Batterier driver alt fra telefoner til biler, hvilket gør dem vigtige i hverdagen. Batteristyrken varierer dog. At forstå spændingen er afgørende, når du skal vælge mellem forskellige batterier. Lad os undersøge, hvad spænding er, hvordan man måler det, og de involverede kemiske reaktioner.
Hvad er batterispænding?
Batterispænding er forskellen i elektrisk potentiale mellem et batteris positive og negative poler. Det repræsenterer det tryk, der skubber elektroner fra et punkt til et andet.
Du kan visualisere dette som en komprimeret fjeder i batteriet, hvor større kompression korrelerer med øget potentiel energi, når den slippes. Denne egenskab er afgørende for at bestemme et batteris udgangseffekt, den nødvendige spænding til enheder og ladetilstand.
En anden analogi er vandtryk i en slange: spænding skubber vand gennem slangen (strømmen), målt i ampere. Forskellige elektriske systemer kræver varierende spændinger: 12-48 volt for lave jævnstrømssystemer til 110V eller 220V for AC boligapplikationer. Højere spændinger presser mere elektricitet gennem ledninger; tænk på, hvor kraftig en højtryksvandstrøm kan være.
Mens lavere spændinger (under 50 volt) generelt er sikre i henhold til OSHA-standarder, kan elektriske strømme ved højere spændinger fundet i bolignet og elledninger være farlige.
Hvad skaber batterispænding?
Batterier består af en anode, katode, elektrolytog separator. Anoden er den negative side, typisk lavet af zink, lithium, grafit eller platin. Katoden er den positive ende og indeholder normalt oxiderende metaller som lithiumoxid eller kobberoxid.
Elektroner kan ikke flyde frit mellem anoden og katoden; men når de er forbundet med en leder, bevæger elektroner sig fra anoden til katoden og genererer spænding.
Hvad er forskellen mellem spænding og strøm?
Spænding og strøm er tæt forbundet, men har alligevel forskellige egenskaber.
- Spænding måler elektrisk potentiel energi pr. ladningsenhed, mens strøm repræsenterer hastigheden af elektronstrømmen.
- Spænding måles i volt (V) og strøm i ampere (A).
- Spænding, angivet med “V,” driver strøm i et kredsløb, mens strøm, betegnet med “JEG,” betegner strømmen af elektroner.
- Spænding betragtes som uafhængig af kredsløbet, hvorimod strømmen er påvirket af kredsløbets modstand.
Hvordan måles batterispændingen?
Måling af batterispænding er afgørende for at bestemme dets ladetilstand.
Den bedste metode er at bruge et multimeter: fastgør den røde sonde til den positive terminal og den sorte sonde til den negative terminal, og tag derefter aflæsningen.
Hvad er normal spænding?
Et batteris normale spænding afhænger af dets type og kemiske reaktion. Batterier med mere gunstige oxidations-reduktionsreaktioner producerer højere spændinger. Eksempelvis måler et bilbatteri typisk omkring 12,6 volt, mens et AAA-batteri måler omkring 1,5 volt.
Det er afgørende at matche den korrekte spænding for at undgå at beskadige elektronikken eller batteriet.
Bly-syrespændinger vs lithium-ion-batterispændinger
Batterispændingen varierer med ladeniveauet. Et fuldt opladet batteri leverer højere spænding end et, der er lavt eller tomt. Dette fænomen, kendt som spændingstab, afhænger af batteritypen.
Traditionelle bly-syre-batterier oplever større spændingsfald end lithium-batterier. Lithium-batterier er med deres avancerede teknologi mere energitætte og mindre påvirket af Peukerts lov.
Et 12 volt bly-syre batteri leverer omkring 12,7 volt, når det er fuldt opladet, og 11,6 volt ved 20% kapacitet. Til sammenligning giver et lithiumbatteri 13,6 volt, når det er fuldt opladet, og 12,9 volt ved 20 % kapacitet.
Er batterispænding farlig?
Ifølge OSHA, anses batterispændingen ikke for farlig, før den overstiger 50 volt. Den menneskelige krop kan generelt modstå op til 50 volt stød uden skade, da arme og ben har en modstand på mindst 500 ohm. Denne modstand forhindrer i de fleste tilfælde dødelig strøm i at nå hjertet.
Spændinger over 50 volt kan dog gøre kroppen til en leder, hvilket udgør alvorlige risici, herunder forbrændinger, brækkede knogler, høretab, øjenskader, hjertestop og død. Selv 10 milliampere gennem hjertet kan forstyrre dets elektriske ledningsevne og forårsage fatale arytmier; derfor anses alle spændinger over 50 volt for farlige.
Hvorfor betyder batterispænding noget?
Batterispænding er vigtig, fordi den angiver, hvor meget strøm et batteri kan levere, og hjælper med at bestemme den nødvendige spænding til elektronik og deres ladetilstand. Uden måling af batterispænding ville sikker brug af batterier være umulig.
