Batteries power everything from phones to cars, making them essential in daily life. However, battery power varies. Understanding voltage is crucial when choosing between different batteries. Let’s explore what voltage is, how to measure it, and the chemical reactions involved.
What Is Battery Voltage?
Battery voltage is the difference in electrical potential between a battery’s positive and negative terminals. It represents the pressure that pushes electrons from one point to another.
Puteți vizualiza acest lucru ca un arc comprimat în baterie, unde o compresie mai mare se corelează cu o energie potențială crescută atunci când este eliberată. Această caracteristică este esențială pentru a determina puterea de ieșire a bateriei, tensiunea necesară pentru dispozitive și starea de încărcare.
O altă analogie este presiunea apei într-un furtun: tensiunea împinge apa prin furtun (curent), măsurată în amperi. Diferitele sisteme electrice necesită tensiuni diferite: 12-48 volți pentru sistemele DC scăzute până la 110V sau 220V pentru aplicații rezidențiale AC. Tensiuni mai mari împing mai multă electricitate prin fire; Gândiți-vă la cât de puternic poate fi un curent de apă de înaltă presiune.
În timp ce tensiunile mai mici (sub 50 de volți) sunt în general sigure conform standardelor OSHA, curenții electrici la tensiuni mai mari găsite în rețelele rezidențiale și liniile electrice pot fi periculoși.
Ce creează tensiunea bateriei?
Bateriile constau dintr-un anod, catod, electrolit, și separator. Anodul este partea negativă, de obicei realizată din zinc, litiu, grafit sau platină. Catodul este capătul pozitiv și de obicei conține metale oxidante precum oxidul de litiu sau oxidul de cupru.
Electronii nu pot circula liber între anod și catod; totuși, atunci când sunt conectați printr-un conductor, electronii se deplasează de la anod la catod, generând tensiune.
Care este diferența dintre tensiune și curent?
Tensiunea și curentul sunt strâns legate, dar au caracteristici distincte.
- Voltage measures electric potential energy per unit charge, while current represents the rate of electron flow.
- Voltage is measured in volts (V) and current in amperes (A).
- Voltage, denoted by “V,” drives current within a circuit, while current, denoted by “I,” signifies the flow of electrons.
- Voltage is considered independent of the circuit, whereas current is influenced by the circuit’s resistance.
How is Battery Voltage Measured?
Measuring battery voltage is essential for determining its state of charge.
The best method is to use a multimeter: attach the red probe to the positive terminal and the black probe to the negative terminal, then take the reading.
What Is Normal Voltage?
Tensiunea normală a unei baterii depinde de tipul acesteia și de reacția chimică. Bateriile cu reacții de oxidare-reducere mai favorabile produc tensiuni mai mari. De exemplu, o baterie de mașină măsoară de obicei aproximativ 12,6 volți, în timp ce o baterie AAA măsoară aproximativ 1,5 volți.
Este esențial să se potrivească tensiunea corectă pentru a evita deteriorarea electronicelor sau a bateriei.
Tensiuni plumb-acid vs tensiuni baterie litiu-ion
Tensiunea bateriei variază în funcție de nivelul de încărcare. O baterie complet încărcată oferă o tensiune mai mare decât una care este scăzută sau goală. Acest fenomen, cunoscut sub numele de pierdere de tensiune, depinde de tipul bateriei.
Bateriile tradiționale cu plumb-acid suferă căderi de tensiune mai mari decât bateriile cu litiu. Bateriile cu litiu, cu tehnologia lor avansată, sunt mai dense energetic și mai puțin afectate de Legea lui Peukert.
O baterie plumb-acid de 12 volți oferă aproximativ 12,7 volți când este complet încărcată și 11,6 volți la 20% capacitate. În comparație, o baterie cu litiu oferă 13,6 volți când este complet încărcată și 12,9 volți la 20% capacitate.
Este tensiunea bateriei periculoasă?
Conform OSHA, tensiunea bateriei nu este considerată periculoasă până când nu depășește 50 de volți. Corpul uman poate rezista, în general, până la 50 de volți la șocuri fără a fi afectat, deoarece brațele și picioarele au o rezistență de cel puțin 500 ohmi. Această rezistență împiedică curentul letal să ajungă la inimă în majoritatea cazurilor.
However, voltages above 50 volts can make the body a conductor, posing serious risks including burns, broken bones, hearing loss, eye injuries, cardiac arrest, and death. Even 10 milliamps through the heart can disrupt its electrical conductivity and cause fatal arrhythmias; thus all voltages over 50 volts are deemed dangerous.
Why Does Battery Voltage Matter?
Battery voltage is important because it indicates how much power a battery can supply, helping to determine the required voltage for electronics and their charge state. Without measuring battery voltage, safely using batteries would be impossible.
