Print Shortlink

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

            Сейчас в бытовой технике и промышленной аппаратуре постоянно растёт число приборов и устройств, для которых требуются автономные, малогабаритные и надёжные источники тока.  Сюда можно отнести аккумуляторы для самолётов и автомобилей, автономные источники тока для различных электроинструментов,  сигнальных устройств, транзисторных приёмников, карманных  электрических фонариков, наручных часов и так далее.

Гальванические элементы – это устройства прямого преобразования  химической энергии реагентов в электрическую. Все гальванические элементы, которые имеют практическое применение, принято разделять на первичные и вторичные.  К первичным относят элементы, работу которых невозможно восстановить после окончания действия наполнителя ( активного вещества ).  В этом случае гальванический элемент истощён и требует утилизации.

Гальванические элементы.

Рис. 1. Гальванические элементы.

Первичные гальванические элементы могут быть реализованы на основе:

- марганцево – цинковых реагентов – это сухие элементы ( батарейки ), которые не содержат раствора электролита;

- щелочных марганцево – цинковых реагентов  - это элементы в качестве электролита которых используется паста на основе гидрооксида калия, они обладают большей ёмкостью и лучше работают при больших токах нагрузки и низких температурах.

Солевые и щелочные элементы применяются для питания радиоаппаратуры и различных электронных устройств.

Вторичные гальванические элементы – аккумуляторы, после истощения поддаются регенерации  путём пропускания через них тока в обратном направлении (  выполняется процесс зарядки ).  В качестве вторичных гальванических элементов, наибольшее распространение получили  никель-кадмиевые и никель- металлгидридные  аккумуляторы в которых электролитом служит КОН. В мобильных телефонах, планшетах, ноутбуках в основном используются литий-ионные и

литий-полимерные  аккумуляторы. Их отличительной способностью является высокая ёмкость и отсутствие эффекта памяти. И всё же принципиального различия между первичными и вторичными гальваническим элементами не существует.

В настоящее время к гальваническим элементам предъявляют следующие требования:

- продолжительный срок службы;

- высокая плотность тока;

- высокое напряжение на клеммах;

- высокое значение КПД;

- применение дешёвых активных веществ;

- малые габариты и вес;

- простота реализации;

- долговечность.

Основными параметрами гальванических элементов являются:

  1. Электродвижущая сила, она составляет разность потенциалов, между электродами гальванического элемента, когда через элемент не проходит ток. Зависит от состава электродов и концентрации электролита.
  2. Величина напряжения на клеммах, представляет собой разность потенциалов между полюсами элемента в процессе прохождения тока, когда полюса скоммутированы между собой через нагрузку. По величине, напряжение на клеммах меньше значения ЭДС, различие тем меньше, чем меньше внутреннее сопротивление гальванического элемента и чем меньше поляризованы электроды.
  3. Величина внутреннего сопротивления гальванического элемента – количественно выражается  в омах, и представляет собой сопротивление электродов и находящегося между ними раствора электролита.
  4. Величина ёмкости элемента – это количество электричества, которое выражается в

ампер-часах  ( реже в кулонах ), которое гальванический элемент способен отдать при нормальных условиях работы.  У аккумуляторов различают разрядную ёмкость и зарядную.

  1. Величина мощности элемента – это количество электрической энергии, которую гальванический элемент может отдать за секунду, расчитывается как произведение силы тока на напряжение на клеммах в штатных условиях работы.

Главным недостатком любого гальванического элемента является его саморазряд – это самопроизвольный расход активных электрохимических веществ, при отсутствии внешнего тока. Часто это связано с растворением металлов электродов по причине образования локальных элементов или недостаточной изолирующей способности диэлектрических деталей гальванического элемента. С течением времени явление саморазряда ведёт к снижению срока службы гальванического элемента, даже без применения.

Таким образом, использование гальванических элементов как автономных источников электрической энергии не теряет своей актуальности и в наши дни. Современные технологии позволяют изготавливать гальванические элементы различных размеров и форм, они не имеют подверженных износу частей, малочувствительны к вибрациям и колебаниям температуры, имеют достаточно  высокий КПД ( до 90 % ).

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Leave a Reply

Spam Protection by WP-SpamFree

мой твиттер