также способствуют так называемому «эффекту памяти».Когда вы перезаряжаете некоторые типы аккумуляторных батарей, не разрядив их сначала, они «запоминают», где находились в предыдущих циклах разрядки, и не перезаряжаются должным образом.

В некоторых элементах это вызвано тем, как металл и электролит реагируют с образованием соли (и тем, как эта соль затем снова растворяется и металл заменяется на электродах при перезарядке). Мы хотим, чтобы наши клетки имели красивые, однородные, маленькие кристаллы соли, покрывающие идеальную металлическую поверхность, но это не то, что мы получаем в реальном мире! Некоторые кристаллы образуются очень сложно, а некоторые металлы откладываются во время перезарядки, поэтому некоторые типы батарей имеют больший эффект памяти, чем другие.Дефекты в основном зависят от первоначального состояния заряда батареи, температуры, напряжения заряда и тока зарядки. Со временем недостатки в одном цикле зарядки могут вызвать то же самое в следующем цикле зарядки и так далее, и наша батарея накапливает некоторые плохие воспоминания. Эффект памяти силен для некоторых типов элементов, таких как батареи на никелевой основе. Другие типы, такие как литий-ионные, не страдают этой проблемой.

Другой аспект аккумуляторных батарей заключается в том, что химический состав, который делает их перезаряжаемыми, также означает, что они имеют более высокую тенденцию к саморазряду.Это когда внутренние реакции происходят внутри аккумуляторного элемента, даже когда электроды не подключены через внешнюю цепь. Это приводит к тому, что клетка со временем теряет часть своей химической энергии. Высокая скорость саморазряда серьезно ограничивает срок службы аккумуляторов — и приводит к их разрядке во время хранения.

Литий-ионные аккумуляторы в наших мобильных телефонах имеют довольно хорошую скорость саморазряда около 2–3 процентов в месяц, и наши свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы также довольно разумны — они, как правило, теряют 4–6 процентов. месяц.Никелевые батареи теряют около 10–15 процентов своего заряда в месяц, что не очень хорошо, если вы планируете хранить фонарик в течение всего сезона, когда он вам не нужен! Неперезаряжаемая щелочная батарея теряет около 2–3% своего заряда в год.

Напряжение, ток, мощность, емкость… в чем разница?

Все эти слова в основном описывают мощность батареи, не так ли? Ну вроде как.Но все они несколько разные.

Напряжение = сила, при которой реакция, приводящая в действие аккумулятор, проталкивает электроны через элемент. Это также известно как электрический потенциал и зависит от разницы потенциалов между реакциями, которые происходят на каждом из электродов, то есть от того, насколько сильно катод будет тянуть электроны (через цепь) от анода. Чем выше напряжение, тем больше работы может совершить то же количество электронов.

Ток = количество электронов, которые проходят через любую точку цепи в данный момент времени.Чем выше ток, тем больше работы он может выполнять при том же напряжении. Внутри ячейки ток можно также рассматривать как количество ионов, проходящих через электролит, умноженное на заряд этих ионов.

Мощность = напряжение x ток. Чем выше мощность, тем быстрее батарея может работать — это соотношение показывает, насколько важны и напряжение, и ток для определения того, для чего подходит батарея.

Емкость = мощность батареи как функция времени, которая используется для описания продолжительности времени, в течение которого батарея может обеспечивать питание устройства.Аккумулятор большой емкости сможет проработать более длительный период, прежде чем разрядится / разрядится. У некоторых батарей есть небольшая печальная особенность: если вы слишком быстро попытаетесь извлечь из них слишком много энергии, химические реакции не успеют поспеть, и емкость станет меньше! Итак, мы всегда должны быть осторожны, когда говорим о емкости батареи, и помнить, для чего она будет использоваться.

Еще один популярный термин — «плотность энергии». Это количество энергии, которое устройство может удерживать на единицу объема, другими словами, сколько энергии вы получите за свои деньги с точки зрения мощности по сравнению сразмер. С батареей, как правило, чем выше плотность энергии, тем лучше, так как это означает, что батарея может быть меньше и компактнее, что всегда является плюсом, когда вам нужно заряжать то, что вы хотите держать в кармане. Для электромобилей это даже плюс — аккумулятор должен как-то влезать в машину!

