Az elemek osztályozása, típusai és méretei

2024 Szerző: Priscilla Miln | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-18 02:09

Ma az akkumulátorok jelentik a leggyakoribb áramforrást az elektronikában és a kisméretű készülékekben. Ezek cseréjének szükségessége gyakran felmerül. Új galvanikus cella vásárlásakor a legjobb választás érdekében nem csak az akkumulátorok méretére és a gyártó nevére kell figyelni. Ez a cikk a következő kérdésekre ad választ: milyen formában vannak ezek az áramforrások? Milyen típusú akkumulátorok vannak méret szerint? Hogyan jelölik a galvanikus cellákat, és mire kell figyelni vásárláskor, hogy a tápellátás sokáig kitartson?

Elemek típusai

Az akkumulátorokat aszerint osztályozzák, hogy milyen anyagokból készültek aktív alkatrészeik: anód, katód és elektrolit.

Ötféle modern áramforrás létezik:

• só,
• lúgos,
• higany,
• ezüst,
• lítium.

Az akkumulátortípusok méret szerint az alábbiakban lesznek felsorolva. Most nézzük meg közelebbről mindegyiketa galvanikus cellák meghatározott osztályai.

Sóelemek

A sóelemeket a huszadik század második felében hozták létre. Lecserélték a korábban meglévő mangán-cink áramforrásokat. Az akkumulátorok méretei nem változtak, de ezeknek a galvánelemeknek a gyártási technológiája más lett. A sós tápegységek ammónium-klorid oldatot használnak elektrolitként. Cinkből és mangán-oxidból készült elektródákat tartalmaz. Az egyes elektrolitok közötti kapcsolat sóhíd segítségével történik.

Az ilyen akkumulátorok fő előnye az alacsony költségük. Ezek a galvanikus akkumulátorok a legolcsóbbak az összes közül.

A sóelemek hátrányai:

• kisülési időszakban a feszültség jelentősen csökken;
• eltarthatósági ideje rövid és csak 2 év;
• a garantált eltarthatóság végére a kapacitás 30-40 százalékkal csökken;
• alacsony hőmérsékleten a kapacitás majdnem nullára csökken.

Alkáli elemek

Ezeket az akkumulátorokat 1964-ben találták fel. Ezeknek az élelmiszerforrásoknak egy másik neve lúgos (az angol alkalline szóból, ami fordításban „lúgos”-t jelent).

Ennek az akkumulátornak az elektródái cinkből és mangán-dioxidból készülnek. Az alkáli kálium-hidroxid elektrolitként működik.

Ma ezek az akkumulátorok a legelterjedtebbek, mert a legtöbb számára tökéletesekelektronikus eszközök.

Az alkáli tápegységek előnyei:

• a sóhoz képest nagyobb kapacitással és ennek következtében hosszabb élettartammal rendelkezik;
• alacsony környezeti hőmérsékleten is működhet;
• javult a tömítettség, vagyis csökken a szivárgás valószínűsége;
• hosszabb, 5 év eltarthatósággal rendelkezik;
• csökkentett önkisülési aránya van a sós akkumulátorokhoz képest.

A lúgos táplálékforrások hátrányai:

• a kisülési időszakot a kimeneti feszültség fokozatos csökkenése jellemzi;
• Az alkáli elemek mérete megegyezik a sós akkumulátorokkal, de az alkáli elemek költsége és súlya magasabb.

Higanyelemek

Egy ilyen akkumulátorban az anód cinkből, a katód pedig higany-oxidból készül. Az elektródákat szeparátor és 40%-os kálium-hidroxid oldattal impregnált membrán választja el egymástól. Itt elektrolitként lúgot használnak. Ennek az összetételnek köszönhetően ez az áramforrás akkumulátorként is működhet. De ciklikus működés közben a galvánelem lebomlik, a kapacitása csökken.

A higanyelemek előnyei:

• stabil feszültség;
• nagy kapacitás és energiasűrűség;
• magas és alacsony környezeti hőmérsékletre is képes;
• hosszú, 10 év eltarthatósági idő.

A higany hátrányaitápegységek:

• magas ár;
• veszélyes higanygőznek való kitettség lehetősége nyomáscsökkentés esetén;
• javítani kell a begyűjtési és ártalmatlanítási folyamaton.

Ezüst elemek

Ezüst akkumulátorban cinket használnak az anódhoz és ezüst-oxidot a katódhoz. Az elektrolit nátrium- vagy kálium-hidroxid.

Ebbe a kategóriába tartoznak az óraelemek, amelyek méreteit az alábbiakban adjuk meg. Az ezüst áramforrások előnyei a következők:

• feszültségstabilitás;
• nagy kapacitás és energiasűrűség jelenléte;
• tűrés a környezeti hőmérsékletre;
• hosszú élettartam és tárolás.

