الفرق بين البطارية والبطارية

البطارية عبارة عن جهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. إنها طريقة عملية لتخزين الطاقة ، حيث أنها لا تفقد الطاقة بمرور الوقت ، وهذا هو سبب استخدامها على نطاق واسع ، خاصة في الأجهزة المنزلية.

البطارية عبارة عن جهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية ، ولكنه سيفقد الطاقة بمرور الوقت إذا لم يتم إعادة شحنها. يمكن أن يكون لها استخدام منزلي وصناعي.

بطارية	طبول
تعريف	جهاز توليد الطاقة وتخزينها بخلية إلكتروليتية.	جهاز توليد الطاقة مع خلية إلكتروليتية واحدة أو أكثر.
طيب القلب	خبرات.	ثانوي.
تخزين الطاقة	نعم.	لا.
كمية الطاقة	مقيد بحجم الجهاز.	مقيدة بعدد الرسوم في عمرها الإنتاجي.
الجهد االكهربى	من 1.5 فولت إلى 9 فولت.	من 2 فولت إلى 14.8 فولت.
أنواع	مشترك قلوية منجنيز قلوي.	بطاريات النيكل والكادميوم. بطاريات هيدريد من النيكل والمعدن. بطاريات ليثيوم أيون. بطاريات الليثيوم بوليمر. بطاريات الرصاص الحمضية.
التطبيقات	بطاريات للمصابيح ولعب الأطفال وأجهزة تنظيم ضربات القلب والآلات الحاسبة.	بطاريات للسيارات والموبايلات والسيارات الكهربائية.

ما هو المكدس؟

البطارية هي مولد أساسي للطاقة الكهربائية (تولد الطاقة بنفسها) ، وتتكون من خلية إلكتروليتية ، اثنان أقطاب معدنية (قطب موجب ، يسمى الكاثود ، وسالب واحد يسمى الأنود) ووسيط سائل أو فطير يسمى بالكهرباء.

لا تضيع الطاقة المخزنة في البطارية بمرور الوقت ؛ لهذا السبب يمكن الاحتفاظ بها لبضع سنوات وما زالت تعمل. ومع ذلك ، فإن مكوناته الداخلية تتحلل بمرور الوقت ، مما يتسبب في تلف البطارية وعدم إمكانية استخدامها.

أصل البطاريات

تم إنشاء الكومة الأولى بواسطة Alessandro Volta في عام 1800 وكان يطلق عليها اسم الكومة الفولتية. على الرغم من أن عرضها كان بعيدًا عن البطاريات الصناعية الحالية ، إلا أن إنشائها لم يسمح فقط باكتشاف شكل من أشكال تخزين الطاقة ، ولكن أيضًا للتحقق من أنه إذا تم توصيل عدة بطاريات مجمعة في سلسلة ، فمن الممكن زيادة الجهد حسب الرغبة ، مما يشكل اكتشاف.

نتيجة لإنشاء Volta ، نشأت العديد من التجارب ، خاصة في أوروبا ، لتحسين هذا الاختراع. ومع ذلك ، فإن الشيء الذي أدى إلى ظهور الكومة التي نعرفها اليوم هو Leclaché كومة ، نتيجة البحث الذي أجراه عالم ومهندس فرنسي جورج Leclanché.

تتكون هذه البطارية ، التي تم اختراعها عام 1868 ، من قطبين كهربائيين من الزنك والكربون ، مغمورين في محلول من كلوريد الأمونيوم. أحاط معجون من ثاني أكسيد المنغنيز قطب الكربون ، بينما عمل مسحوق الكربون كمزيل للاستقطاب.

مع بطارية Leclanché تم اكتشاف طريقة أكثر كفاءة لتخزين الطاقة: البطاريات الجافة. وهي تتكون من أسطوانة الزنك ، وهي القطب السالب ، وقضيب الكربون في المركز ، والذي يعمل كقطب موجب ، وحشو إلكتروليتي. الأسطوانة محكمة الغلق ، مما يمنع تسرب المركبات السامة.

اليوم ، يتم إنتاج الخلايا الجافة صناعيًا وهي ضرورية لتشغيل العديد من الأجهزة في الاستخدام اليومي.

