Какие электронные устройства работают от батареек?

Батарейка и всё о ней

Батарейка — это слово плотно вошло в нашу повседневную жизнь. Но, к сожалению, сегодня мало кого интересует её история, устройство, её виды. Давайте вместе разберёмся с этими и другими интересными вопросами о батарейке.

 А точнее «что такое батарейка», «как работает батарейка». Повседневная жизнь не требует каких-то великих усилий для включения телевизора, калькулятора, для нормальной работы настенных часов, для работы компьютерной мыши и так далее.

А все благодаря каким-то батарейкам, которые помогают упростить нашу жизнь, помогают сэкономить наше время.

Это понимает каждый здравомыслящий человек, но не каждый задаёт себе вопрос: «как из таких маленьких батареек совершается такой объём работы», «как устроены батарейки»… А, между тем, это физика.

    Самые первые прототипы батареек появились ещё в Месопотамии около 2000 лет назад. Состояла она в то время из глиняной вазы, медного и железного стержней, залитыми битумом. Кстати, если такой сосуд залить кислотой (уксусной, серной), то получим напряжение примерно в 1В. Назвали такой прототип «Багдадской батарейкой » в связи с местом, на котором были обнаружены.

   Примерно в 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта изобрёл батарейку, которой мы и по сей день продолжаем пользоваться. Кстати, кто не знает что такое батарейка, так это источник питания, который вырабатывает электричество под действием химического процесса. То есть батарейка это гальванический элемент, работающий на химической реакции.

Так можно объяснить и детям.

____________________________________________

Возможно, вам будет интересно: Почему батарейки кислые на вкус?

__________________________________________________________________

Как работает батарейка

     Сегодня в магазинах можно увидеть большое количество батареек, они различны по некоторым принципам, но схема работы у них одна. У любой батарейки есть положительный полюс (анод–цинк Zn), отрицательный полюс (катод–марганец Mg) и электролит (может быть сухим, жидким), именно эти элементы и являются основными элементами батарейки.

Электрический ток бежит от анода (+) к катоду (—), но между ними обязательно должна быть нагрузка (лампочка, диод, двигатель или что-то ещё). Если нагрузки не будет (соединить «–» с «+» напрямую), то произойдёт короткое замыкание (К.З.).
    Катоды выполняют функцию восстановителя, т.е. принимают электроны от прибывшего анода.

Электролит это среда, в которой перемещаются ионы, которые образуются в процессе химической реакции. В процессе работы батарейки постепенно образовываются новые вещества, а электроды постепенно разрушаются — батарейка садится.

    Вот и вся работа батарейки, кстати, все процессы, проходящие в гальваническом элементе, необратимы, то есть заряжать батарейки нельзя. Кратко говоря о работе батарейки: аноднагрузкакатодэлектролит.


    Электролит изначально изготовляли в жидком виде, но это неудобно, так как при переворачивании батарейки она просто не работала. Из-за этого электролит стали загущать, превращать его в сухой вид.

Виды батареек

  • Солевые (угольно-цинковые, марганцево-цинковые) батарейки.

    Изготовляются из пассивного угля и двуокиси марганца, электролит из хлорида аммония и катод из цинка. В перерывах работы элементы питания могут восстанавливаться, т.е. выравнивать локальные неоднородности в композите электролита, вызванных разрядом. Такой процесс немного продлевает срок службы батарейки.

  • Алкалиновые (щёлочные) батарейки

    В отличие от солевых батареек у этих химический элемент электролита —  щелочной электролит. Щёлочные батарейки (алкалин) имеют продолжительный срок хранения, а в процессе эксплуатации напряжение на электродах меняется гораздо меньше, чем у элементов с солевым раствором.

  • Литиевые батарейки — li ion

    Самые современные. В отличие от щёлочных и солевых батареек, в состав катода входит литий (Li – наивысший отрицательный потенциал), в состав анода — различные материалы. Электролит — органический электролит. В связи с такими элементами литиевые батарейки получили большой срок хранения, большую плотность энергии и различную рабочую температуру.

что такое батарейка АА

Что такое батарейка типа АА — пальчиковые.

Что такое батарейка ААА — мизинчиковые (те, что мы привыкли использовать в пультах).

Источник: http://yznavai.ru/batarejka-i-vsjo-o-nej/

Устройство батарейки: из чего состоит, принцип работы

Устройство батарейки несложное, но без нее трудно представить современную жизнь. Она применяется повсеместно во многих бытовых приборах. С данными источниками питания знакомы даже маленькие дети, ведь все электронные игрушки работают от них. А вот как работает батарейка и из чего она сделана, знают далеко не все.

Что ж, давайте рассмотрим принцип работы обычной батарейки.

Содержание

  • 1 Краткое описание
  • 2 Принцип работы
  • 3 Какими бывают батарейки

Краткое описание

Прежде чем разбираться, из чего состоит батарейка, выясним, что это такое. Батарейка – это наипростейшее устройство для получения электричества, которое представляет собой гальванический элемент. Суть работы элемента составляет метод, основанный на химическом взаимодействии одних веществ с другими.

Изобретателем считается ученый Алессандро Вольта. Но есть данные, которые свидетельствуют о том, что гальванические устройства появились задолго до того, как их разработал физик.

Теперь можно приступить к знакомству с тем, как устроена привычная всем нам батарейка.

Принцип работы

На прилавках магазинов представлено множество различных видов батареек. У них есть небольшие различия, но вот работают они все по одной схеме. Если есть старая батарейка, сделайте ее разбор, и вы увидите, какова ее анатомия.

Каждая из них имеет в своем строении несколько элементов, состоящих из:

  • положительного полюса – анода (цинк);
  • отрицательного полюса – катода (марганец);
  • электролита – сухого или жидкого.

Вот эти три компонента батарейки и определяют ее состав.

Принцип работы устройства такой: происходит поступление электрического тока с положительного заряда (анода) на отрицательный (катод). При этом важно помнить, что необходимо присутствие нагрузки: лампочки, двигателя, диода или какого-либо иного элемента. Отсутствие нагрузки во время соединения «плюса» с «минусом» грозит коротким замыканием.

Катоды выступают восстановителем. Они получают электроны от поступившего анода. Электролит представляет собой среду для передвижения ионов, образовавшихся в результате химических реакций.