Для некоторых приложений, таких как хранение электроэнергии на возобновляемых электростанциях, таких как ветряная или солнечная ферма, высокая плотность энергии не является большой проблемой, поскольку в них, скорее всего, будет достаточно места для хранения батарей.Основная цель такого использования — просто хранить как можно больше электроэнергии, как можно безопаснее и дешевле.

Почему так много типов?

Ряд материалов (раньше это были просто металлы) могут использоваться в качестве электродов в батарее. За прошедшие годы было опробовано много-много различных комбинаций, но лишь немногие из них действительно прошли дистанцию.Но зачем вообще использовать разные комбинации металлов? Если у вас есть пара металлов, которые хорошо работают вместе в качестве электродов, зачем возиться с другими?

Различные материалы имеют разные электрохимические свойства, поэтому они дают разные результаты, когда вы соединяете их в аккумуляторном элементе. Например, некоторые комбинации будут производить высокое напряжение очень быстро, но затем быстро падают, не в состоянии поддерживать это напряжение в течение длительного времени. Это хорошо, если вам нужно произвести, скажем, внезапную вспышку света, такую ​​как вспышка фотоаппарата.

Другие комбинации будут производить только тонкую струйку тока, но они будут поддерживать эту струю на века. Например, нам не нужен большой ток для питания детектора дыма, но мы хотим, чтобы наши детекторы дыма работали долгое время.

Еще одна причина для использования различных комбинаций металлов заключается в том, что часто два или более аккумуляторных элемента необходимо уложить в стопку для получения необходимого напряжения, и оказывается, что некоторые комбинации электродов складываются вместе намного удобнее, чем другие комбинации.Например, литий-железо-фосфатные батареи (тип литий-ионных аккумуляторов), используемые в электромобилях, складываются вместе для создания систем высокого напряжения (100 или даже более вольт), но вы никогда не сделаете этого с теми батареями NiCad Walkman, которые имеют горячий!

Наши различные потребности с течением времени привели к разработке огромного количества типов батарей. Чтобы узнать больше о них и о том, что ждет аккумулятор в будущем, ознакомьтесь с другими нашими темами о Nova.

Эта тема является частью нашей серии из четырех статей об аккумуляторах.Для дальнейшего чтения ознакомьтесь с типами аккумуляторов, литий-ионных аккумуляторов и аккумуляторов будущего. Система солнечных панелей с резервным аккумулятором

: электрическая схема




ОСНОВЫ РАБОТЫ

Сетевые солнечные панели с резервной батареей аналогичны безбатарейным системам, за исключением того, что они могут дополнительно обеспечивать электричеством критические нагрузки в случае сбоя в электросети.
Когда светит солнце, солнечные панели вырабатывают электроэнергию, что снижает потребление электроэнергии из сети и соответственно снижает счета за электроэнергию.Если этой мощности недостаточно для вашего дома, необходимый баланс автоматически предоставляется коммунальным предприятием. Если система солнечных панелей вырабатывает больше электроэнергии, чем использует ваш дом, она вернет избыток обратно в сеть после того, как батареи будут полностью заряжены, и может повернуть ваш электросчетчик назад. В нормальных условиях небольшая часть энергии также используется для поддержания заряда аккумуляторных батарей.

Обычные безбатарейные системы не обеспечивают никакой поддержки. Очевидное преимущество резервного генератора на основе фотоэлектрических систем заключается в том, что он обеспечивает определенную защиту от кратковременных отключений электроэнергии.Его недостатками являются большие первоначальные вложения по сравнению с безбатарейной системой и более низкая надежность из-за ограниченного срока службы батарей. Кроме того, если выбраны «мокрые» аккумуляторы, их нужно периодически проверять на наличие жидкостей.