Ezeknek az akkumulátoroknak a hátránya a magas költségük.

Lítium akkumulátorok

Egy ilyen akkumulátorban a katód lítiumból készül. Az anódtól szeparátor és szerves elektrolittal átitatott membrán választja el.

A lítium akkumulátorok előnyei:

• állandó feszültség;
• nagy kapacitás és energiasűrűség;
• az energiaintenzitás függetlensége a terhelési áramtól;
• kis tömeg;
• hosszú eltarthatósági idő, akár 12 év;
• tűrőképesség a szélsőséges hőmérsékletekkel szemben.

A lítium akkumulátorok hátrányai csak a magas költségüknek tudhatók be.

Amint fentebb említettük, az élelmiszerforrások eltérő kémiai összetételűek. Az elemek formája és mérete is jelentősen eltér egymástól. A galvanikus cellák magassága, átmérője és feszültsége eltérő. Fontolja meg az akkumulátorok ezen paraméterek szerinti osztályozását.

Az elemek besorolása méret szerint

A feszültségtől, magasságtól, átmérőtől és alaktól függően az áramforrások bizonyos módon rendszerezhetők. Az egyik legnépszerűbb osztályozási rendszer az amerikai. Az alábbi ábrán látható. Ez a szabványosítás kényelmes, és sok országban használják.

Az amerikai rendszer szerint a tápegységeket a következőképpen osztályozzák:

Név	Magasság, mm	Átmérő, mm	feszültség, V
D	61, 5	34, 2	1, 5
C	50, 0	26, 2	1, 5
AA	50, 5	14, 5	1, 5
AAA	44, 5	10, 5	1, 5
PP3	48, 5	26, 5	9, 0

A táblázatban feltüntetett osztályon kívül az áramforrásoknak van egy közös neve is, amelyet aemberek. Például egy AA elem mérete összemérhető egy emberi ujj méretével, ezért ennek a galvánelemnek a „népi” neve „ujj” elem vagy „két A”. De a C tápegységet általában "hüvelyk"-nek nevezik. A D galvánelemet "hordónak" nevezik. És az AAA elemet, amelynek méretei hasonlóak az ember legkisebb ujjának paramétereihez, nem hiába nevezik „kisujjnak”, vagy „három A-nak”. A PP3 tápegység a "krone" nevet kapta.

Az elektronikában is széles körben használják a miniatűr kerek elemeket, amelyek mérete és neve változatos. Az ezüsttablettákról és az ilyen áramforrások osztályozásáról az alábbiakban talál további információt.

Akkumulátorok "táblagépek": méretek és elnevezések

A miniatűr kerek akkumulátor másik neve szárazelem. Az ilyen tápegységek ezüst-oxidból készült anódból, cink katódból és elektrolitból állnak. Ez utóbbi sók keveréke, amely pépes állagú.

A különböző gyártók gyakran olyan jelöléseket rendelnek az ilyen tápegységekhez, amelyek eltérnek a szabványostól. Az alábbiakban egy osztályozási táblázat található, amely felsorolja az óraelemek alternatív neveit és méreteit.

Ezek a miniatűr ezüst "pirulák" teszik működőképessé a modern karórák mechanizmusait. Amikor elérkezik az akkumulátorcsere ideje, felmerülhet a kérdés, hogy milyen áramforrás a megfelelő ebben a helyzetben? Például, ha az óra 399-es elemet használt, megtehetiehelyett tegyen be egy miniatűr akkumulátort, amely a gyártótól függően V399, D399, LR57, LR57SW, LR927, LR927SW vagy L927E nevet viselhet. Ezekkel a nevekkel egy „tablettát” fognak gyártani, melynek magassága 2,6 milliméter, átmérője 9,5.

Az akkumulátor mérete nem az egyetlen paraméter, amelyet figyelembe kell venni tápegységek vásárlásakor. Ahhoz, hogy megtanulja megfejteni a galvánelemeken található információkat, meg kell ismerkednie a címkézésük alapelveivel.

Akkumulátor jelölések

A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) speciális jelölési rendszert hozott létre, amely szerint minden elemet meg kell jelölni. Az energia intenzitására, összetételére, méretére, osztályára és feszültségértékére vonatkozó információkat fel kell tüntetni az áramforrás házán. Az alább látható akkumulátor példáját használva nézzük meg közelebbről az összes jelölőelemet.

A tápegységen lévő információk a következőket jelzik:

• a galvánelem elektromos töltése 15 Ah;
• áramforrás osztály - AA, azaz "ujj" elem;
• feszültség 1,5 volt.