В процессе эксплуатации аккумуляторов постоянно образуются определенные вещества, аноды же в ходе работы элемента приходят в негодность, разрушаются, окисляются. Таким образом источник питания садится.

Многих интересует вопрос: «А возможно ли его заряжать?» Все, что происходит в батарейках – необратимо. Поэтому гальванические элементы не заряжаются.

Но с помощью достижений науки есть возможность возвратить изначальное состояние элементам. Для этого необходимо пропустить электрический ток в противоположную сторону, то есть от катода к аноду.

Такие источники питания получили название аккумулятора, а сам процесс мы видим на примере обычной зарядки.

Но вот традиционные устройства с помощью этой рецептуры зарядить нельзя. Они не подходят для повторного использования, так как это чревато взрывом или течью химических элементов из корпуса.

Какими бывают батарейки

Существует несколько типов элементов. В большинстве своем они солевые или щелочные. Жидкими не пользуются, потому что при переворачивании они выходят из строя. Слишком текучий электролит загущают.

Батарейки, в зависимости от состава, могут быть таких видов:

Помимо специфического состава, эти источники тока отличаются своими параметрами и объемом заряда.

Теперь вы знаете, каким характеристикам соответствует работа гальванического элемента. Если хотите все увидеть наглядно, разберите старую батарейку из сухих элементов и изучите ее устройство.

Источник: https://batteryk.com/ustrojstvo-batarejki

Как устроена батарейка? Принципы работы батарейки

Всего просмотров: 6 106Просмотров за сутки: 0

Если верить археологам, то первые батарейки появились еще 2000 лет назад. Во время раскопок в Ираке нашли глиняную вазу, залитую битумом, в который были вделаны медный и железный стержень. Действительно ли это использовалось в качестве источника электричества, трудно сказать — это всего лишь предположения.

Первой современной батарейкой по праву можно назвать «Вольтов столб» — устройство, созданное итальянским физиком Алессандро Вольта в 1800 году.

Алессандро Вольта

«Вольтов столб» представлял собой стопку из пластин разных металлов — цинковых и медных. Между ними клалась ткань, смоченная в кислоте. Химическая реакция между элементами «Вольтова столба» создавала электричество.

Вольтов столб

Его работа основывалась на предположениях Луиджи Гальвани, который проводил опыты с лягушкой, подводя к ее лапке металлические полоски.

Луиджи Гальвани

Однако, Л. Гальвани сделал неправильные выводы, решив, что само животное обладает электричеством, назвав это «животным электричеством». А. Вольта правильно понял, что разряд возникал из-за того, что лапка, находившаяся между двумя полосками металла, была влажной и служила в качестве проводника.

По имени Л. Гальвани «Вольтов столб» и другие источники электричества подобного типа получили название «Элемента Гальвани» или «Гальванического элемента».

Это, на самом деле, более правильное название для таких устройств, так как батарейка — это батарея, т.е. серия гальванических элементов, соединенных между собой.

А единицу напряжения, которую давал гальванический элемент, назвали «вольтом» в честь Алессандро Вольта.

Принцип работы батарейки

Во многом принцип работы батарейки тот же, что и в изобретении Вольта, несмотря на технологический прогресс в их изготовлении. Любая батарейка устроена схожим образом, в ней обязательны три элемента, между которыми происходит химическая реакция, в результате которой возникает электричество:  электроды — анод, катод, и электролит.

Устройство батарейки

Все эти элементы присутствовали изначально и в «Вольтовом столбе». В качестве анода, который является источником электронов, выступает чаще всего цинк. Электролит — как правило, специальное вещество (соль, щелочь), через которое осуществляется взаимодействие электродов между собой. Анод обозначается как «-» (минус), а катод — как «+» (плюс).

Какие бывают батарейки?

Батарейки бывают, в основном, солевыми и щелочными. Жидкие электролиты в них не используются, их определенным образом сгущают, например, при помощи крахмала.

Солевые батарейки, изобретенные в 1865 году — наиболее дешевые в изготовлении, для их производства используют уголь, цинк и хлорид аммония (в качестве электролита). Помимо простоты изготовления и дешевизны, имеют такие недостатки, как окисление, засоливание цинковой оболочки, что приводит солевую батарейку в негодность.

Щелочные батарейки имеют маркировку Alkaline, хранятся они дольше и дают более стабильное напряжение.

Щелочные батарейки

В принципе, это те же солевые батарейки, однако, разница между солевыми и щелочными батарейками заключается в том, что элементы в них расположены в обратном порядке, а цинк находится в порошкообразном состоянии, что увеличивает контакт элементов батареи между собой, делает их более надежными. Щелочные батарейки имеют гораздо больший объем заряда, что позволяет их использовать в энергоемких приборах (цифровых фотоаппаратах, фонариках, электронные игрушки с электродвигателями и т.п.). Они долговечны, лучше справляются с работой при низких температурах.

Наиболее современны литиевые батарейки (литий входит в состав анода), которые долговечны и безопасны в работе однако, дороже в производстве.

Литиевые батарейки

К их преимуществам по сравнению с щелочными можно отнести возможность создавать максимально плоские батареи, изготавливать батареи с большим количеством вариантов напряжения, долговечность — в некоторых приборах они могут работать до 15 лет! Их используют в наручных часах, калькуляторах, памяти системной платы компьютера и других приборах.

Проблема всех батареек — необратимость химических реакций. При использовании или с течением времени анод разрушается, либо покрывается продуктами окисления и перестает работать. В таких случаях мы говорим, что батарейка села.

Но прогресс не стоит на месте — оказалось, что соединив определенным образом вещества, входящие в состав батареи, можно, пропустив ток через нее, вернуть в прежнее состояние. Такие батареи назвали аккумуляторами — работа батареи в них восстанавливается посредством пропускания электричества в обратном направлении, от катода к аноду. А сам процесс мы все знаем, как «зарядку», т.е.

батарея «заряжается». Обычные батареи, рассмотренные выше, заряжать, конечно, нельзя, они для этого не приспособлены — это может привести к их течи или взрыву.