تشغيل البطارية

تتفاعل أقطاب البطارية مع معجون الإلكتروليت أو الجل ، مما يولد عملية أكسدة في القطب الموجب (القطب السالب) الذي ينشط إنتاج الإلكترونات. من جانبها ، في القطب السالب (القطب الموجب) ، يتم إنشاء عملية اختزال تسبب عجزًا في الإلكترونات.

عندما تمر الإلكترونات الزائدة من القطب السالب إلى القطب الموجب عبر موصل خارجي ، يتم توليد تيار كهربائي.

خصائص البطارية

للبطاريات عدد من الخصائص التي تؤثر على توليد الطاقة ومدتها.

• يتيح الاتصال المتسلسل لمجموعة من البطاريات مضاعفة الجهد الكهربائي حسب الرغبة.
• طاقة البطارية ليست لانهائية ، فهي محدودة بحجم الإلكترونات والمسافة بينها.
• تتكون البطاريات من مصدر جهد مثالي ، مما يعني أن مقاومتها الداخلية تساوي صفرًا. مع تآكل البطارية أو تدهورها ، تبدأ المقاومة في الزيادة وكلما زادت المقاومة ، انخفض الجهد. لذلك ، ستكون الطاقة غير كافية بشكل متزايد.
• تعتبر مكونات البطارية حساسة للتغيرات في درجة الحرارة ، وبالتالي يمكن أن تؤثر درجات الحرارة العالية جدًا أو المنخفضة جدًا على تشغيل الجهاز.
• يتراوح جهد البطارية الحالي من 1.5 فولت (لبطارية نموذجية منخفضة السعر) إلى 9 فولت.

أنواع البطاريات

اعتمادًا على خصائصها الكهروكيميائية ، يمكن أن تكون البطاريات عادية أو قلوية أو منغنيز قلوي.

البطاريات المشتركة

إنها خلايا جافة تتكون من أسطوانة الزنك (القطب السالب) ، معجون إلكتروليت كلوريد الأمونيوم وقضيب كربون في الوسط (القطب الموجب).

إنها أرخص البطاريات في السوق ، لذلك يتم تضمينها عادةً في العديد من الأجهزة الجديدة.

البطاريات القلوية

إنها تشبه البطاريات العادية ، باستثناء معجون الإلكتروليت الذي يحتوي على البوتاسيوم أو كلوريد الصوديوم ، داخل أسطوانة الزنك ، وهو خشن. يعمل هذا على إنشاء سطح اتصال أكبر.

تدوم البطاريات القلوية لفترة أطول من البطارية العادية ويكون التيار أكثر استقرارًا. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل في نطاق درجة حرارة أعلى من البطارية الشائعة.

بطاريات منجنيز قلوية

إنها بطاريات قلوية قطبها الإيجابي مصنوع من الزنك أو الليثيوم ، بينما القطب السالب مصنوع من ثاني أكسيد المنغنيز أو أكسيد الفضة. تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الدقيقة ، مثل الساعات وأجهزة تنظيم ضربات القلب أو الآلات الحاسبة.

ما هي البطارية؟

البطارية عبارة عن مولد ثانوي للطاقة ، مكون من خلية كهروكيميائية واحدة أو أكثر. كل من هذه الخلايا لها أقطابها الموجبة والسالبة والكهارل.

إنه مولد ثانوي لأنه يتطلب جهازًا أوليًا لتحويل الطاقة.

تُعرف البطاريات أيضًا باسم المراكم.

أصل البطارية

بعد أن اخترع أليساندرو فولتا الكومة الفولتية في عام 1800 ، تبعه باحثون وعلماء آخرون حاولوا تحسين ما أظهره.

كان أحدهم جاستون بلانتي ، وهو عالم فرنسي ابتكر بطارية الرصاص الحمضية في عام 1860 ، والتي بالرغم من ذلك لم يتم استقباله جيدًا في البداية ، وكان له صلة كبيرة بطفرة الكهرباء في نهاية القرن التاسع عشر.

في هذا الوقت بالتحديد اخترع العالم السويدي Waldermar Jungner بطارية بها أقطاب من النيكل والكادميوم وإلكتروليت هيدروكسيد البوتاسيوم. كان نموذجه ناجحًا جدًا لدرجة أنه بدأ إنتاجه وتسويقه في الولايات المتحدة في أواخر الأربعينيات.

