Pin cung cấp năng lượng cho tất cả mọi thứ từ điện thoại đến xe hơi, làm cho chúng trở nên thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, năng lượng pin khác nhau. Hiểu điện áp là rất quan trọng khi lựa chọn giữa các pin khác nhau. Hãy để khám phá điện áp là gì, làm thế nào để đo lường và các phản ứng hóa học liên quan.
Điện áp pin là gì?
Điện áp pin là sự khác biệt về tiềm năng điện giữa các thiết bị đầu cuối tích cực và âm của pin. Nó đại diện cho áp lực đẩy các electron từ điểm này sang điểm khác.
Bạn có thể hình dung điều này như một lò xo nén trong pin, nơi nén lớn hơn tương quan với năng lượng tiềm năng tăng lên khi được giải phóng. Đặc tính này rất cần thiết để xác định sản lượng điện pin, điện áp cần thiết cho các thiết bị và trạng thái sạc.
Một tương tự khác là áp suất nước trong ống: điện áp đẩy nước qua ống (dòng điện), được đo bằng ampe. Các hệ thống điện khác nhau yêu cầu điện áp khác nhau: 12-48 volt cho các hệ thống DC thấp đến 110V hoặc 220V cho các ứng dụng dân cư AC. Điện áp cao hơn đẩy nhiều điện hơn qua dây; Hãy nghĩ về việc một dòng nước áp suất cao có thể mạnh mẽ như thế nào.
Mặc dù điện áp thấp hơn (dưới 50 volt) thường an toàn theo tiêu chuẩn OSHA, dòng điện ở điện áp cao hơn được tìm thấy trong lưới dân cư và đường dây điện có thể gây nguy hiểm.
Điều gì tạo ra điện áp pin?
Pin bao gồm một cực dương, cực âm, chất điện phân, và phân tách. Anode là mặt âm, thường được làm từ kẽm, lithium, than chì hoặc bạch kim. Cathode là đầu dương và thường chứa các kim loại oxy hóa như oxit lithium hoặc oxit đồng.
Các electron không thể chảy tự do giữa cực dương và cực âm; Tuy nhiên, khi được kết nối bởi một dây dẫn, các electron di chuyển từ cực dương sang cực âm, tạo ra điện áp.
Sự khác biệt giữa điện áp và dòng điện là gì?
Điện áp và dòng điện được kết nối chặt chẽ nhưng có các đặc điểm riêng biệt.
- Đo điện áp đo năng lượng điện trên mỗi đơn vị điện tích, trong khi dòng điện biểu thị tốc độ của dòng điện tử.
- Điện áp được đo bằng vôn (V) và dòng điện trong các ampe (a).
- Điện áp, biểu thị bằng “V,” điều khiển dòng điện trong một mạch, trong khi dòng điện, được biểu thị bằng “TÔI,” biểu thị dòng điện của các electron.
- Điện áp được coi là độc lập với mạch, trong khi dòng điện bị ảnh hưởng bởi điện trở mạch.
Điện áp pin được đo như thế nào?
Đo điện áp pin là rất cần thiết để xác định trạng thái sạc của nó.
Phương pháp tốt nhất là sử dụng đồng hồ vạn năng: Gắn đầu dò màu đỏ vào đầu cuối dương và đầu dò màu đen vào thiết bị đầu cuối âm, sau đó đọc.
Điện áp bình thường là gì?
Điện áp bình thường của pin phụ thuộc vào loại phản ứng và phản ứng hóa học của nó. Pin với các phản ứng giảm oxy hóa thuận lợi hơn tạo ra điện áp cao hơn. Ví dụ, pin xe thường đo khoảng 12,6 volt, trong khi pin AAA có kích thước khoảng 1,5 volt.
Điều quan trọng là phải phù hợp với điện áp chính xác để tránh làm hỏng điện tử hoặc pin.
Điện áp axit-axit vs điện áp pin lithium-ion
Điện áp pin thay đổi theo mức sạc. Một pin tích điện đầy đủ mang lại điện áp cao hơn so với âm thanh thấp hoặc trống. Hiện tượng này, được gọi là mất điện áp, phụ thuộc vào loại pin.
Pin axit chì truyền thống trải nghiệm giảm điện áp lớn hơn pin lithium. Pin lithium, với công nghệ tiên tiến của chúng, có nhiều năng lượng hơn và ít bị ảnh hưởng bởi Luật Peukert.
Một pin axit dẫn 12 volt mang lại khoảng 12,7 volt khi sạc đầy và 11,6 volt với dung lượng 20%. So sánh, pin lithium cung cấp 13,6 volt khi sạc đầy và 12,9 volt với công suất 20%.
Điện áp pin có nguy hiểm không?
Theo OSHA, điện áp pin không được coi là nguy hiểm cho đến khi vượt quá 50 volt. Cơ thể con người nói chung có thể chịu được tới 50 volt sốc mà không bị tổn hại, vì cánh tay và chân có sức đề kháng ít nhất 500 ohms. Kháng chiến này ngăn ngừa dòng điện gây chết người đến với trái tim trong hầu hết các trường hợp.
Tuy nhiên, điện áp trên 50 volt có thể làm cho cơ thể trở thành một dây dẫn, gây ra những rủi ro nghiêm trọng bao gồm bỏng, gãy xương, mất thính lực, chấn thương mắt, ngừng tim và tử vong. Ngay cả 10 milliamp qua tim cũng có thể phá vỡ độ dẫn điện của nó và gây ra rối loạn nhịp tim nghiêm trọng; Do đó, tất cả các điện áp trên 50 volt được coi là nguy hiểm.
Tại sao điện áp pin lại quan trọng?
Điện áp pin rất quan trọng vì nó cho biết pin có thể cung cấp bao nhiêu năng lượng, giúp xác định điện áp cần thiết cho thiết bị điện tử và trạng thái điện tích của chúng. Nếu không đo điện áp pin, sử dụng pin an toàn là không thể.
