كيف يتم شحن البطارية؟ هل دائرة هذا الجهاز معقدة أم لا ، من أجل صنع جهاز بيديك؟ هل يختلف شاحن بطارية السيارة اختلافًا جوهريًا عما هو مستخدم للهواتف المحمولة؟ سنحاول الإجابة على جميع الأسئلة المطروحة لاحقًا في المقالة.
معلومات عامة
تلعب البطارية دورًا مهمًا جدًا في عمل الأجهزة والوحدات والآليات التي تتطلب كهرباء للعمل. لذلك ، في المركبات ، يساعد تشغيل محرك السيارة. وفي الهواتف المحمولة ، تسمح لنا البطاريات بإجراء المكالمات.
يتم اعتبار شحن البطارية ونظام ومبادئ تشغيل هذا الجهاز حتى في مقرر الفيزياء المدرسية. ولكن ، للأسف ، بحلول وقت الإصدار ، تم نسيان الكثير من هذه المعرفة. لذلك ، نسارع إلى تذكيرك بأن تشغيل البطارية يقوم على مبدأ حدوث فرق الجهد (الجهد) بين لوحين ، مغموران بشكل خاص في محلول إلكتروليت.
البطاريات الأولى كانت من النحاس والزنك. لكن منذ ذلك الحين ، تم تحسينها وتحديثها بشكل ملحوظ.
كيف يعملبطارية
العنصر المرئي الوحيد لأي جهاز هو الحال. يضمن عمومية التصميم وسلامته. وتجدر الإشارة إلى أن اسم "البطارية" لا يمكن تطبيقه بالكامل إلا على خلية بطارية واحدة (يطلق عليها أيضًا اسم البنوك) ، ولا يوجد سوى ستة منها في نفس بطارية السيارة القياسية بجهد 12 فولت.
العودة إلى الجسد. يخضع لمتطلبات صارمة. لذا يجب أن يكون:
- مقاومة للمواد الكيميائية العدوانية ؛
- قادر على تحمل التقلبات الواسعة في درجات الحرارة ؛
- مع مقاومة جيدة للاهتزاز.
يتم تلبية جميع هذه المتطلبات بواسطة مادة تركيبية حديثة - البولي بروبلين. يجب إبراز الاختلافات الأكثر تفصيلاً فقط عند العمل مع عينات محددة.
مبدأ العمل
لنأخذ بطاريات الرصاص الحمضية كمثال
عند وجود حمل على الجهاز ، يبدأ حدوث تفاعل كيميائي مصحوب بانطلاق الكهرباء. بمرور الوقت ، سوف تستنزف البطارية. كيف تتعافى؟ هل يوجد دارة بسيطة؟
شحن البطارية ليس بالأمر الصعب. من الضروري إجراء العملية العكسية - يتم توفير الكهرباء للأطراف ، وتحدث التفاعلات الكيميائية مرة أخرى (يتم استعادة الرصاص النقي) ، مما سيسمح باستخدام البطارية في المستقبل.
تزداد الكثافة أيضًا أثناء الشحنبالكهرباء. وهكذا ، تستعيد البطارية خصائصها الأولية. كلما كانت التكنولوجيا والمواد المستخدمة في التصنيع أفضل ، زادت دورات الشحن / التفريغ التي يمكن أن تتحملها البطارية.
أي دوائر شحن البطارية موجودة
الجهاز الكلاسيكي مصنوع من مقوم ومحول. إذا أخذنا في الاعتبار جميع بطاريات السيارات نفسها بجهد 12 فولت ، فإن الشحنات الخاصة بها لها تيار ثابت يبلغ حوالي 14 فولت.
لماذا هذا؟ هذا الجهد ضروري حتى يمكن للتيار أن يتدفق عبر بطارية السيارة المفرغة. إذا كان لديه هو نفسه 12 فولت ، فلن يتمكن جهاز بنفس القوة من مساعدته ، وبالتالي ، فإنهم يأخذون قيمًا أعلى. ولكن في كل شيء تحتاج إلى معرفة المقياس: إذا بالغت في تقدير الجهد أكثر من اللازم ، فسيؤثر ذلك سلبًا على عمر الجهاز.