Герметичные батареи не нуждаются в обслуживании, но могут прослужить не так долго, как аккумуляторы влажного типа. Для сравнения типичная гарантия на солнечные батареи — 20-25 лет, инверторы — 3-10 лет, батареи — 1-3 года.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Эта упрощенная схема подключения солнечной панели иллюстрирует работу системы.

Обратите внимание, что заземление для цепи постоянного тока должно быть выполнено в одной точке. Прерыватель замыкания на землю постоянного тока отключает вход постоянного тока при обнаружении определенного тока утечки из незаземленной шины.

Аккумуляторные батареи никогда не следует подключать напрямую к солнечным батареям, так как это может привести к частой перезарядке, что сокращает срок службы батарей и может привести к их повреждению. Также при прямом подключении аккумулятор будет определять уровень напряжения, на котором будет работать солнечная батарея.Этот уровень, скорее всего, не будет соответствовать точке пиковой мощности ячеек (см. Характеристики фотоэлектрических панелей).

Вот почему контроллер заряда солнечной батареи обычно устанавливается между выводами фотоэлектрической батареи и аккумуляторной батареей. Если, тем не менее, вы решили не использовать зарядное устройство, вам необходимо подключить батареи через блокирующий диод, который предотвращает их разряд в ночное время из-за обратного тока утечки фотоэлементов. Обратите внимание: поскольку практически батареи никогда не распределяют нагрузку поровну, не рекомендуется запускать слишком много (возможно, более четырех) параллельных цепочек батарей, если вы не используете специальные схемы для распределения тока.

На практике интерактивный инвертор для солнечных систем резервного копирования обычно включает в себя прерыватель замыкания на землю постоянного тока, сам инвертор постоянного тока в переменный и зарядное устройство — все в одном корпусе. Часто он также имеет несколько пар входов постоянного тока с предохранителями, что может устранить необходимость во внешнем сумматоре. Для основных принципов его работы см. «Основы работы с сетевым инвертором».

На приведенной выше принципиальной схеме показан пример конфигурации проводки, когда инвертор имеет низкочастотный выходной трансформатор с центральным отводом на 120/240 В переменного тока.Часто маломощный инвертор бытового класса обеспечивает только 120 В переменного тока. В этом случае вам потребуются специальные «штабелируемые» модули. Чтобы получить выход 120/240, вам нужно будет последовательно соединить два модуля. Обратите внимание, что некоторые модели обеспечивают изоляцию в ступени высокочастотного преобразователя постоянного тока и не имеют громоздкого низкочастотного трансформатора. Существуют также бестрансформаторные модели , для которых требуются незаземленные шины постоянного тока и дополнительные устройства защиты.

Вышеупомянутая система позволяет экспортировать избыточную электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, в сеть.В нормальных условиях сеть действует как дополнительный источник энергии для поддержания заряда аккумуляторных батарей системы. Если сеть выходит из строя, инвертор автоматически отключается от сети и подает энергию от батарей к критическим нагрузкам, подключенным к вспомогательной панели. Стандарт UL1741 требует, чтобы инвертор сети отключался от сети в течение 0,1 секунды, когда входное напряжение падает или падает ниже 60 В переменного тока. Когда сетевое напряжение возвращается, внутренний контактор переменного тока автоматически переключает систему проводки обратно в сеть.

Обратите внимание, что в целом коды NEC® 2017 допускают напряжения фотоэлектрических массивов вплоть до 600 В постоянного тока. Однако, если напряжение подключения аккумулятора превышает 60 В, необходимо убедиться, что «токоведущие» проводники недоступны.


Базовая работа от батарей | PVEducation

В основе работы от батареи лежит обмен электронами между двумя химическими реакциями, реакцией окисления и реакцией восстановления. Ключевым аспектом батареи, который отличает ее от других реакций окисления / восстановления (таких как процессы ржавления и т. Д.), Является то, что реакции окисления и восстановления физически разделены.Когда реакции физически разделены, между двумя реакциями может быть вставлена ​​нагрузка. Электрохимическая разность потенциалов между двумя батареями соответствует напряжению батареи, которая приводит в действие нагрузку, а обмен электронами между двумя реакциями соответствует току, который проходит через нагрузку. Компоненты батареи, показанные на рисунке ниже, состоят из электрода и электролита как для реакции восстановления, так и для реакции окисления, средства для передачи электронов между реакцией восстановления и окисления (обычно это достигается с помощью провода, подключенного к каждый электрод) и средства обмена заряженными ионами между двумя реакциями.