المخترع الأمريكي توماس ألفا إديسون ، مبتكر المصباح الكهربائي المتوهج ، أخذ فكرة Jungner وابتكر بطاريته الخاصة ، والتي لا تزال تُنتج وتسوق حتى اليوم

في السبعينيات ، عندما بدأ بيع بطاريات الليثيوم الأولى ، والتي أصبحت اليوم تحظى بشعبية كبيرة لأنها تستخدم في تشغيل السيارات الكهربائية.

خصائص البطارية

للبطاريات خصائص من حيث عملية الفقد وإعادة الشحن وتراكم الطاقة.

• تفقد البطارية شحنتها الكهربائية تدريجيًا ، بغض النظر عما إذا كانت مستخدمة أم لا.
• يعد فقدان شحن البطارية عملية قابلة للعكس ، مما يمنحها عمرًا أطول بكثير مقارنة بالبطاريات.
• تتراكم البطاريات شحنة كهربائية تم إنتاجها مسبقًا باستخدام مولد أساسي.
• يتراوح جهد البطارية من 2 فولت (في بطاريات الرصاص) إلى 14.8 فولت في بعض بطاريات الليثيوم بوليمر.

تشغيل البطارية

تعمل البطاريات بعملية اختزال وأكسدة مماثلة لتلك الخاصة بالبطاريات. بهذا المعنى ، يفقد أحد الأقطاب الكهربائية إلكتروناته مع الأكسدة ، بينما ينخفض ​​القطب الآخر ويكتسب إلكترونات.

في حالة البطاريات ، يمكن عكس هذه العملية عن طريق تطبيق تيار كهربائي لإعادة الجهاز إلى حالته الأصلية ، والبدء في دورة شحن جديدة.

أنواع البطاريات

بناءً على مكوناتها الكيميائية ، يمكن تصنيف البطاريات إلى أربعة أنواع:

بطاريات نيكل كادميوم

القطب الموجب هو هيدروكسيد النيكل والسالب هو الكادميوم ، بينما المنحل بالكهرباء هو هيدروكسيد البوتاسيوم. يقبلون الفولتية العالية والأحمال الزائدة ، لكن كثافة طاقتهم منخفضة جدًا ، إلى جانب حقيقة أن الكادميوم عنصر شديد السمية. لديهم استخدامات منزلية وصناعية.

بطاريات هيدريد النيكل المعدنية

القطب السالب هو النيكل والقطب الموجب عبارة عن سبيكة هيدريد معدنية. كثافة طاقتها أعلى ، لكنها لا تعمل بشكل صحيح في درجات حرارة منخفضة هي البطاريات المستخدمة في المركبات التي تعمل بالطاقة الكهربائية.

بطاريات ليثيوم أيون

لديهم قطب الجرافيت السالب ، وقطب موجب من أكسيد الكوبالت أو أكسيد المنغنيز. تطورها حديث ، ولديها كثافة طاقة عالية ويمكن إعادة شحنها دون الحاجة إلى تفريغها بالكامل. ومع ذلك ، فهي لا تسمح بتغييرات درجة الحرارة.

إنها نوع البطارية التي يستخدمها قراء الكتب الإلكترونية والهواتف المحمولة.

بطاريات الليثيوم البوليمر

إنها تشبه بطاريات الليثيوم أيون ، ولكن بكثافة طاقة أعلى. إنها غالية الثمن وتتعرض لخطر الانفجار من ارتفاع درجة الحرارة.

يتم استخدامها في الهواتف المحمولة ومعدات التصوير.

بطاريات الرصاص الحمضية

وتتكون من قطبين من الرصاص ومحلول بالكهرباء لإذابة حمض الكبريتيك. كونها مصنوعة من الرصاص ، فهي ثقيلة جدًا ، وبالتالي فهي غير عملية. عمرها الإنتاجي محدود لأنها لا تدعم التصريفات العميقة أو الأحمال الزائدة ، فهي ملوثة للغاية وإمكانيات طاقتها منخفضة للغاية ؛ ومن ثم فهي الأرخص في السوق.

أنظر أيضا

• التيار المتردد والتيار المباشر
• الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات
• الفرق بين النظام الرقمي والنظام التناظري.