Розвиток сучасних технологій подарував нам величезну кількість різноманітних приладів. Більшості з них для роботи потрібне джерело постійного струму. У багатьох випадках цю функцію виконують невеликі елементи живлення — батарейки.
Особливою популярністю користуються лужні джерела струму. При цьому мало хто знайомий з історією їх появи, основними характеристиками та особливостями.
Історія лужних батарейок
Перша лужна батарейка з’явилася ще на початку ХХ століття. Зробили це два американських винахідника — Томас Едісон і Вольдемар Джангер.
Роль основного постачальника лужних джерел струму на ринок електротоварів взяла на себе компанія Duracell. На початку ХХ століття активно розвивалися портативні радіоприлади, вони швидко завоювали популярність. Тому виникла висока необхідність у невеликих елементах живлення.
Лужні елементи живлення відмінно впоралися з покладеною функцією. Адже порівняно з іншими джерелами струму, вони були невеликого розміру, герметичними, володіли високою енергоємністю.
Вони зарекомендували себе як надійне і безперебійне джерело струму, тому не втрачають своєї популярності і в наші дні.
Довідка. Друга назва лужних батарейок — алкалінові.
Склад і будова лужної батареї
Знаючи конструкцію джерела струму, можна з’ясувати принцип роботи пристрою. Так, електричний струм тут виробляється за допомогою анода і катода. Останній складається з елементів:
- діоксиду марганцю;
- спеціальних зв’язуючих компонентів;
- ацетиленової сажі або графіту;
- лужного розчину гідроксиду калію.
В деяких елементах замість гідроксиду калію використовується розчини натрію або літію. Для додання більш густої консистенції у електроліти додають спеціальні природні або синтетичні речовини.
Анод виготовляють з покритої антикорозійним покриттям цинку. Раніше для цього використовували ртуть або свинець. Сучасні батарейки містять менш шкідливі речовини, наприклад, алюміній.
Конструкція лужних батарейок мало чим відрізняється від сольових, тільки всі елементи тут розташовуються в інших місцях:
- Вся внутрішня частина батарейок заповнена пастою з цинку. Сам цинк знаходиться в порошкоподібному стані. Завдяки цьому досягається велика площа взаємодії елементів. Тому ці батарейки можуть похвалитися високою енергоємністю, порівняно з сольовими.
- Цинк загущають спеціальним складом. При цьому він виробляє негативний заряд, що знімається стрижнем з латуні.
- Діоксид марганцю змішують з ацетиленової сажею або іншим вуглецевим компонентом. Від анода він відділяється за допомогою сепаратора.
- За виведення позитивного заряду відповідає склянку з сталі, покритий нікелем.
- Щоб попередити можливе замикання компонентів, оболонку ізолюють від анода.
- За допомогою тарілки зі сталі виводиться негативний заряд.
- В конструкцію входить прокладка. Вона необхідна для відводу газів, що утворилися в ході хімічної реакції. Варто додати, що порівняно з сольовими батарейками тут виробляється менша кількість газів.
- За безпеку відповідають газова камера і мембрана. Вони захищають від вибуху, збираючи утворилися гази. Якщо тиск перевищить допустимі норми, мембрана лопне, а електроліт витече.
Характеристики лужних елементів живлення
Основними параметрами алкалінових батарей є:
- Ємність заряду. В залежності від виду вона варіюється від 1500 до 3000 мА⋅год
- Напруга. Елементи живлення здатні видавати напругу від 1,5 до 9 В.
Це головні параметри, на які необхідно звертати увагу перед покупкою.
Крім того, вони здатні функціонувати в будь-яких погодних умовах. Допустимий температурний режим експлуатації і зберігання — від мінус 20 до + 50 градусів С. Вироби деяких виробників здатні повноцінно функціонувати і при більш жорстких умовах.
Види батарейок
Недосвідченому користувачеві деколи буває складно розібратися в існуючих розмірах, маркуванні та класифікації елементів живлення. Ускладнює процес вибору і те, що в кожній країні використовується свій вид маркування, при цьому на ринку представлені батарейки різних виробників — з країн Європи, Азії, Північної Америки, Росії.
Єдине, що першим впадає в очі перед покупкою — форма виробу. Так, існують наступні варіанти:
- Циліндричні. До них відносяться «пальчикові», «мізинчикові» і так звані «барила». Вони являють собою правильний циліндр різного розміру. Діаметр залежить від конкретного виду джерела струму.
- Дискові. В народі їх називають «вартові» або «таблетки». Назва пояснюється їх зовнішнім виглядом — вони являють собою плескатий диск різного розміру.
Також існує буквене позначення, яке з’явилося в США. Саме його широко застосовують у більшості країн:
- ААА. «Мізинчикові». Їх висота становить 44,5 мм, а ширина — 10,5 мм
- АА. «Пальчикові». Висота виробу дорівнює 50,5 мм, ширина — 14,5 мм
- С. «Працює» або «таблетка». Так позначають джерело струму середнього розміру: 50х26,5 мм.
- D. Велика «пігулка» з габаритами 61,5х34,2 мм
- 1604D. В народі її називають «крона». Розміри її складають 67х26х22 мм.
Габарити можуть відрізнятися від стандартних на пару міліметрів. Це пояснюється тим, що деякі виробники укладають джерела струму в додаткову капсулу. Вона захищає їх від попадання всередину вологи або наділяє протиударними властивостями.
Переваги і недоліки лужних батарейок
Як і будь-який інше пристрій, алкалінові батареї мають ряд плюсів і мінусів.
До плюсів відносяться:
- висока енергоємність порівняно з сольовими джерелами струму;
- універсальність дозволяє використовувати їх в різних приладах;
- невисокий ризик деформації або освіти протікання електроліту;
- невисока вартість;
- широкий асортимент розмірів;
- низький рівень саморозряду;
- тривалий термін експлуатації і зберігання.
Мінусами пристрою є:
- висока вартість;
- необхідність правильної утилізації;
- схильність до саморазряду.
Сфера використання
У побуті нас оточують різноманітні пристрої, для роботи яких необхідний джерело струму. Так, алкалінові елементи живлення можна зустріти в таких приладах:
- різних годинах;
- кухонних вагах;
- іграшки для дітей;
- різних медичних пристроях, наприклад, в тонометрах або термометрах;
- технічних приладах медичного напрямку: електричні інвалідні коляски, різні датчики, слухові апарати;
- портативних музичних колонках, радіоприймачах;
- автомобільних пультах від сигналізації.
Так як кожне з пристроїв володіє рядом унікальних характеристик, їм потрібно батарейки з відповідним рівнем енергоємності. Тому при виборі елемента живлення слід звертати увагу на цю характеристику. Допомогти вибрати дійсно якісний джерело струму допоможуть кілька рекомендацій:
- Звертайте увагу на термін придатності пристрою, а також на фірму-виробника.
- Не варто купувати батарейки про запас, так як вони схильні до саморазряду.
- Купуйте вироби відомих брендів.
- Ніколи не викидайте прийшли в непридатність пристрої в сміттєву корзину — здавайте їх у спеціалізовані пункти прийому.
Алкалінові батареї міцно увійшли в наше життя. Вони широко використовуються в самих різних приладах. Незважаючи на довгу історію і просту конструкцію, вироби зазнали лише незначних змін, при цьому не втративши популярності.
