Los equipos portátiles de baja potencia a menudo están diseñados para ser alimentados por pequeñas celdas secas que no están diseñadas para recargarse. En la vida cotidiana, estas fuentes de voltaje químico desechables se denominan baterías. Las baterías de tamaño estándar AA y AAA son populares. Estas letras indican el formato externo de la batería. La estructura interna puede ser completamente diferente. En este factor de forma, se producen varios tipos de baterías, incluidas las recargables (acumuladores).
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que es una bateria
El término "batería" no es del todo correcto. Una batería es una fuente de energía compuesta por varios elementos. Por lo tanto, una batería completa puede denominarse elemento 3R12 (3LR12), una "batería cuadrada" (336 según la clasificación soviética), compuesta por tres elementos.Además, la batería consta de 6 celdas del elemento 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Pero el nombre "batería" en la vida cotidiana también se aplica a las fuentes de energía química de un solo elemento, incluidos los tamaños AA y AAA. En terminología inglesa, un solo elemento se llama Cell, y una batería de dos o más fuentes de voltaje se llama Battery.
Dichos elementos son recipientes cilíndricos sellados herméticamente. Sufren transformación energía química en eléctrica. Los reactivos (agente oxidante y agente reductor) que crean el EMF se colocan en un vaso de zinc o acero. La parte inferior del vaso sirve como terminal negativo. Anteriormente, toda la superficie exterior del vidrio se colocaba bajo el polo negativo, pero este camino provocaba frecuentes cortocircuitos. Además, la superficie del cilindro estaba expuesta a la corrosión, lo que reducía la vida útil y el almacenamiento del elemento. En las baterías modernas, se aplica un revestimiento en el exterior para proteger contra la corrosión y servir como aislamiento contra cortocircuitos. El colector de corriente del polo positivo es una varilla de grafito, que se saca.
tipos de baterias
Las baterías se clasifican en categorías según diferentes criterios. El principal debe reconocerse como la composición química: la tecnología para obtener EMF. Para uso práctico, hay varias características más diferentes.
Por composición química
La diferencia de potencial en los polos de las celdas galvánicas se crea debido a la reacción química entre las sustancias en la solución electrolítica y se detiene cuando los ingredientes han reaccionado por completo. Puede lograr los procesos necesarios de diferentes maneras. Según este criterio, las baterías se dividen en:
- Sal. El tipo tradicional de pilas, inventado hace unos 100 años.La reacción entre el zinc y el dióxido de manganeso ocurre en un medio electrolítico, una solución espesa de sal de amonio. Junto con el bajo peso y el bajo precio, estos elementos tienen una serie de desventajas significativas:
- pequeña capacidad de carga;
- tendencia a la autodescarga durante el almacenamiento;
- bajo rendimiento a bajas temperaturas.
La tecnología de producción se considera obsoleta, por lo tanto, tales elementos en el mercado de las celdas galvánicas son expulsados por nuevos tipos.
- Los elementos alcalinos (alcalinos) se consideran más modernos. Están dispuestos de la misma manera, pero el electrolito es una solución alcalina (hidróxido de potasio). Estas baterías tienen ventajas sobre las salinas:
- gran capacidad y capacidad de carga;
- baja corriente de autodescarga determina una larga vida útil;
- buen comportamiento a bajas temperaturas.
Tienes que pagar por esto con mucho peso y un precio aumentado.
- Las pilas más avanzadas en la actualidad son las de litio (¡No debe confundirse con las baterías de litio!). Como reactivo "plus", utilizan litio, el negativo puede ser diferente. Varios líquidos también se utilizan como electrolito. Esta tecnología permite obtener elementos que cuentan con las siguientes ventajas:
- peso ligero (menos que otros tipos);
- larga vida útil debido a la autodescarga muy baja;
- mayor capacidad y capacidad de carga.
En el otro lado de la escala - el alto costo.
De acuerdo con estas tres tecnologías, se producen elementos de tamaño AA y AAA. Vale la pena mencionar otros dos tipos de baterías:
- mercurio;
- plata.
De acuerdo con estas tecnologías, se producen principalmente baterías de tipo disco.Dichos elementos tienen sus ventajas y desventajas, pero los días de las baterías de mercurio están contados: los acuerdos internacionales sugieren una disminución en los volúmenes de producción y una prohibición total de la producción en los próximos años.
Por tamaño
El tamaño (más precisamente, el volumen) de una batería determina de manera única su capacidad eléctrica (dentro de los límites de la tecnología): cuantos más reactivos se puedan colocar dentro del cilindro, más demorará la reacción. La capacidad de una celda de sal de tamaño AA será mayor que la capacidad de una celda de sal AAA. También están disponibles otros factores de forma de pilas AA:
- A (mayor que AA);
- AAAA (menos de AAA);
- C - longitud media y espesor aumentado;
- D - mayor longitud y grosor.
Este tipo de elementos no son tan populares, su alcance es limitado. Ambos tipos se producen solo mediante tecnologías alcalinas y salinas.