Схема батареи, в которой (а) электролит реакции восстановления и окисления различается и (б) электролит одинаковый для обеих реакций.

Ключевыми компонентами, которые определяют многие из основных свойств батареи, являются материалы, используемые для электрода и электролита как для реакций окисления, так и для реакций восстановления. Электрод — это физическое место, где происходит ядро ​​окислительно-восстановительной реакции — перенос электронов.Во многих аккумуляторных системах, включая свинцово-кислотные и щелочные батареи, электрод — это не только место, где происходит перенос электронов, но также компонент химической реакции, которая либо использует, либо производит электроны. Однако в других аккумуляторных системах (таких как топливные элементы) материал электрода сам по себе инертен и является только местом переноса электронов от одного реагента к другому. Для разряженной батареи электрод, на котором происходит реакция окисления, называется анодом и по определению имеет положительное напряжение, а электрод, на котором происходит реакция восстановления, является катодом и находится под отрицательным напряжением.

Одного электрода недостаточно для протекания окислительно-восстановительной реакции, поскольку окислительно-восстановительная реакция включает взаимодействие более чем одного компонента. Остальные химические компоненты реакции содержатся в электролите. Для многих практических аккумуляторных систем электролит представляет собой водный раствор. Одна из причин наличия водного раствора заключается в том, что окисленная или восстановленная форма электрода существует в водном растворе. Кроме того, важно, чтобы химические частицы в электролите были мобильными, чтобы они могли перемещаться к участку на электроде, где происходит химическая реакция, а также чтобы частицы ионов могли перемещаться от одного электрода к другому.

Ток в батарее возникает в результате переноса электронов от одного электрода к другому. Во время разряда реакция окисления на аноде генерирует электроны, а реакция восстановления на катоде использует эти электроны, и поэтому во время разряда электроны текут от анода к катоду. Электроны, генерируемые или используемые в окислительно-восстановительной реакции, могут легко переноситься между электродами через обычное электрическое соединение, такое как провод, прикрепленный к аноду и катоду.Однако, в отличие от обычной электрической цепи, электроны — не единственный носитель заряда в цепи. Электроны перемещаются от анода к катоду, но не возвращаются от катода к аноду. Вместо этого электрическая нейтральность поддерживается движением ионов в электролите. Если в каждой окислительно-восстановительной реакции используется другой электролит, солевой мост соединяет два раствора электролита. Направление движения ионов предотвращает накопление заряда либо на аноде, либо на катоде.В большинстве практических аккумуляторных систем один и тот же электролит используется как для анода, так и для катода, и перенос ионов может происходить через сам электролит, что устраняет необходимость в солевом мостике. Однако в этом случае между анодом и катодом также вставлен разделитель. Сепаратор предотвращает физическое соприкосновение анода и катода друг с другом, поскольку они обычно находятся в очень непосредственной физической близости друг к другу, и если бы они соприкоснулись, это привело бы к короткому замыканию батареи, поскольку электроны могут передаваться напрямую, не проходя через внешнюю цепь. и загрузить.

Окислительно-восстановительные реакции, составляющие конкретную аккумуляторную систему, определяют многие фундаментальные параметры аккумуляторной системы. Другие ключевые свойства батареи, в том числе емкость батареи, характеристики зарядки / разрядки и другие практические соображения, также зависят от физической конфигурации батареи, например количества материала в батарее или геометрии электродов. На следующих страницах описывается, как характеристики батареи — поведение напряжения, эффективность батареи, неидеальность батареи (саморазряд, снижение емкости батареи и т. Д.) — зависят от протекания окислительно-восстановительных реакций и конфигурации батареи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.