Как перезаряжается аккумулятор?

Способ зарядки аккумулятора, который будет эффективным, но не нанесет ущерба, зависит от химического состава аккумулятора.

Поскольку у вас есть аккумулятор «12 В», я предполагаю, что это свинцово-кислотный тип, который вы найдете в автомобилях. Свинцово-кислотные довольно легко заряжаются, в отличие от других химических веществ, особенно от некоторых типов лития. В основном заряжайте свинцово-кислотный аккумулятор мощностью, ограниченной как по току, так и по напряжению. Предел напряжения обычно составляет 13,6 В для автомобильных аккумуляторов. Максимальный ток зависит от размера батареи. Обычный автомобильный аккумулятор легко выдерживает несколько ампер. Например, блок питания, ограниченный 5 А и 13,6 В, будет отлично работать для зарядки обычных автомобильных аккумуляторов, хотя это и не увеличивает максимально допустимый ток. Это означает, что напряжение не превысит 5 А или ток не превысит 13,6 В, в зависимости от того, что меньше. В хозяйственных и автомобильных магазинах продаются зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, в которые все это встроено. Единственная проблема — зарядное устройство, рекламируемое как «быстрое», может повредить батарею. Полная зарядка должна занять несколько часов, хотя большую часть времени батарея не должна разряжаться настолько, чтобы этого требовалось.

Если ваша батарея меньше, вам нужно откопать ее техническое описание или каким-то образом получить спецификации для нее и убедиться, что зарядное устройство не выдает слишком большой ток.

Если ваш аккумулятор не свинцово-кислотный, то все может быть совсем по-другому. В этом случае вам действительно нужно получить спецификации, которые должны включать необходимый профиль зарядки. Неправильный подход, особенно с некоторыми типами лития, может привести к пиротехнике.

батареи являются источником электроэнергии, и эта мощность характеризуется двумя вещами: напряжением (вольт) и током (ампер). Теперь, когда вы внимательно посмотрите на батарею (в данном случае 12 В), это означает, что батарея может обеспечить Максимальная разница потенциалов между его контактами составляет 12 В. Существует также номинальная мощность, доступная с тем же значением. Батарея мобильного телефона может показывать 1300 мАч при 3,2 В, что означает, что батарея может обеспечивать ток 1300 мА в течение 1 часа при 3,2 В. Химические вещества внутри батареи подвергаются некоторой реакции и создают разность потенциалов, реакция останавливается при определенной разности потенциалов, напряжении, выше которого реакция не может протекать (в вашем случае это 12 В), хотя это не означает, что батарея слабая! когда вы получаете энергию от батареи, вы предоставляете этим электронам возможность двигаться с одного конца и достигать другого вывода, тем самым обеспечивая способ для протекания реакции, реакция продолжается до тех пор, пока какое-либо энергопотребляющее устройство не будет подключено к полюсам. и химические вещества расходуются в реакции. когда батарея разряжена, это определяется падением напряжения на клеммах, в вашем случае уровни напряжения должны упасть ниже 12 В.

теперь идет зарядка: во время зарядки мы подаем напряжение (12 В или более в вашем случае) в противоположном направлении, то есть +ve вашего источника зарядки к -ve батареи и -ve вашего источника зарядки к +ve батареи это создает путь электронов в противоположном направлении для заряжаемой батареи, это обращает химическую реакцию (в этом разница между перезаряжаемыми батареями и неперезаряжаемыми батареями, последняя не имеет обратимой реакции) и переводит химические вещества внутри в состояние, когда они были заряжены и дал разность потенциалов 12В.

в некотором смысле мы возвращаем химические вещества внутри к более раннему состоянию, мы не храним электроны внутри ... также, исходя из скорости дрейфа электронов, электроны из розетки практически невозможно достичь вашей батареи до того, как она разрядится. полностью заряжена.

Для практической зарядки стандартный источник питания может разрушить вашу батарею (источник постоянного напряжения).

Вместо этого самым простым методом является подзарядка постоянным небольшим током. Точный ток будет зависеть от типа батареи и ее номинальной емкости. (ТАКЖЕ не связывайтесь с самодельными зарядными устройствами для взрывоопасного лития, используйте никель-кадмиевые или свинцово-кислотные. Или просто купите зарядное устройство для литиевых аккумуляторов.)

Я заряжал аккумуляторы с помощью лабораторного источника питания с ручкой максимального тока.

Установите напряжение питания выше рабочего напряжения батареи (например, 14 В для батареи 12 В). Затем установите ручку постоянного тока на высокий ток для быстрой зарядки батарей со слишком низким напряжением. По мере того, как напряжение батареи быстро растет, высокий ток падает до небольшого значения для длительного непрерывного заряда.

Теория:

Аккумулятор — это зарядный насос. Он втягивает электрический заряд через один терминал, прокачивает его через себя, а затем выплевывает его через другой терминал. Внутри никогда не накапливается заряд. Это имеет смысл, потому что электролит батареи является хорошим проводником, а все батареи ведут себя как «короткое замыкание» с очень низким внутренним сопротивлением. Батареи сделаны из проводящих материалов, и путь тока проходит через батарею , через электролит между пластинами, а затем обратно. Внутри никогда не накапливается заряд.

А с водяными насосами внутри не скапливается вода: путь для тока проходит и снова выходит, как и для нагнетательных насосов.