Читайте также:  Замена аккумулятора iphone 4s своими руками

Оцените прочитанное:  (8

Источник: https://daju-spravku.ru/kak-ustroena-batarejka-printsipy-raboty/

Устройства, работающие без батареек, все ближе — ТУ Эксперт

Последнее обновление: 20.11.2017

Специалисты считают, что дальнейший прогресс в сфере мобильной и бытовой электроники вскоре замедлится из-за серьезной проблемы – отсутствия подходящих аккумуляторов.

Батареи для мобильных устройств, которые в последние десять-двадцать лет становились все тоньше и все мощнее, уже почти достигли пределов своего совершенства. Дальнейшие попытки нарастить емкость и мощность аккумулятора без увеличения размеров источника питания могут привести к опасным последствиям.

Подтверждение тому – взрывы батарей Samsung Galaxy Note 7, которые даже привели к временному запрету провоза телефонов данной модели на борту авиатранспорта.

Альтернативой использованию батарей считается создание устройств, которые могли бы заряжаться от человека.

Во время нормальной жизнедеятельности мы «раздаем энергию» направо и налево: движемся и нагреваем окружающую среду теплом собственного тела. Осталось только придумать, как утилизировать эту «дармовую» энергию.

Именно этим сейчас и заняты ведущие университеты, научные лаборатории и корпорации по всему миру.

Стоит ли овчинка выделки: почему автономное питание – это важно?

Хотя большинство потребителей могут и подождать появления телефонов и фитнес-браслетов, которые не нужно будет заряжать, некоторым людям устройства с полностью автономным питанием нужны прямо сейчас.

Речь идет о тех, чьи жизни и здоровье полностью зависят от медицинских приборов (например, кардиостимуляторов).

Создание вживляемых в тело устройств, которые не нуждаются в дополнительном питании, может по-настоящему изменить жизни многих людей.

В перспективе технологии подзарядки электронных устройств от тела человека также могут дать толчок развитию и внедрению мозговых имплантов.

Например, компания Neuralink, основанная Илоном Маском, планирует разработать микроскопические чипы размером не более 0,001 мм, которые можно будет вживлять в мозг человека.

Установка микрочипа прямо в мозг позволит «общаться» с компьютерами напрямую, без использования периферии и вспомогательных интерфейсов.

Футурологи и ученые прогнозируют, что это поможет улучшить интеллект человека и устранять негативные последствия многих заболеваний: инсульта, паралича и деменции. Большинство существующих имплантов не могут проработать более пяти лет без операции по извлечению для замены батареи. С появлением новых технологий мы получим устройства, которые могут работать без подзарядки на протяжении всей жизни человека.

Согрей гаджет своим теплом

Есть немало способов заставить электронное устройство работать без аккумулятора. Но не все из них удобно использовать на практике.

Например, пьезоэлектрический эффект (выделение энергии некоторыми материалами при упругой деформации под воздействием внешней силы) или кинетическая энергия движения.

Из-за их непрактичности большинство ученых, занимающихся созданием альтернативных источников энергии для автономной электроники, склоняются к использованию тепла человеческого тела. Разработки в этой отрасли ведутся уже не одно десятилетие.

Использование тепла для подзарядки гаджетов возможно благодаря термоэлектрическому эффекту, также известному, как эффект Зеебека: если температура двух элементов замкнутой электрической цепи отличается, то между ними возникает ЭДС.

Такие цепи называют термопарами.

Поскольку температура человеческого тела практически всегда отличается от температуры окружающей среды, то каждый из нас является «ходячей батарейкой» и потенциальным источником питания для мобильных телефонов и прочих гаджетов.

Последние модели устройств, вырабатывающих ток от тепла тела, выглядят, как миниатюрные металлические пластинки. Их можно вшить в одежду или встроить в наручный браслет, чтобы обеспечить плотный контакт термопары с кожей. Исследователи даже определили, где именно нужно устанавливать подобные устройства, чтобы получить максимальный ток от тепла человека: на руке между локтем и плечом.

Основное преимущество данного метода – это возможность использовать «дармовое» тепло и обеспечивать устройства электроэнергией без каких-либо усилий со стороны человека.

Но есть и весомое ограничение: величина возникающей термо-ЭДС напрямую зависит от разности температур, а сам ток очень слабый. Чтобы повысить эффективность системы, необходимо увеличивать размеры устройства и площадь его контактов.

Но чем больше и массивнее «зарядка», тем хуже ее перспективы в сегменте мобильной электроники и автономных гаджетов.

Надо меньше «кушать»

Другие исследователи работают над повышением энергоэффективности электроники. Ведь чем меньше устройство потребляет электроэнергии, тем дольше оно может проработать, питаясь от существующих батарей.

Но остается актуальной проблема саморазряда аккумуляторов: если батарею не использовать, напряжение в ней все равно постепенно падает из-за «утечки» энергии.

Над тем, чтобы побороть это свойство и свести к минимуму эффект саморазряда, работают многие лаборатории.

Энергоэффективные микропроцессоры и датчики, потребляющие минимум энергии, остро нужны медицине. Ряд университетов и корпораций уже имеют рабочие прототипы гаджетов, которые могут отслеживать основные параметры жизнедеятельности человека и анализировать поступающую от датчиков информацию или передавать ее на стационарный компьютер.

Например, уже существуют суперкомпактные не нуждающиеся в подзарядке устройства в виде браслетов или нагрудных модулей, которые могут мониторить пульс, частоту дыхания, температуру тела и другие параметры, необходимые для отслеживания двигательной активности человека.

Ожидается, что в ближайшем будущем подобные устройства, получающие энергию от тепла тела, выйдут из разряда прототипов и появятся в свободной продаже.

Энергия от трения

Не менее перспективным в данном вопросе является трибоэлектрический эффект.

Помните, как на уроках физики натирали эбонитовую палочку шерстяной тряпочкой? Статическое электричество, получаемое трением, тоже можно использовать для питания разнообразных гаджетов и мобильных устройств.

Ученые уже научились генерировать электроэнергию в количестве, достаточном для питания небольших светодиодов, от легкого хлопка ладонью по специальному полимерному материалу.

Трибоэлектрический эффект можно наблюдать, используя различные пары материалов. Кроме стандартной пары «эбонит-шерсть», используют бумагу, шелковую ткань, древесину, органику и металлы.

Но сильнее всего данный эффект выражен у некоторых полимерных материалов, разработанных специально для получения электричества трением.

Опытные образцы подобных генераторов дают больше электроэнергии, чем термопары, работающие от тепла тела.