لذلك ، إذا كنت تريد صنع جهاز بيديك ، فمن الضروري أن تبحث السيارات عن مخططات شحن بطارية السيارة المناسبة. الأمر نفسه ينطبق على التكنولوجيا الأخرى. إذا كنت بحاجة لدائرة شحن بطارية ليثيوم أيون ، فأنت بحاجة إلى جهاز 4 فولت وليس أكثر.
عملية الاستعادة
لنفترض أن لديك دائرة لشحن بطارية من مولد ، والتي تم بموجبها تجميع الجهاز. تم توصيل البطارية وتبدأ عملية الاسترداد على الفور. أثناء تدفقه ، ستزداد المقاومة الداخلية للجهاز. إلى جانب ذلك ، سينخفض تيار الشحن.
عندما يقترب الجهد من الحد الأقصى الممكنالقيمة ، فإن هذه العملية عمليا لا تستمر على الإطلاق. وهذا يدل على أن الجهاز قد تم شحنه بنجاح ويمكن إيقاف تشغيله.
التوصيات التكنولوجية
من الضروري التأكد من أن تيار البطارية لا يتجاوز 10٪ من سعتها. علاوة على ذلك ، لا يوصى بتجاوز هذا المؤشر أو تقليله. لذلك ، إذا اتبعت المسار الأول ، سيبدأ الإلكتروليت في التبخر ، مما سيؤثر بشكل كبير على السعة القصوى وعمر البطارية. في المسار الثاني ، لن تحدث العمليات الضرورية بالكثافة المطلوبة ، والتي بسببها ستستمر العمليات السلبية ، وإن كان إلى حد أقل إلى حد ما.
شحن
يمكن شراء الجهاز الموصوف أو تجميعه يدويًا. بالنسبة للخيار الثاني ، نحتاج إلى دوائر كهربائية لشحن البطاريات. يجب أن يعتمد اختيار التكنولوجيا التي سيتم من خلالها على البطاريات التي هي الهدف. ستحتاج المكونات التالية:
- المحدد الحالي (مصمم على مكثفات الصابورة والمحول). كلما زاد المؤشر الذي يمكن تحقيقه ، زاد حجم التيار. بشكل عام ، يجب أن يكون هذا كافيًا للشحن للعمل. لكن موثوقية هذا الجهاز منخفضة للغاية. لذلك ، إذا كسرت جهات الاتصال أو خلطت شيئًا ما ، فسيفشل كل من المحول والمكثفات.
- حماية في حالة توصيل أعمدة "خطأ". للقيام بذلك ، يمكنك تصميم مرحل. نعم ، مشروطعلى أساس الصمام الثنائي. إذا كنت تخلط بين زائد وناقص ، فلن يمر التيار. ونظرًا لأن المرحل مرتبط به ، فسيتم إلغاء تنشيطه. علاوة على ذلك ، يمكنك استخدام هذه الدائرة مع جهاز يعتمد على كل من الثايرستور والترانزستورات. يجب أن يكون متصلاً بقطع في الأسلاك ، وبمساعدة الشاحن نفسه متصل بالبطارية.
- تلقائي ، والذي يجب أن يشحن البطارية. يجب أن تضمن الدائرة في هذه الحالة أن الجهاز سيعمل فقط عندما تكون هناك حاجة فعلية إليه. للقيام بذلك ، بمساعدة المقاومات ، يتم تغيير عتبة استجابة الصمام الثنائي المتحكم. تعتبر بطاريات 12 فولت ممتلئة عندما يكون جهدها في حدود 12.8 فولت ، لذلك فإن هذا الرقم مرغوب فيه لهذه الدائرة.
الخلاصة
لذلك نظرنا إلى ما يشكل شحن البطارية. يمكن عمل دائرة هذا الجهاز على لوحة واحدة ، ولكن تجدر الإشارة إلى أن هذا صعب للغاية. لذلك ، فهي مصنوعة من طبقات متعددة.
كجزء من المقالة ، تم عرض مخططات تخطيطية مختلفة على انتباهك ، والتي توضح كيفية شحن البطاريات في الواقع. لكن عليك أن تفهم أن هذه مجرد صور عامة ، وأن الصور الأكثر تفصيلاً ، مع مؤشرات على التفاعلات الكيميائية المستمرة ، هي صور خاصة لكل نوع من أنواع البطاريات.
