Batérie napájajú všetko od telefónov po autá, vďaka čomu sú nevyhnutné v každodennom živote. Napájanie batérie sa však líši. Pochopenie napätia je rozhodujúce pri výbere medzi rôznymi batériami. Pozrime sa, čo je to napätie, ako ho merať a aké chemické reakcie s tým súvisia.
Čo je napätie batérie?
Napätie batérie je rozdiel v elektrickom potenciáli medzi kladným a záporným pólom batérie. Predstavuje tlak, ktorý tlačí elektróny z jedného bodu do druhého.
Môžete si to predstaviť ako stlačenú pružinu v batérii, kde väčšia kompresia koreluje so zvýšenou potenciálnou energiou pri uvoľnení. Táto charakteristika je nevyhnutná na určenie výkonu batérie, potrebného napätia pre zariadenia a stavu nabitia.
Ďalšou analógiou je tlak vody v hadici: napätie tlačí vodu cez hadicu (prúd), merané v ampéroch. Rôzne elektrické systémy vyžadujú rôzne napätia: 12-48 voltov pre systémy s nízkym jednosmerným prúdom až po 110 V alebo 220 V pre obytné aplikácie so striedavým prúdom. Vyššie napätie pretlačí viac elektriny cez drôty; predstavte si, aký silný môže byť prúd vody pod vysokým tlakom.
Zatiaľ čo nižšie napätie (menej ako 50 voltov) je podľa noriem OSHA vo všeobecnosti bezpečné, elektrické prúdy s vyšším napätím nachádzajúce sa v obytných sieťach a elektrických vedeniach môžu byť nebezpečné.
Čo vytvára napätie batérie?
Batérie pozostávajú z a anóda, katóda, elektrolyta oddeľovač. Anóda je negatívna strana, zvyčajne vyrobená zo zinku, lítia, grafitu alebo platiny. Katóda je kladný koniec a zvyčajne obsahuje oxidujúce kovy, ako je oxid lítny alebo oxid medi.
Elektróny nemôžu voľne prúdiť medzi anódou a katódou; ak sú však spojené vodičom, elektróny sa pohybujú z anódy na katódu a vytvárajú napätie.
Aký je rozdiel medzi napätím a prúdom?
Napätie a prúd sú úzko prepojené, ale majú odlišné vlastnosti.
- Napätie meria elektrickú potenciálnu energiu na jednotku náboja, zatiaľ čo prúd predstavuje rýchlosť toku elektrónov.
- Napätie sa meria vo voltoch (V) a prúd v ampéroch (A).
- Napätie, označené “V,” poháňa prúd v obvode, zatiaľ čo prúd, označený ako “ja,” znamená tok elektrónov.
- Napätie sa považuje za nezávislé od obvodu, zatiaľ čo prúd je ovplyvnený odporom obvodu.
Ako sa meria napätie batérie?
Meranie napätia batérie je nevyhnutné na zistenie stavu jej nabitia.
Najlepšou metódou je použitie multimetra: pripojte červenú sondu ku kladnému pólu a čiernu sondu k zápornému pólu a potom odčítajte.
Čo je normálne napätie?
Normálne napätie batérie závisí od jej typu a chemickej reakcie. Batérie s priaznivejšími oxidačno-redukčnými reakciami produkujú vyššie napätie. Napríklad autobatéria zvyčajne meria približne 12,6 voltu, zatiaľ čo batéria typu AAA meria približne 1,5 voltu.
Je dôležité prispôsobiť správne napätie, aby nedošlo k poškodeniu elektroniky alebo batérie.
Napätie olovenej batérie vs. Napätie lítium-iónovej batérie
Napätie batérie sa mení podľa úrovne nabitia. Plne nabitá batéria dodáva vyššie napätie ako batéria, ktorá je nízka alebo prázdna. Tento jav, známy ako strata napätia, závisí od typu batérie.
Tradičné olovené batérie majú väčší pokles napätia ako lítiové batérie. Lítiové batérie so svojou pokročilou technológiou sú energeticky hustejšie a menej ovplyvnené Peukertov zákon.
12-voltová olovená batéria dodáva približne 12,7 voltov pri plnom nabití a 11,6 voltov pri 20 % kapacite. Na porovnanie, lítiová batéria poskytuje 13,6 voltov pri plnom nabití a 12,9 voltov pri 20 % kapacite.
Je napätie batérie nebezpečné?
Podľa OSHA, napätie batérie sa nepovažuje za nebezpečné, kým nepresiahne 50 voltov. Ľudské telo vo všeobecnosti bez ujmy vydrží až 50 voltov nárazu, keďže ruky a nohy majú odpor minimálne 500 ohmov. Tento odpor vo väčšine prípadov zabraňuje smrteľnému prúdu dosiahnuť srdce.
Napätie nad 50 voltov však môže z tela urobiť vodič, čo predstavuje vážne riziká vrátane popálenín, zlomenín kostí, straty sluchu, poranení očí, zástavy srdca a smrti. Dokonca aj 10 miliampérov cez srdce môže narušiť jeho elektrickú vodivosť a spôsobiť smrteľné arytmie; preto sa všetky napätia nad 50 voltov považujú za nebezpečné.
Prečo záleží na napätí batérie?
Napätie batérie je dôležité, pretože udáva, koľko energie môže batéria dodať, čo pomáha určiť požadované napätie pre elektroniku a stav jej nabitia. Bez merania napätia batérie by bezpečné používanie batérií nebolo možné.