Гибкость тонких полимерных пластинок и нитей, обладающих ярко выраженным трибоэлектрическим эффектом, – это дополнительный плюс. Их можно прикрепить к коже, пришить к ткани или вплести непосредственно в тканый материал. Поэтому получение энергии трением считается одним из наиболее перспективных направлений в создании нательных датчиков и мобильных устройств.

Когда же, ну когда?

Появление на рынке автономных устройств, для работы которых не требуются батареи, – это дело ближайшего будущего. Некоторые производители считают, что смогут выпустить такие гаджеты не позднее, чем через три года.

В частности, на осень планируется выход часов Matrix Watch, которые работают от тепла тела. Правда, прототипы данного устройства, представленные прессе в прошлом году, работали не лучшим образом.

Но производитель уверяет, что все проблемы давно решены, и до запуска гаджета в серию осталось совсем чуть-чуть.

Так что не спешите пока выбрасывать зарядные устройства и кабели. Но и не удивляйтесь, если вокруг вас скоро появятся люди, которые пользуются устройствами, работающими без аккумуляторов.

Ранее ТУ Эксперт писал, куда пойти учиться. Также читайте о формировании тарифов на электроэнергию в 2017. 

Источник: https://tuexpert.com.ua/articles/gadgety-bez-batareiki

Аварийное питание дачи или загородного дома (инвертор + аккумулятор) — год тестирования

Обзор может оказаться полезным всякого рода дачникам и пользователям загородных домов (а может и не только загородных), в местах с частым отключением электричества…

Вместо предисловия (можно пропустить нетерпеливым — многА буковок)

Дополнительная информация

Уже несколько лет переехал жить на дачу (просто нравится), и столкнулся с проблемой периодического отключения электричества. Причины выдвигались разнообразные и нехватка мощности трансформатора в СНТ (выбивало) и разнообразные работы и т.п.

Понятно что меня эти проблемки не радовали, особенно если учитывать, что как у большинства дачников вода у меня из скважины, и при отключении электроэнергии ее просто нет 🙁 Ну и в холодное время года может и котел отключаться без электропитания, надоели эти все фонарики/свечки… Стал искать варианты решения этой проблемы.

Первые варианты были установка солнечных батарей/ветряков (собирал инфу)… Но весьма отпугнула цена + окупаемость данного предприятия. Вернее сказать подобное решение актуально не имеющим доступа к сетевой электроэнергии СОВСЕМ, при этом расходы имеют смысл, как соизмеримые с подключением к сетевым источникам.

В моем случае- регулярные отключения по несколько часов, это получалось слишком дорого и нерентабельно.

Вариант с бензо и дизель генераторами рассматривался (большинство соседей используют подобный вариант), но имеет ряд минусов, в сравнении с родившейся идеей, использовать только«часть» от системы питания дома солнечной энергией! Ну т.е. использовать вместо солнечных батарей имеющуюся сеть 220в для заряда аккумуляторов, и расходовать заряд в отсутствие основной от аккумуляторов.
Ну короче конечный вариант схемы получился совсем далекий от схемы питания солнечной энергией 🙂 Но зато ГОРАЗДО дешевле и проще, причем дешевле даже бензо и дизель генераторов
Схема успешно отработала один год! Элементы схемы, это

Инвертор с UPS и контролем/зарядкой внешней батареи (в моем случае инвертор 1500Вт (пик 3000Вт) — в некоторых китайских источниках фигурировала цифра 3000вт пиковой нагрузки до 4 минут, не проверял не знаю 🙂

Ниже на фото инвертор на 2000Вт (куплен соседу)

По идее каждый сам выбирает по своей нагрузке мощность, я отталкивался от среднемесячного потребления пересчитанного с учетом возможного пика в момент запуска двигателя насоса. Нужно иметь ввиду, что ВСЕ электропотребители запитывать нет смысла, т.к.

пару часов можно спокойно потерпеть отсутствие нагрева воды нагревателями, стиралку, холодильник (он практически за день не оттает)
Чем меньше суммарная мощность, тем меньшей мощности требуется инвертор и меньшей емкости аккумулятор (на то же время работы) — это РЕАЛЬНО позволяет значительно уменьшить затраты на создание аварийного питания.

Далее, в моем случае инвертор с модифицированной синусоидой (он дешевле). В случае использования (например) котлов для обогрева и др. устройств требующих ЧИСТОЙ синусоиды для насосов, а так же при подключении холодильника и т.п.

устройств необходимо выбирать инвертор несколько более дорогой, выдающий «Чистую синусоиду» (не забывая про функции UPS и заряда, если Вас интересует АВТОМАТИЧЕСКИЙ переход на аварийное питание и обратно).

