Ako sa nabíja batéria? Je obvod tohto zariadenia komplikovaný alebo nie, aby ste si vyrobili zariadenie vlastnými rukami? Líši sa zásadne nabíjačka autobatérií od tej, ktorá sa používa pre mobilné telefóny? Pokúsime sa odpovedať na všetky otázky položené neskôr v článku.
Všeobecné informácie
Batéria hrá veľmi dôležitú úlohu pri fungovaní zariadení, jednotiek a mechanizmov, ktoré na svoju činnosť vyžadujú elektrickú energiu. Takže vo vozidlách pomáha naštartovať motor auta. A v mobilných telefónoch nám batérie umožňujú telefonovať.
Nabíjanie batérie, schéma a princípy fungovania tohto zariadenia sú brané do úvahy aj v školskom kurze fyziky. Ale, bohužiaľ, v čase vydania sa na mnohé z týchto vedomostí zabudlo. Preto sa ponáhľame pripomenúť, že činnosť batérie je založená na princípe vzniku rozdielu napätia (potenciálov) medzi dvoma platňami, ktoré sú špeciálne ponorené do roztoku elektrolytu.
Prvé batérie boli medeno-zinkové. Odvtedy sa však výrazne zlepšili a zmodernizovali.
Ako to fungujebatéria
Jediným viditeľným prvkom každého zariadenia je puzdro. Zabezpečuje všeobecnosť a integritu dizajnu. Je potrebné poznamenať, že názov „batéria“možno plne použiť iba na jeden článok batérie (nazývajú sa aj banky) a v tej istej štandardnej 12 V autobatérii je ich len šesť.
Späť k telu. Podlieha prísnym požiadavkám. Takže by to malo byť:
- odolné voči agresívnym chemikáliám;
- schopný odolávať veľkým výkyvom teploty;
- s dobrou odolnosťou voči vibráciám.
Všetky tieto požiadavky spĺňa moderný syntetický materiál - polypropylén. Podrobnejšie rozdiely by sa mali zvýrazniť iba pri práci s konkrétnymi vzorkami.
Princíp činnosti
Vezmime si ako príklad olovené batérie.
Pri zaťažení terminálu začne prebiehať chemická reakcia, ktorá je sprevádzaná uvoľňovaním elektriny. V priebehu času sa batéria vybije. Ako sa zotavuje? Existuje jednoduchý obvod?
Nabíjanie batérie nie je zložité. Je potrebné vykonať opačný proces - na svorky sa privedie elektrina, opäť nastanú chemické reakcie (obnoví sa čisté olovo), čo umožní použitie batérie v budúcnosti.
Hustota sa zvyšuje aj počas nabíjaniaelektrolyt. Batéria tak obnoví svoje pôvodné vlastnosti. Čím lepšia technológia a materiály použité pri výrobe, tým viac cyklov nabíjania/vybíjania batéria vydrží.
Ktoré obvody nabíjania batérie existujú
Klasické zariadenie je vyrobené z usmerňovača a transformátora. Ak vezmeme do úvahy všetky rovnaké autobatérie s napätím 12 V, potom ich náboje majú konštantný prúd asi 14 V.
Prečo je to tak? Toto napätie je potrebné na to, aby cez vybitú autobatériu mohol pretekať prúd. Ak má sám 12 V, zariadenie s rovnakým výkonom mu nepomôže, preto naberajú vyššie hodnoty. Vo všetkom však potrebujete poznať mieru: ak príliš nadhodnotíte napätie, nepriaznivo to ovplyvní životnosť zariadenia.
Ak si teda chcete vyrobiť zariadenie vlastnými rukami, je potrebné, aby autá hľadali vhodné schémy nabíjania autobatérií. To isté platí pre inú technológiu. Ak potrebujete nabíjací obvod lítium-iónovej batérie, potrebujete 4 V zariadenie a nič viac.
Proces obnovy
Povedzme, že máte obvod na nabíjanie batérie z generátora, podľa ktorého bolo zariadenie zostavené. Batéria je pripojená a okamžite sa spustí proces obnovy. Pri jeho prúdení sa zvýši vnútorný odpor zariadenia. Súčasne s tým klesne nabíjací prúd.
Keď sa napätie blíži maximálnemu možnémuhodnotu, potom tento proces prakticky vôbec neprebieha. A to znamená, že zariadenie sa úspešne nabilo a možno ho vypnúť.
Technologické odporúčania
Je potrebné zabezpečiť, aby bol prúd batérie iba 10% jej kapacity. Okrem toho sa neodporúča tento ukazovateľ prekračovať ani znižovať. Ak teda pôjdete podľa prvej cesty, elektrolyt sa začne odparovať, čo výrazne ovplyvní maximálnu kapacitu a životnosť batérie. Na druhej ceste nenastanú potrebné procesy v požadovanej intenzite, vďaka čomu budú negatívne procesy pokračovať, aj keď v o niečo menšom rozsahu.
Nabíjanie
Popísané zariadenie je možné zakúpiť alebo zostaviť ručne. Pre druhú možnosť potrebujeme elektrické obvody na nabíjanie batérií. Výber technológie, ktorou sa to uskutoční, by mal závisieť od toho, ktoré batérie sú cieľom. Budete potrebovať nasledujúce komponenty:
- Obmedzovač prúdu (navrhnutý na predradných kondenzátoroch a transformátore). Čím väčší indikátor možno dosiahnuť, tým väčšia bude veľkosť prúdu. Vo všeobecnosti by to malo stačiť na to, aby nabíjanie fungovalo. Spoľahlivosť tohto zariadenia je však veľmi nízka. Ak teda prerušíte kontakty alebo niečo pomiešate, zlyhá transformátor aj kondenzátory.
- Ochrana v prípade pripojenia "nesprávnych" pólov. Na tento účel môžete navrhnúť relé. Áno, podmienenéna báze diódy. Ak si pomýlite plus a mínus, tak to neprejde prúdom. A keďže je k nemu pripojené relé, bude bez napätia. Okrem toho môžete tento obvod použiť so zariadením založeným na tyristoroch aj tranzistoroch. Musí byť pripojený k prerušeniu vodičov, pomocou ktorého je samotné nabíjanie pripojené k batérii.
- Automatické, ktoré by malo mať nabíjanie batérie. Okruh v tomto prípade musí zabezpečiť, že zariadenie bude fungovať iba vtedy, keď je to skutočne potrebné. Na tento účel sa pomocou odporov mení prah odozvy riadiacej diódy. 12V batérie sa považujú za plné, ak je ich napätie v rozmedzí 12,8 V. Preto je tento údaj pre tento obvod žiaduci.
Záver
Pozreli sme sa teda na to, čo predstavuje nabíjanie batérie. Obvod tohto zariadenia môže byť vyrobený na jednej doske, ale treba poznamenať, že je to dosť ťažké. Preto sa vyrábajú viacvrstvové.
V rámci tohto článku vám boli predstavené rôzne schematické diagramy, z ktorých je jasné, ako sa v skutočnosti batérie nabíjajú. Musíte však pochopiť, že toto sú len všeobecné obrázky a podrobnejšie obrázky s údajmi o prebiehajúcich chemických reakciách sú špeciálne pre každý typ batérie.