Por tensión nominal
El voltaje nominal de una batería de una sola celda está determinado por su composición química. Las celdas galvánicas de sal alcalina individuales en reposo emiten un voltaje de 1,5 V. Las fuentes de alimentación de litio están disponibles tanto con un voltaje de 1,5 V (para compatibilidad con otros tipos) como con un voltaje aumentado (hasta 3 V). Pero en los tamaños considerados, solo puede comprar elementos de un voltio y medio, para evitar confusiones.
Para baterías nuevas, el voltaje bajo carga nominal está cerca de este valor. Cuanto más se descarga la fuente química, más cae el voltaje de salida bajo carga.
Las células se pueden recoger en baterías. Luego, el voltaje de salida se convierte en un múltiplo del voltaje de un elemento. Entonces, la batería 6R61 ("Krona") contiene 6 celdas de un voltio y medio.Dan un voltaje total de 9 voltios. El tamaño de cada celda es pequeño y la capacidad de dicha batería es baja.
¿Qué baterías se llaman dedo y meñique?
Ambos tamaños de celdas galvánicas pertenecen a la clase de baterías de dedo. Este término técnico se ha utilizado desde la época soviética para referirse a baterías de forma similar. La URSS produjo células de sal de un solo elemento "Uranus M" (316) y alcalinas "Quantum" (A316), correspondientes al tipo actual de AA. También había otros elementos de dedos cilíndricos de otros tamaños y proporciones.
En la década de 1990, los comerciantes en los mercados acuñaron el término baterías de "dedo meñique" para distinguir las celdas AAA de otros factores de forma. Este nombre se ha generalizado en la vida cotidiana. Pero usarlo en materiales técnicos es al menos poco profesional.
Principales características técnicas de las pilas AA y AAA
La principal diferencia entre las pilas de dedo AA y AAA es el tamaño. Y él, como ya se mencionó, determina la capacidad.
| Tamaño | Longitud, mm | Diámetro, mm | Capacidad eléctrica, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Litio | Sal | alcalino | Litio | ||
| Automóvil club británico | 50 | 14 | 1000 | 1500 | hasta 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Hay que recordar que la capacidad eléctrica depende de la corriente de descarga, y su valor nominal para cualquier tipo de elementos no supera varias decenas de miliamperios. Con corrientes superiores a 100 mA, la capacidad de la batería será mucho menor. Esto significa que una celda de 1000 mAh, descargada con una corriente de 10 mA, durará unas 100 horas. Pero si la corriente de descarga es de 200 mA, la carga se agotará mucho antes de las 5 horas. La capacidad disminuirá varias veces. Además, la capacitancia eléctrica de cualquier elemento disminuirá al disminuir la temperatura.
Dependiendo del tamaño y la tecnología, las baterías tienen diferentes pesos, aunque esta característica rara vez es decisiva: la masa del equipo en la mayoría de los casos supera significativamente el peso de varias baterías. Más a menudo es necesario saber esto a efectos de almacenamiento y transporte de celdas galvánicas.
| Tamaño | Peso (gramos | ||
|---|---|---|---|
| Sal | alcalino | Litio | |
| Automóvil club británico | hasta 15 | hasta 25 | hasta 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | a 10 |
El peso de las baterías tiene una variación, dependiendo no solo de la tecnología de fabricación, sino también del método de producción del vidrio. Puede ser de metal con un revestimiento de plástico o completamente de polímero. Con tres elementos de potencia, puedes ganar como máximo 30 gramos de peso. Es poco probable que esto pueda convertirse en un criterio determinante a la hora de elegir.
La vida útil está determinada por la corriente de autodescarga y la capacidad de la celda. La autodescarga depende de la tecnología, la capacidad depende del factor de forma. Pero en la práctica, la segunda característica contribuye menos a la fuga de carga durante el almacenamiento. Al menos, eso es lo que aseguran los fabricantes, indicando aproximadamente los mismos plazos en almacenes para elementos AA y AAA. La temperatura también afecta la vida útil; con su aumento, la vida útil disminuye.
| Tamaño | Vida útil, años | ||
|---|---|---|---|
| Sal | alcalino | Litio | |
| A.A.A.A.A. | hasta las 3 | hasta 5 | 12-15 |
Los elementos de sal tienen otro problema. Las baterías de baja calidad pueden perder electrolito. Por lo tanto, la vida útil real en este caso será aún más corta.
Las fuentes de alimentación pueden funcionar en diversas condiciones, incluida la temperatura. Y la idoneidad de las celdas galvánicas será diferente, también dependiendo de la tecnología de fabricación. Se mencionó que las baterías de sal no funcionan bien a temperaturas bajo cero.El litio, a pesar de todas sus ventajas, tiene un límite superior de +55 °C (el límite inferior es hasta menos 40 (normalmente hasta menos 20), según el fabricante). Los alcalinos tienen un amplio rango, desde menos 30 hasta +60 ° C y son los más versátiles en este sentido.
En resumen, cabe señalar que las familias AA y AAA en realidad incluyen una gran cantidad de variaciones de celdas galvánicas. Puede elegir una batería para una amplia gama de condiciones de funcionamiento y una amplia gama de costos.
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