Например такой

Насос на скважину у меня тоже «любит» чистую синусоиду, но я исходил из того, что он у меня с гидроаккумулятором (баком на 24л), и включения кратковременные. За это время насос не успевает нагреваться и уходить в защиту (к слову сказать тепловая защита вроде на всех сейчас установлена). На практике один раз насос отрубился в защиту, когда летом насос стоял постоянно включенным (поливался огород) и жена не заметила что включилось аварийное питание 🙂 Сколько времени он проработал до срабатывания защиты неизвестно 🙂
Аккумулятор автомобильный (я покупал с запасом — на 190 А*ч).
Как оказалось, для меня, эта емкость оказалась слишком избыточной — в реале, практически за часов 5 работы от аккумулятора, показания встроенного измерителя напряжения аккумулятора не изменились заметно. При этом было включено освещение в паре комнат, уличное и два телевизора на 24″ и 38″, ноутбук 17″, (по необходимости вода) и возможно еще что-то… + вполне можно было подрабатывать различным ручным электроинструментом (по необходимости). Покупать специальные аккумуляторы (будь то тяговые или гель) я решил нецелесообразным, т.к. инвертор имеет контроль заряда аккумулятора, и в отличие от «солнечных технологий» не вырабатывает его ниже «нормального его разряда». Для более оптимального подключения я разделил всю электропроводку дачи на две части (в электрической коробке): -Одна часть идет напрямую от сети, и не резервируется аварийным источником — электронагреватели воды, стиралка, холодильник и прочие достаточно энергоемкие потребители, без которых можно легко «прожить» несколько часов. -вторая часть подключена с коробки через кабель на обычную вилку, чтобы при необходимости ее можно было включить в имеющуюся рядом розетку (при этом из схемы легко исключается инвертор и аккумулятор), это может понадобиться, например, при выходе из строя инвертора, аккумулятора или для их обслуживания. В тоже время инвертор на выходе уже имеет предустановленную розетку стандартную, к которой и подключается вилка с потребителями требующими резервного питания. У меня это получилось примерно так.Нужно иметь ввиду (на уме) некоторую технику безопасности при выборе места размещения и монтаже (не совсем как у меня — делалось скорее для тестирования, но пока так и осталось, как говорят нет ничего более постоянного, чем «временное» :)) Схема срабатывает при отключении 220в (или изменении параметров выше/ниже допустимых) — переключается на питание от аккумулятора, при этом слышен небольшой шум от вентилятора охлаждения инвертора (зависит от кол-ва потребителей подключенных в данный момент) и светится индикация на передней панели инвертора. При появлении сети происходит обратное переключение на сеть 220 и повышается шум вентилятора, на время подзаряда аккумулятора. Практически толчков в доме не заметно, никакого дискомфорта от пропадания сети я не испытываю и даже не могу сразу сказать (когда соседи по тлф звонят спрашивают) — есть ли «свет» или нету 🙂 Размещение синусоид и пр. технических нюансов в данном обзоре считаю необязательным, поэтому приведу фото внутренностей инвертора (для ликбеза и маньякам страждующим расчлененки)Сравнение «моей» схемы резервного питания с подобными на бензине и дизель генераторах: + меньшая стоимость + нет шума + нет запаха + автоматический переход на резервное питание + нет проблем при запуске ни летом ни зимой (особенно актуально при запуске женой) + нет необходимости в отдельном месте для хранения (на веранде занимает одну полку) + нет необходимости закупать, привозить, хранить топливо — ограниченное время непрерывной работы ± Спорные пункты, это переделка проводки и отключение некоторых потребителей, т.к. можно подключить ВСЕХ и ничего не переделывать, но необходимость более мощного инвертора (возможно с «чистым» синусом), мощного аккумулятора (скорее всего использование двух последовательно и инвертора на 24в, для уменьшения токов по низковольтным цепям) Вывод: Вполне рабочая схема, я (и жена) по крайней мере довольны вполне.

ЗЫЖ ссылки по просьбе на модифицированную синусоиду (как в обзоре) aliexpress.com/item/2000W-4000W-peak-12v-to-220v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet-and-Fast-Charge/1984783459.html

и чистую синусоиду (самую дешевую из найденных, насколько чистая не знаю) aliexpress.com/item/pure-sine-wave-2000W-4000W-peak-12v-to-220v-230v-240v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet/32242841357.html

UPD.
Через некоторое время после написания и опубликования этого обзора произошло несколько событий или новостей, как бы лучше выразиться 🙂 Решил дописать в этот обзор, т.к. не знаю как тут делают в подобных случаях обычно 🙂

1.

В результате некоторых истязаний над инвертором удалось его «спалить» 🙂 Нет смысла описывать КАК и СКОЛЬКО мы ему дали… но он держался стойко 🙂 Было включено освещение, тв, ноут, насос включался регулярно на 800 Вт рабочего (пусковой значительно выше)+ добавили электрокамин на кВт полтора- два (сейчас трудно сказать в каком режиме его включали в тот момент), при этом напряжение сети «гуляло» до 120 и подымалось выше 220 заметно довольно регулярно, были проблемы на новый год на дачах…

Короче, как оказалось сам инвертор выжил, сгорели контакты реле коммутирующего. Была произведена замена на иное (к сожалению не сфотографировал модель), т.к. вариантов на радиорынке было немного на близкий ток с коммутацией по двум контактам.

В процессе «осваивания» схемотехники данного инвертора получилось «выйти» на производителя, который любезно предоставил схему-логику поиска неисправностей данного инвертора.

Разместил на своем сайте, т.к. тут не нашел возможности хранения файлов rauss.ucoz.

ru/_ld/0/3_checking.zip

Схему смог найти только ПОДОБНОГО устройства, если необходимо, то ее тоже могу вкачать.

Ну и кроме всего вышеописанного… Производитель предложил разместить ссылку прямо на него.

У него появился интернет ресурс, который начинает работать с отправкой для РОЗНИЧНОЙ продажи подобного инвертора, и целого ряда других и прочей электроники! Я думаю многих может заинтересовать ресурс для ознакомления по крайней мере.

Весьма отзывчивая поддержка, я бы сказал даже несколько навязчивая, но посмотреть есть на что 🙂 Тем более раз обещают отправку в Россию.

Я надеюсь это не противоречит «местным правилам» 🙂

Источник: https://mysku.ru/blog/aliexpress/36993.html

Аккумуляторные батарейки. Устройство, правила выбора и использования

Если выбирать между одноразовыми батарейками и аккумуляторными, то я бы однозначно и бесповоротно выбрал аккумуляторы. Это более выгодное решение. И тому есть как минимум две причины. Но обо всем подробнее — далее!

Во-первых, время работы устройств. От аккумуляторной батарейки с большой емкостью устройство проработает в разы дольше, чем от любой самой лучше батарейки.

Во-вторых, конечная стоимость использования. Один раз потратиться на относительно дорогие аккумуляторные батарейки гораздо дешевле, чем снова и снова покупать одноразовые.

Ведь срок службы аккумуляторных батареек даже при интенсивном использовании составляет примерно один год. Ну а зарядное устройство будет служить вам и вовсе вечно (если не рассматривать вариант, к примеру, битья молотком или удара молнией).

Также высокая эффективность аккумуляторных батареек проявляется и в том случае, если вы будете их использовать в устройствах с низким энергопотреблением, но работающих в течение достаточно длительного времени — это компьютерная мышь и клавиатура, обычный кварцевый будильник или настенные часы, метеостанция, пульты дистанционного управления и еще куча подобных устройств, имеющихся в вашей квартире.

Типы аккумуляторных батареек

Самыми популярными являются батарейки двух типов — это всем известные мизинцевые (тип AAA) и пальчиковые (AA).

Аккумуляторы в некоторых случаях использовать не рекомендуется.