Итак, когда мы «заряжаем» батарею, мы не накапливаем заряд? Да, верно. Общий электрический заряд внутри батареи никогда не меняется.

Но что-то меняется. Аккумуляторы — это зарядные насосы, зарядные насосы на химическом топливе. Они могут «работать» только до тех пор, пока их химическое топливо не будет израсходовано. Когда его нет, действие насоса прекращается. Это означает, что ваш новый аккумулятор для фонарика заряжен химическим топливом. А «мертвый» аккумулятор потерял топливо и содержит только отходы, поэтому мы отправляем его на переработку и переработку.

Что же тогда такое «подзарядка» аккумуляторов?

А, теперь мы обнаружили проблему со словами. Аккумуляторы никогда не «заряжаются» электрическим зарядом. Они только «заряжены» энергией, энергией в виде химического топлива. Слово «заряд» имеет более одного значения. (А пушки заряжаются порохом. Полностью «заряженная» пушка не требует ни напряжения, ни ампер, ни даже кулонов!)

Зарядка и разрядка батареи включает движение «зарядов» энергии, измеряемой в джоулях, ватт-часах и т. д., а не в кулонах. Всякий раз, когда какая-то энергия поступает в батарею или из батареи, кулоны просто протекают.

Аккумуляторы делают что-то очень странное. Если мы запустим их «электрический насос» в обратном направлении, например, подключив аккумулятор к генератору... тогда отходы снова превратятся в химическое топливо! Хлорид цинка в батарейках для фонариков снова превращается в металлический цинк. Или гидроксид кадмия в вашей никель-кадмиевой батарее снова превращается в металлический кадмий. Это противоположно нормальной работе батареи, когда металлические пластины выделяют энергию, растворяясь во время работы «электрического насоса». Металлическая пластина может обеспечивать энергию за счет коррозии. И если мы хотим «не разъедать» металлическую пластину, для этого требуется энергия, поступающая извне от батареи.

Таким образом, во время разрядки батареи сами металлические пластины являются «химическим топливом», которое приводит в действие операцию накачки тока. Пластины подвергаются коррозии во время работы батареи, а металл превращается в растворенные химические отходы. Чтобы «подзарядить» аккумулятор, мы просто направляем ток в противоположном направлении. Металлические пластины гальванизируются. Они утолщаются, в идеале становятся такими же, как когда новые. И в идеале, если металлическая пластина поставляет определенное количество энергии, то такая же энергия должна быть введена в батарею, когда мы не растворяем металлическую пластину. «Зарядка» аккумулятора — это нерастворение его металлической пластины. «Разрядка» аккумулятора — это коррозия его металлической пластины для питания внешнего устройства.

Аккумуляторы — это небольшие электрогенераторы, работающие на металле, паровые турбины не нужны! Но с обычными электростанциями, если мы запустим турбины в обратном направлении, толкая дым обратно в котел, это не создаст ни угля, ни нефти!

При математическом анализе аккумуляторов все становится довольно легко рассчитать, потому что напряжение аккумуляторов почти постоянно.

Это означает, что если батарея производит переменный электрический ток во внешней цепи, она также посылает переменную энергию в эту цепь, и скорость потока энергии будет пропорциональна амперам. И общая энергия, содержащаяся внутри батареи, будет пропорциональна электрическому заряду, пропущенному через нее. Один кулон заряда равен одной ампер-секунде. (Ток в один ампер за одну секунду означает, что через батарею прошел заряд в один кулон.)

Это означает, что мы можем (временно) игнорировать напряжение, а затем оценивать энергию внутри батарей в ампер-секундах, ампер-часах и т. д. (Обратите внимание, что это ампер-часы-секунды , а не амперы- в -секунду .)

Но... хранились ли когда-нибудь усилители внутри батареи? Или какие-то ампер-часы сохраняются? Неа. Ампер-часы (если умножить на постоянное напряжение) — это просто упрощенное сокращение для энергии, а электрическая энергия всегда основана на напряжении и кулонах. Поскольку мы не хотим работать с кулонами электрического заряда, а вместо этого предпочитаем ампер, ... и поскольку напряжение остается постоянным во время заряда или разряда, ... тогда Ач-ампер-часы становятся нашим основным энергетическим рейтингом. Да, это довольно запутанно и трудно понять.

Энергия на самом деле представляет собой вольт-кулоны, что равно вольт-ампер-секундам, что равно вольтам, умноженным на AH, умноженным на 3600. Но если вольты остаются прежними, а 3600 остаются теми же, то все изменения происходят только в Рейтинг ампер-часов. В конце концов, мы оцениваем батареи в ампер-часах. Тем не менее, истинные оценки, стоящие за этим, таковы: вольты, умноженные на общее количество кулонов, которые может прокачать батарея через батарею.

Чтобы рассчитать фактическую запасенную энергию, умножьте ампер-секунды на вольты. Или используйте ампер-часы, умноженные на 3600 с/ч, умноженные на вольты. Это дает нам общее количество джоулей химической энергии, хранящейся внутри батареи.

Но, к сожалению, использование ампер-часов убеждает всех в том, что ампер-часы — это форма энергии, или что Ач накапливаются внутри батареи. Или что батареи заряжаются электрическим зарядом, хотя на самом деле они заряжены только джоулями электрической энергии. Электрический заряд внутри батареи никогда не становится больше или меньше.