شیوه کارکرد باتری ها بصورت مقاله کامل word

کارکرد باتری

شیوه کارکرد باتری ها

شیوه کارکرد باتری ها طوری است که با داشتن ماده ای به نام الکترولیت (یون‌های مثبت و منفی) سلول‌های داخلی آن به یکدیگر وصل می‌شوند، سپس با اتصال باتری به یک مصرف کننده، یون‌های منفی به جریان افتاده و یون‌های مثبت را خنثی می‌کنند. با گذشت زمان یون‌های مثبت بیشتری خنثی شده و به تدریج انرژی باتری کم می‌شود.

۱. آند (یا همان قطب منفی)

۲. کاتد (یا همان قطب مثبت)

۳. الکترولیت (که بین آند و کاتد قرار میگیرد)

قسمت‌های اصلی باتری کدامند؟

واحد نیروی اصلی درون باتری به نام یاخته شناخته می‌شود و از سه تکه تشکیل شده است: دو الکترون (ترمینال الکتریکی) و یک ماده شیمیایی به نام الکترولیت که در میان آن‌ها قرار دارد. این‌ها معمولاً برای راحتی و ایمنی ما درون یک ماده یا قالب خارجی پلاستیکی بسته بندی شده اند. همچنین دو ترمینال الکتریکی دستی وجود دارند. این ترمینال‌ها با علامت‌های مثبت و منفی نشانه گذاری شده اند و از همان قسمت خارجی به الکترود‌های داخل متصل گشته اند. به زبان ساده باید گفت که تفاوت میان باتری و یاخته این است که باتری از دو یا چند یاخته متصل تشکیل شده، بنابراین نیروی آن‌ها به یکدیگر اضافه می‌شود.

انواع باتری از نظر کاربرد عبارت اند از:

  باتری‌های خورشیدی که شارژ آن‌ها تابع قوانین خاص است.

  باتری‌های مورد استفاده در. ups و لپ‌تاپ و موبایل که توانایی تأمین یک جریان ثابت برای مدت زمان طولانی را دارند.

باتری‌های اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت که می‌توانند جریان زیادی را در مدت زمان کوتاه جهت استارت تأمین کنند.

باتری‌های سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل که باید دارای عمر و پایداری بالایی باشند.

باتری‌های قلمی و نیم قلمی و…(باتری که برای مصارف عمومی ساخته شده‌اند) این باتری‌ها باید ارزان باشند.

باتری‌ ها سکه‌ای و باتری‌های پشتیبان که می‌توانند جریان کمی را برای مدت زمان خیلی طولانی تأمین کنند.
و…

سه مؤلفه اصلی مؤثر بر نحوه عملکرد باتری‌ها :

سه جزء اصلی هر باتری، دو الکترود فلزی از دو جنس مختلف، و یک الکترولیت می‌باشد. الکترولیت، ضمن جدا کردن الکترودها از یکدیگر، امکان جاری شدن انرژی میان الکترودها را فراهم می‌آورد.

اگرچه، این جریان تنها زمانی اتفاق میفتد که یک جریان الکتریسیته متناوب بین الکترودها و یک دستگاه خارجی وجود داشته باشد. اساس کارکرد تمام باتری‌ها، از جمله باتری یو پی اس همین است، اگرچه نکات دیگری نیز برای عنوان کردن وجود دارد. الکترود منفی، کاتود، و الکترود مثبت، آنود نامیده می‌شوند. انرژی در الکترون‌ها و یون‌هایی که بین این دو در حرکت هستند، وجود دارد.

چگونگی حرکت الکترون‌ها و یون‌ها بین دو الکترود در باتری :

فرض کنیم باتری در وضعیت شارژ قرار دارد. زمانی که آن را به یک دستگاه خارجی متصل می‌کنیم، مواد شیمیایی موجود در آنود، الکترون‌ها را به پایانه منفی ارسال می‌کنند و یون‌ها به‌واسطه الکترولیت عبور می‌کنند. در همین زمان، کاتود در پایانه مثبت، این الکترون‌ها را دریافت کرده و در نتیجه، جریان آن‌ها را تکمیل می‌کند.


این نحوه کارکرد تمام باتری‌ها، صرف‌نظر از نوع، شکل و ابعاد آن‌هاست. یون‌ها انرژی را به واسطه الکترولیت دریافت می‌کنند. در حالی که الکترون‌ها در قالب الکتریسیته در مدار خارجی جاری می‌شوند، و بدین طریق جریان الکتریکی تولید می‌کنند. بعضی از باتری‌ها یک بار مصرف هستند، که در این صورت مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها تنها برای بازیافت کاربرد دارد.

اگرچه، تعداد بسیار زیادی از باتری‌ها، به‌واسطه معکوس کردن جریان یون‌ها از طریق الکترولیت، قابلیت شارژ مجدد دارند. صنعت باتری نیز اصطلاحا این پروسه را “بازیافت باتری” نام‌گذاری کرده است. اکنون شما نحوه عملکرد انواع باتری‌ را می‌دانید.

خطرها و نقص‌های مربوط به باتری عبارتند از:

  • انفجار:

پدیده انفجار باتری عموماً ناشی از عدم کاربرد یا کارکرد صحیح باتری است. به عنوان مثال تلاش برای شارژ نمودن مجدد باتری‌های یک بار مصرف یا غیرقابل شارژ،اتصال کوتاه نمودن دو قطب مثبت و منفی باتری می‌تواند باعث انفجار این منبع انرژی الکتریکی شود.

  • نشتی :

در بعضی از باتری‌ها از مقوا، فلز روی و موادشیمیایی استفاده می‌شود. واکنش شیمیایی درون باتری در مدت زمان طولانی، باعث خروج و نشت مواد شیمیایی داخل باتری به بیرون شده و ایجاد خوردگی شیمیایی در قطعات فلزی دستگاه‌ها که اطراف باتری قرار دارند می‌نماید.

  • ملاحظات زیست‌محیطی :

افزایش بهره‌گیری از باتری‌ها و کاربردهای گسترده آن افزایش زباله‌های صنعتی و زیستگاهی تازه این کالا را به همراه داشته‌است. آفرینندگان باتری از مواد شیمیایی هراس ناک برای پیدایش کارایی بهتر باتری‌های ساخته شده خود سود می‌جویند. پسمان‌های انباره مایه بالا رفتن آلودگی زیستگاهی به زهرهای کشنده فلزی باتری‌ها شده‌است البته امروزه انسان‌های زیادی در تلاش بوده تا این خطرات را (برای مثال با ساخت باتری‌های چندبار مصرف که باعث کاهش زباله‌هایی از این قبیل می‌شود) کاهش دهند.

 

جهت دانلود کامل مقاله (word) روی دانلود کلیک کنید.

520 بازدید