Например, аккумуляторы не рекомендуется использовать в условиях повышенной и пониженной температуры. Пример все с той же самой метеостанцией — если метеостанция имеет выносной уличный датчик температуры, то в зимние месяцы при высоких отрицательных температурах лучше использовать алкалиновые или солевые батарейки.

Если вы собрались в путешествие, в которое планируете взять, например, светодиодную туристическую лампу, при этом вам заранее неизвестно, сможете ли вы получить доступ к розетке, то также лучшим вариантом станут именно одноразовые батарейки.

Какой срок службы у аккумуляторных батареек

Примерный срок использования аккумуляторных батареек, как я уже писал выше, один год. Но на практике этот срок может отличаться как в меньшую, так и в большую сторону. Все зависит от интенсивности использования батареек. Так, производители обычно обещают нам около 1000 циклов зарядок, но на практике эта цифра составляет 150-250 раз.

На что обратить внимание при покупке аккумуляторных батареек

Ответ предсказуем и банален — на емкость. Чем емкость выше, тем дольше батарейка работает и тем более мощное до электропитание устройство можно обеспечить электроэнергией. Примерные рекомендации по емкости такие — 2700 мА/ч для пальчиковых батареек и 1100 для мизинцевых.

Первое правило — это использование батареек одинаковой емкости с одинаковым уровнем заряда. желательно, чтобы и производитель был один и тот же. Тут примерно все так же как с оперативной памятью в компьютере. Только вот в двухканальном режиме батарейки вряд ли заработают.

Ну и второе правило, про которое все обычно забывают, не стоит дожидаться полной разрядки батареек. Лучше подзаряжать их заранее. В противном случае срок службы батареек резко снизится.

По личному опыту скажу, что данное правило я никогда не соблюдал (трудно определить степень зарядки батареек при использовании их в компьютерной мыши и клавиатуре), но особых проблем с батарейками я не испытываю. работают вот уже третий год как часы.

Но если вы используете батарейки в фонарике и видите, что яркость света резко снизилась, то лучше прибегнуть к подзарядке. Так вы себя еще и обезопасите в случае неожиданного отключения электроэнергии (о котором, так уж повелось, никто как правило заранее не сообщает), при котором этот самый фонарик вам поможет пережить темноту.

А если поставить на зарядку уже полностью заряженные аккумуляторные батарейки

Тут все зависит от цены зарядного устройства. Все, в том числе и я, как правило экономят на зарядном устройстве. А зря? Модели с контролем зарядки автоматически определяют, что батарейки уже заряжены и прекращают процесс подзарядки. Пользователь при этом не заботится о том, сколько заряжать аккумуляторные батарейки.

А вот дешевые модели зарядок будут производить зарядку до бесконечности вплоть до порчи самих батареек. В данном случае действует правило «скупой платит дважды». Так что помните: зарядка аккумуляторных батареек — не последний фактор в продлении срока службы аккумулятора.

Для батареек губительны как очень низкие, так и очень высокие температуры. Нельзя подвергать их воздействию прямых солнечных лучей и помещать рядом с любыми отопительными приборами. Оптимальные условия для хранения как у лекарств  — в сухом прохладном месте при 10-25 градусах.

Немаловажно при длительном хранении (раз в полгода) производить подзарядку батареек. Иначе произойдет так называемая глубокая разрядка, которая негативно скажется на сроке службы батарейки в силу снижения качества работы элемента питания.

Кстати говоря, время зарядки аккумуляторных батареек напрямую зависит от продолжительности их использования: со временем зарядка происходит гораздо быстрее, но и разрядка тоже наступает раньше.

Какое устройство для подзарядки лучше выбрать? Или как и сколько заряжать аккумуляторные батарейки

  1. Зарядное устройство должно иметь функцию автоматического отключения, чтобы не повредить элемент питания длительной зарядкой.

  2. Зарядное устройство должно контролировать уровень зарядки каждого аккумулятора и, по возможности, выводить уровень заряда на дисплей. В дешевых устройствах при полной зарядке одного из аккумуляторов прекращается зарядка и второго.

  3. Зарядное устройство должно иметь «защиту от дурака» при ошибочной неправильной вставке батареек в зарядное устройство (например, вы перепутали полярность).

Лично я, как и, наверное, подавляющее большинство, использую батарейки GP. Если это не так, разубедите меня в комментариях, просто указав производителя используемых вами батареек. Батарейки и зарядные устройства GP популярны в силу небольшой стоимости и проверки временем.

Так же я бы рекомендовал таких производителей, как DURACELL, Energizer и SONY. В большинстве тестов и обзоров популярных издательств лидируют именно эти фирмы.

Источник: https://multiblog67.ru/raznoe/30-tekhnika/139-akkumulyatornye-batarejki.html

Факты и вымыслы про батарейки — ЭЛЕКТРОМИР

Ваши вопросы

Вымысел или факт? Батарейки должны храниться в холоде. Вымысел. Охлаждение батареек не улучшает их работоспособность. Батарейки необходимо хранить в сухом месте при комнатной температуре.

Вымысел или факт? Все типоразмеры батареек работают одинаково долго. Вымысел. Различные типоразмеры батареек содержат различное количество химических веществ, в результате реакции которых выделяется определенное количество электрической энергии. Соответственно, батарейки работают не одинаково.

После использования батарейку можно выбросить в обычное мусорное ведро. Факт или Вымысел? Большинство батареек можно утилизировать обычным способом. Важно не утилизировать большое количество батареек одновременно. Зачастую утилизируемые батарейки не полностью разряжены. Взаимодействие неразряженных батареек с разряженными может создавать определённые риски для окружающей среды.

Что находится внутри батарейки? Батарейки зачастую малы, но довольно сложно устроены. Это высокотехнологичные элементы, в которых в результате химических реакций выделяется электрическая энергия. Данный процесс происходит между тремя главными элементами батарейки: анодом, катодом и электролитом.

В зависимости от типа батарейки для перечисленных элементов используются различные материалы. Материал выбирается по принципу максимизации эффекта при их взаимодействии. Анод часто делают из металла, катод — из оксида различных металлов.

В качестве электролита используется соль, в щелочных батарейках — двуокись марганца.

Батарейки имеют различное напряжение и ёмкость?
Различные устройства работают с различным напряжением, поэтому и у батареек оно должно быть разным. Кроме того, напряжения разных типов батареек зависит от используемого электролита.