Mit jelent az "LR6" felirat? Valójában ez a jelölés, amely információt ad az áramforrás kémiai összetételéről és osztályáról. Az akkumulátortípusok a következő betűjelekkel rendelkeznek:

• só – R;
• lúgos – LR;
• ezüst –SR;
• lítium – CR.

Az akkumulátorosztályokat a következő számok jelzik:

• D – 20;
• C–14;
• AA-6;
• AAA-03;
• PP3 – 6/22.

Most megfejtheti a fenti képen látható LR6 jelölést. A betűk itt azt jelzik, hogy ez egy alkáli galvánelem, a szám pedig az "ujj" elem méretét, vagyis azt jelzi, hogy az áramforrás az AA osztályba tartozik.

Alkalmazási kör és az elemek kiválasztásának jellemzői

Először is meg kell jegyezni, hogy minden galvanikus cella megfelel az egységesítés követelményeinek, vagyis a fogyasztó könnyen kicserélheti az egyik gyártó áramforrását egy másik hasonló akkumulátorára. Csak egy figyelmeztetés van: ne használjon egy készülékben különböző cégek által gyártott, vagy ráadásul különböző típusokhoz tartozó áramforrásokat. Ez jelentősen csökkenti az akkumulátor élettartamát.

A tápegységek kiválasztásakor ügyeljen a csomagolásra. A gyártó gyakran feltünteti rajta azokat az eszközöket, amelyekben ajánlott ezeket az elemeket használni. Ha ezt az információt nem adja meg, az alábbi tippek segítenek a helyes választásban.

A sóakkumulátorok alacsony, 0,6-0,8 Ah kapacitásúak, és alacsony fogyasztású készülékekben használatosak. Ezek lehetnek távirányítók, elektronikus hőmérők, teszterek, padló- vagy konyhai mérlegek. A sócellák óraelemként is használhatók. Az ilyen áramforrások méretei hasonlóak a megfelelőhözparaméterei lúgosak, de alkalmazási területeik jelentősen eltérnek egymástól. Hiszen ha sóelemeket használunk villanymotoros készülékekben, zseblámpákban vagy fényképezőgépekben, akkor azok élettartama mindössze 20-30 perc lehet. Az ilyen galvanikus cellákat nem nagy terhelésre tervezték.

Az alkáli elemek meglehetősen nagy, 1,5-3,2 Ah kapacitásúak. Ez lehetővé teszi, hogy sikeresen használják azokat a megnövekedett energiafogyasztású eszközökben. Ilyen eszközök a vakuval ellátott digitális fényképezőgépek, zseblámpák, gyerekjátékok, irodai telefonok, számítógépes egerek stb. A kifejezetten fényképezőgépekhez tervezett akkumulátorok gyorsabban adják le az energiát. Ez pozitív hatással van a kamerák sebességére. Ha lúgos áramforrást használ alacsony fogyasztású készülékekben, akkor az elemek kiváló eredményeket fognak mutatni, élettartamuk több év lesz.

Húsz-harminc évvel ezelőtt a higanyelemeket széles körben használták olyan eszközökben, mint az elektronikus órák, szívritmus-szabályozók, hallókészülékek és katonai eszközök. A mai napig ezeknek az áramforrásoknak a használata korlátozott. Sok országban tilos ilyen elektrokémiai cellákat gyártani és üzemeltetni, mivel a higany mérgező anyag. Ezen áramforrások felhasználása esetén a biztonsági előírásoknak megfelelő szelektív gyűjtést és ártalmatlanítást szükséges megszervezni.

Az ezüst elemeket nem használják széles körbena fém magas ára miatt. Az ilyen típusú miniatűr tápegységeket azonban széles körben használják órákban, laptop- és számítógép-alaplapokon, hallókészülékekben, zenekártyákban, kulcstartókban és egyéb olyan eszközökben, ahol nem használhatók nagyobb akkumulátorok.

A lítium elemek élettartama még a legjobb alkáli elemeknél is hosszabb. Ezért az ilyen tápegységeket nagy energiafogyasztású eszközökben használják. Lehet számítógépes és fényképészeti berendezés, orvosi felszerelés.

Következtetés

Az akkumulátor egy olyan termék, amely kis mérete ellenére veszélyes lehet. Nem szedheti szét az áramforrást, nem dobhatja tűzbe, és természetesen nem próbálhatja meg újratölteni. A neten találhatsz tippeket, hogyan adhatsz új életet az akkumulátornak. Ne próbálkozzon ilyen kísérletekkel, mert veszélyesek lehetnek.

Új akkumulátorok vásárlásakor nem csak a gyártóra és a megfelelő méretekre kell ügyelni, hanem az áramforrások kémiai összetételére is. Ehhez el kell tudni olvasni a címkét. A megfelelően kiválasztott akkumulátorok hosszú ideig és kiváló minőségben szolgálják Önt.