Temat: Elektrochemiczne źródła prądu i ich parametry użytkowe.

Temat: Elektrochemiczne źródła prądu i ich parametry użytkowe.
1. Co to są ogniwa galwaniczne?
•
ogniwa galwaniczne (pierwotne źródła energii elektrycznej) i akumulatory (wtórne
źródła energii elektrycznej) służą do zasilania odbiorników niezależnie od
przemysłowej sieci zasilającej;
•
są one źródłami energii elektrycznej, która powstaje w wyniku bezpośrednich
przemian chemicznych;
•
ogniw po rozładowaniu nie można naładować, w akumulatorach procesy
elektrochemiczne są odwracalne i można ponownie je naładować.
2. Budowa.
•
ogniwo galwaniczne (ogniwo suche) składa się z dwóch różnych metali użytych na
elektrody i zagęszczonej, przewodzącej cieczy stanowiącej elektrolit;
•
im dalej od siebie w elektrochemicznym szeregu potencjałów są oba zastosowane
metale, tym większe jest napięcie na elektrodach;
•
do zmiany energii chemicznej w energię elektryczną stosuje się metale
nieszlachetne (np. kubki cynkowe lub ogniwa cynkowo-węglowe);
•
aby zapobiec „rozlaniu” się baterii, kubki cynkowe, często pokrywa się na
zewnątrz warstwą stali, tworząc w ten sposób zewnętrzny płaszcz ochronny.
3. Podstawowe parametry ogniw to:
•
napięcie wytwarzane przez ogniwo, czyli tzw. siła elektromotoryczna podawana w
woltach (V);
•
rezystancja wewnętrzna (w Ω) jest to wielkość limitująca możliwość czerpania z
ogniwa dużych mocy, reprezentuje rezystancję elektrolitu, rezystancję elektrod i
połączeń oraz oporu spowodowanego polaryzacją elektrod;
•
pojemność elektryczna Q (w mAh) im jest ona większa, tym więcej energii
elektrycznej może oddać ogniwo.
4. Najczęściej stosowane ogniwa galwaniczne.
Nazwa
Napięcie
znamionowe
Właściwości
Gęstość
energii
w cm3
Przykłady
zastosowania
ogniwa
cynkowo-węglowe
1,5 V
przy głębokim rozładowaniu
możliwość wylania, ograniczona
zdolność składania
0,08 do
0,15
latarki, zabawki
ogniwa alkaliczne cynkdwutlenek manganu
1,5 V
duże moce i obciążalność
prądowa, małe samorozładowanie
0.15 do
0,4
ogniwa cynk-tlenek srebra
1,55 V
długie czasy eksploatacji, stałe
napięcie, małe samorozładowanie
0,4 do
0,6
ogniwa litowe
3,5 V
bardzo długie czasy eksploatacji
i magazynowania, małe
samoładowanie, drogie
0,4 do 1
kamery, lampy
błyskowe,
elektronika
fonotechniczna
zegarki, aparaty
fotograficzne,
kalkulatory, aparaty
słuchowe
baterie buforowe
do pamięci
5. Najważniejsze znamionowe parametry ogniw suchych.
Oznaczenie
handlowe
Napięcie
znamionowe
Lady
Miero
Mignon
Baby
Mono
Baterie zwykłe
Baterie blokowe
1,5 V
1,5 V
1,5 V
1,5 V
1,5 V
4,5 V
9V
Znormalizowane
Wymiary w mm
oznaczenia
IEC
ASA
JIS średnica szerokość długość
R1
N-size UM5
12,0
R03
AAA
UM4
10,5
R6
AA
UM3
14,5
R14
C
UM2
26,2
R20
D
UM1
34,2
3R12
62,0
22,0
6F22
26,5
17,5
Pojemność
w Ah
(około)
600
760
1600
4800
9800
480
6. Ogniwa oznaczane według IEC kodem literowo-cyfrowym składającym się z jednej
lub dwóch liter i liczby jedno- lub dwucyfrowej.
a) pierwsza litera oznacza rodzaj ogniwa:
•
M – ogniwo rtęciowe, w którym depolaryzatorem jest tlenek rtęci, a
elektrolitem KOH
•
L – ogniwo alkaliczne, w którym depolaryzatorem jest dwutlenek manganu, a
elektrolitem KOH
•
S – ogniwo srebrowe, w którym elektrolitem jest KOH
•
C – ogniwo litowe
Brak pierwszej litery oznacza ogniwo, w którym depolaryzatorem jest dwutlenek
manganu, a elektrolitem jest chlorek amonowy.
b) druga litera oznacza typ ogniwa i jego kształt:
•
R – ogniwo kubkowe, walcowe
•
F – ogniwo płytowe prostopadłościenne
•
S – ogniwo prostopadłościenne