К примеру, литиевые батарейки имеют номинальное напряжение 3 V, щелочные — 1,5 V. Ёмкость батареек рассчитывается из объёма активных элементов, помещаемых в корпус батарейки.

Однако расчитанная подобным образом ёмкость не может быть использована для определения работоспособности батареек и имеет название «расчетная ёмкость».

Фактическая же ёмкость зависит от множества факторов: • уровень зарядки; • режим использования; • температура окружающей среды; • ток отсечки (Напряжение, при котором устройство не работает даже при сохранённом заряде батарейки. Например, батарейка, которая уже не работает в фотоаппарате, зачастую продолжает работать в часах или пультах управления).

Что такое щелочная батарейка? Около 40 лет назад компания Duracell первой разработала щелочную химическую систему с использованием двуокиси марганца.

В 1960-1970-ые годы данные батарейки стали очень популярны среди разработчиков электронных устройств.

Щелочные батарейки имеют множество преимуществ перед солевыми: большая емкость, более широкий температурный режим, меньшая вероятность протечки, дольший срок хранения. Все это позволило им завоевать популярность во всем мире.

Что такое литиевая батарейка? В последние несколько деситилетий технический прогресс привёл к увеличению разнообразия и миниатюризации устройств, работающих от батареек.

Для многих из этих устройств потребовались более мощные элементы питания, при этом достаточно компактные. Литиевые батарейки стали ответом на такую потребность.

Литиевые батарейки Duracell демонстрируют великолепные результаты и обладают целым рядом положительных характеристик: долгий срок хранения, высокая надёжность и отличная работоспособность в широком диапазоне температур.

Вымысел или факт? Чтобы продлить срок функционирования батареек в устройстве, нужно заменять лишь некоторые из них.
Вымысел.

На самом деле все наоборот: частичная замена батареек ведет к уменьшению их работоспособности. Совместное использование частично разряженных и новых батареек ведет к уменьшению их совокупной емкости.

Duracell рекомендует использовать в устройствах батарейки не только одного типа, но и одного производителя.

Вымысел или факт? Необходимо избегать контактов с протекшими батарейками без какой-либо защиты, чтобы избежать попадания электролита в глаза. Факт.

Батарейки содержат химические элементы, которые не приносят вреда коже, однако лучше избегать подобных контактов. Всегда принимайте меры предосторожности, прежде чем прикасаться к протекшей батарейке.

Не держите протекшую батарейку около глаз и не допускайте попадания электролита в глаза. Если же это произойдет, срочно обратитесь к врачу.

Вымысел или факт? Если батарейки поместить в огонь, они могут взорваться. Факт. Батарейки нельзя помещать в огонь или подвергать высокотемпературному воздействию. Они могут взорваться и причинить вред здоровью и окружающей среде.

Вымысел или факт? В одном устройстве можно использовать различные типы батареек без каких-либо проблем. Вымысел. Изначально различные батарейки созданы для различных устройств.

Совместное использование литиевых и щелочных батареек не улучшит , а только ухудшит их работу. Более того, подобное использование батареек может испортить устройство.

Duracell рекомендует использовать в устройствах батарейки не только одного типа, но и одного производителя.

Можно ли перезаряжать батарейки? Перезаряжать можно те батарейки, на которых указано «аккумуляторы» или «rechargeable» (пер. с англ. — перезаряжаемый). Любые попытки перезарядки остальных батареек приведут к их протечке.

Нормально ли то, что NiMH аккумуляторы нагревыаются в процессе зарядки? Да, это нормально. В процессе зарядки NiMH аккумуляторы могут нагреваться до температуры 45°С.

Влияет ли теплая / холодная температура на работу батареек? Экстремальные температуры уменьшают работоспособность батареек. Нежелательно использовать батарейки при высоком уровне влажности.

Хранить же батарейки стоит в сухом месте при комнатной температуре.

Почему в одних устройствах батарейки расположены параллельно, а в других — последовательно. Работа батареек зависит от способа их подключения. При последовательном подключении, как например, в фонарике, увеличивается напряжение в цепи. При последовательном соединении 2-х батареек с напряжением 1,5 V — напряжение в цепи становится 3 V.

Последовательное подключение не увеличивает срок службы батареек, но позволяет цепи работать с большим напряжением. Параллельное соединение используется для повышения силы тока в цепи и, соответственно, для увеличения емкости батарейки.

Таким образом, параллельное подключение 2-х батареек сохранит напряжение в сети на уровне 1,5 V, но вдвое увеличит их емкость.

Причиняют ли батарейки вред окружающей среде? В данный момент подавляющее количество батареек, в особенности стандартные батарейки типоразмеров АА, ААА, С, D, 9V, не содержат в себе ртути и кадмия.

С другой стороны, тяжёлые металлы всё ещё входят в состав ртутных батарей, NiCd и целого ряда автомобильных аккумуляторов. Эти металлы могут причинять вред окружающей среде при их ненадлежащей утилизации. Duracell не использует в своих батарейках тяжёлые металлы.

Индустрия батареек активно работает над тем, чтобы полностью отказаться от использования тяжелых мателлов (ртуть, кадмий, свинец).

Источник: http://www.sotnev.ru/phakty-i-vymysly-pro-batarejki.html

Как телефон может звонить без батарейки и при чем тут пассивный вайфай

В конце июня исследователи позвонили с телефона, у которого нет аккумулятора, на обычный Android-телефон. Рассказываем, как работает технология, что такое пассивный вайфай и значит ли это, что мы скоро забудем о ситуации, когда телефон разрядился в неподходящий момент

Как телефон работает без батареи

Чтобы звонить по телефону, нужно переключать рычажок

Обычный телефон принимает сигнал с базовой станции, преобразует его и отвечает своим сигналом. Чтобы создать и передать сигнал, он тратит энергию, поэтому для звонка нужна батарея и мощность около 800 милливатт-часов (мощность батареи iPhone 7 — 10,22 ватт-часа, в 13 раз больше).

Испытанный в июне телефон без батареи не создает радиосигнал, а отражает сигнал базовой станции, как потерявшийся турист подает сигнал SOS, отражая солнечный свет зеркалом. Отраженный сигнал посылает запрос на базовую станцию о том, что сейчас пойдет вызов. Базовая станция понимает это и соединяет телефон с сотовой сетью.

Таким образом энергозатратная работа выполняется не на телефоне, а на станции.

Но даже в этом случае телефону придется преобразовать речь в цифровой сигнал, который поймет другой телефон. А это тоже энергозатратная функция, которая требует батареи в корпусе.

Исследователи из Университета Вашингтона, которые занимаются этим проектом, решили проблему — они изменили метод, с помощью которого телефон передает речь в сотовую сеть. Обычный телефон преобразует звук в цифровой сигнал, а безбатарейный считывает вибрацию с микрофона и преобразует ее в аналоговый сигнал.

Чтобы передавать звук таким образом, телефону нужно всего 3,5 микроватт-часа. Но у метода есть минус — голос в динамике неприятно скрипит.

Что умеет телефон, у которого нет аккумулятора

Это печатная плата с сенсорными кнопками и одним светодиодом, который загорается, когда кнопки нажимают. У него нет камеры, дисплея и даже динамика, поэтому говорить приходится с наушниками.

Джошуа Смит, один из авторов проекта, позвонил с прототипа без батареи на обычный Android-смартфон по скайпу и сказал: «Привет-привет, я звоню с телефона без батареи». Телефон работал как рация: он нажимал переключатель, чтобы говорить, и отпускал его, чтобы слушать собеседника. Печатную плату назвали первым поколением устройства.

В будущих прототипах собираются добавить дисплей на электронных чернилах, который покажет сообщения, камеру и шифрование разговоров.

Это работает на какой-то новой технологии?

Две платы без батареек общаются друг с другом на фоне заката

Телефон использует обратное рассеяние, отражение любого сигнала от объекта в сторону источника. Явление используют, например, в радиолокации: положение самолета определяют с помощью сигнала, который отразился от фюзеляжа и вернулся к радару.

В фотографии обратное рассеяние наблюдают, когда снимают со вспышкой в снегопад: свет отражается от снежинок, поэтому на снимке появляются светлые пятна. В 1946 году явлением воспользовались советские шпионы.

Через пионеров они подарили американскому послу в Москве государственную эмблему США, вырезанную из дерева. Внутри эмблемы находился жучок, который «просыпался», когда получал сигнал определенной частоты.

Если в этот момент в комнате кто-то разговаривал, жучок воспринимал звук мембраной и отправлял его вместе с отраженным сигналом. Так разведчики, которые сидели в соседнем доме, прослушивали посла.

Мелкие устройства могут общаться между собой с помощью обратного рассеяния и не пользоваться батареей: они ловят сигналы, которые их окружают, и отражают их в сторону друг друга, добавляя новую информацию.

В Университете Вашингтона таким образом передали данные о платеже с одной платы на другую. Они находились на расстоянии 70 сантиметров и использовали сигнал телевизионной башни в километре от места испытаний.

Платы общались медленно — со скоростью 1 килобит в секунду, — но этого хватило, чтобы передать текстовое сообщение.

Скорее всего, нет, потому что у технологии есть множество проблем. Самая большая — малая мощность. Пока на телефоне без батарейки собирали мощность до 10 микроватт-часов.

Этого хватило для звонка, но не хватит, чтобы просто включить обычный телефон: дисплей требует до 400 милливатт-часов, процессор A9 — до 2 тысяч милливатт-часов. Это в 40 тысяч и 200 тысяч раз больше того, что удалось собрать на плате без батареи.

Телефону нужна своя базовая станция. Теоретически он может отражать любые сигналы, но во время тестов он общался только со своей станцией. Если телефон воспользуется сигналом, который передавал другую информацию, возможно, это создаст помехи во время звонка.

Телефон не работает далеко от станции. Во время тестов он звонил в 15 метрах от нее, но, если унести его подальше, он выключится.

Что такое пассивный вайфай

Сотрудник Университета Вашингтона рассказывает про пассивный вайфай и показывает роутеры

Это технология на основе обратного рассеяния, которую придумали те же исследователи. Она устроена по тому же принципу, что и телефон без батарейки, и распространяет вайфай с помощью пассивных роутеров, которые отражают сигнал главного роутера.

Пассивный вайфай создан для интернета вещей и не подойдет для того, чтобы смотреть стрим на Twitch. С его помощью можно в цеху построить сеть температурных датчиков, которым не нужно питание.

Это экономит деньги и энергию, поскольку сети с пассивным вайфаем нужно столько энергии, сколько требуется главному роутеру. Пассивные роутеры работают почти с нулевым потреблением энергии — для их работы нужно всего 10–50 микроватт-часов.

Для сравнения, современный экономичный роутер потратит около 100 милливатт-часов, то есть в 10 тысяч раз больше. Пассивный вайфай в 11 раз быстрее и в тысячу раз экономичнее других протоколов для интернета вещей, например Bluetooth LE и ZigBee.

Пассивный вайфай идеален для интернета вещей. Его можно использовать для беспроводных датчиков, которые следят за температурой в доме и отправляют сигналы системе отопления. С ним можно построить сеть датчиков, которые проследят за состоянием моста и сообщат, если где-то образовалась трещина.

Безбатарейную плату можно поместить в брелок с ключами, чтобы он присылал сообщение на телефон о том, где находится. Даже если телефона без батареи в ближайшее время не появится, пассивный вайфай можно использовать в обычном телефоне, чтобы делать срочные звонки, когда батарея разрядилась.

Без батарей уже работают RFID-метки. Они тоже отражают сигналы, но только те, которые исходят от считывателя. Если RFID-метку прикрепить к ярлыку рубашки, то покупка автоматически оформится после того, как метку поднесут к считывателю.

Метки используют на складах (чтобы не считывать штрих-код с каждой коробки), их можно использовать для проезда в метро, в качестве ключа от домофона, вместо паспорта, чтобы следить за животными, чтобы автоматически платить за проезд на платных дорогах после того, как машина проехала ворота, чтобы умный холодильник следил за вашим рационом и сроком годности колбасы.

Незабываемо и почти без слов —в инстаграме «Афиши Daily».

Источник: https://daily.afisha.ru/brain/6179-kak-telefon-mozhet-zvonit-bez-batareyki-i-pri-chem-tut-passivnyy-vayfay/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector