Как сделать батарею из трубы


Самодельный радиатор отопления, как сделать батареи своими руками из профильных труб

Огромное разнообразие радиаторов отопления на современном рынке дает возможность подобрать именно тот вариант, который бы точно обеспечил дом или квартиру необходимым количеством тепла. Но ситуации в жизни случаются разные, иногда появляется необходимость приобретения дешевого варианта. А можно радиатор изготовить своими руками, тем самым решить проблему.

Что нужно для изготовления?

Самый простой в этом плане вариант – батарея из стальной трубы. В этом случае необязательно использовать новую трубу, можно купить б/у. Главное, чтобы она была в приличном состоянии. Что необходимо для того, чтобы собрать радиатор своими руками?

Из материалов:

  • труба диаметром 100 мм;
  • труба диаметром 25 мм;
  • лист стальной толщиною 3 мм;
  • два сгона диаметром 25 мм.

Из инструментов:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • рулетка;
  • молоток;
  • маркер.

Расчет размеров

Сделать самостоятельно трубный прибор отопления не очень сложно. Но здесь есть один важный момент – правильно провести расчет размеров прибора. Ведь именно от них будет зависеть такой показатель, как теплоотдача.

Необходимые показатели

Расчет непростой, потому что для его проведения требуются некоторые критерии самого помещения. К примеру: площадь остекления, количество входных дверей, какие окна установлены, проведена ли теплоизоляция пола, стен и потолка.

Все это учесть сложно, поэтому существует более простой вариант, в котором учитываются всего лишь два показателя:

  1. площадь комнаты.
  2. высота потолка.

Радиатор отопления выбирается из расчета теплоотдачи на 10 м² равным 1 кВт тепловой энергии. Высота потолка не должна превышать 2,8 м.

Как это может помочь при сборке самодельного прибора отопления? Для этого придется провести сравнение с обычным чугунным радиатором марки МС-140-500. Теплоотдача его одной секции – 160 Вт, объем – 1,45 л. Что это нам дает?

Можно точно определить, сколько секций будет необходимо, если использовать чугунный прибор. Из количества секций определяется общий объем теплоносителя, который будет помещаться в одной батарее. А зная это число, можно приблизительно установить объем трубного радиатора.

Все дело в том, что теплопроводность стали равна 54 Вт/м*К, а чугуна – 46 Вт/м*К. То есть, небольшая погрешность в меньшую сторону не окажет никакого влияния на качество отдачи тепла.

Пример расчета

Условно будем считать, что восьмисекционный чугунный отопительный прибор соответствует вышеописанному соотношению. Его объем – 8х1,45=11,6 л.

Теперь можно подсчитать длину трубы диаметром 100 мм, которую будем использовать для сборки самодельной батареи. Площадь сечения труб стандартная – 708,5 мм². Делим объем на сечение, получаем длину (литры переводим в мм³): 116000:708,5= 1640 мм. Или 1,64 м.

Небольшое отклонение в обе стороны не будет сильно влиять на теплоотдачу. Поэтому можно выбрать или 1,6 или 1,7 м.

Конструкция устройства

Можно использовать трубу такой длины, уложенную под окно, и считать это радиатором. Но лучше разделить ее на две половинки и установить их друг над другом. Конструкция становится компактной при тех же характеристиках теплоотдачи.

Самодельные радиаторы трехъярусной конструкции потребуют больших затрат и времени на изготовление. Поэтому установка труб в два ряда при такой длине – оптимальный вариант.

Процесс сборки

В первую очередь необходимо подготовиться, т.е. закупить все необходимые материалы. Трубу диаметром 100 мм разрезаем на две половинки длиною по 80 см, для этого можно использовать болгарку.

Далее из труб диаметром 25 мм нарезаем 2 куска длиною по 100 мм, а из стального листа вырезаются 4 блина под внешний диаметр труб 100 мм.

Затем в трубах 100 мм вырезаются по два отверстия диаметром 25 мм – их месторасположение от краев должно быть на расстоянии 50 мм с диаметрально противоположных сторон.

После этого можно собрать конструкцию. Сначала привариваются вырезанные из листового железа блины. Затем две трубы 100 мм соединяются между собой трубой 25 мм, точно по вырезанным отверстиям.

Второй кусок трубы 25 мм приваривается с противоположной стороны, она будет выполнять функции упрочняющего элемента, после чего привариваются два сгона: сверху и снизу.

Проверка прибора

Самодельный радиатор готов. Как видите, сделать его не очень сложно. Остается лишь провести его проверку на герметичность проваренных стыков. Для этого один из сгонов закрывается заглушкой, а через второй заливается внутрь батареи вода.

Теперь необходимо обследовать швы сварки. Если мокрых подтеков нет, то вся работа была проведена качественно. Если пятна все же появились, то придется места подтеков обозначить маркером, слить воду из батареи отопления и пропарить заново шов.

Полезные советы

Если система отопления дома была собрана с учетом использования принудительного движения теплоносителя, то есть в ней установлен циркуляционный насос, тогда самодельный прибор можно устанавливать как угодно (вертикально или горизонтально).

Если в отопительной системе теплоноситель движется по естественным законам, то батарею необходимо монтировать только горизонтально. При этом нет необходимости устанавливать на нее воздухоотводчик (кран Маевского).

Нельзя сделать качественный радиатор из труб, если вы владеете навыками работы сварочным аппаратом на уровне новичка. Проваривать швы надо хорошо, от этого зависит безопасность эксплуатации прибора и всей отопительной системы.

Толщина 100-миллиметровой трубы должна быть минимум 3,5 мм.

Два сгона можно приварить к торцам труб, где были приварены металлические блины. При этом отверстия в торцах делаются не посередине, а со смещением: входной сгон (верхний) ближе к верхнему краю трубы, выходной (нижний) ближе к нижнему краю. Отверстия в блинах лучше сделать заранее, до приварки их к трубам.

При расчете теплоотдачи нет необходимости обращать внимание на площадь отдачи. Понятно, что этот показатель у чугунного радиатора будет больше. Все это компенсируется высокой теплопроводностью стали.

Сварочные швы нужно очистить и придать им презентабельный внешний вид. Для этого молотком сбиваются окалины и подтеки, а болгаркой шлифуется вся поверхность швов.

Исправление ошибок

Иногда, неправильно произведенные замеры помещения, приводят к неверным расчетам. Установленный радиатор отопления работает неэффективно, в помещении прохладно. Не стоит сразу же бросаться и делать новый прибор, затрачивая и время, и деньги. Есть способ, как можно повысить тепловую отдачу.

Для этого необходимо увеличить площадь нагрева. Единственный в данном случае вариант – приварить к трубной конструкции ребра из металлического листа толщиною 1,0-2,0 мм. Форма ребер может быть разной, главное – их площадь.

Поэтому из листа железа вырезаются, к примеру, прямоугольные куски размерами по длине больше высоты радиатора, по ширине 100-150 мм. В них с одной стороны вырезаются полукруги диаметром 100 мм. На каждом куске листа по два полукруга, расстояние между которыми определяется промежутком между двумя трубами в батарее.

Готовые формы привариваются к отопительной конструкции. Чем их больше, тем выше теплоотдача прибора.

Как сделать самодельный аккумулятор с нуля прямо сейчас

Электроэнергия ( и накопление этой энергии в батареях ) коренным образом изменило наше общество.

Электросеть - один из самых ценных ( и уязвимых) ресурсов современного общества.

Поэтому неудивительно, почему мы так сильно полагаемся на .

Мы используем его для всего в современной жизни, от тепла в холодные месяцы до охлаждения в жаркие месяцы.

От развлечений, когда нам скучно, к увеличенному хранению продуктов с помощью охлаждения.

Для работы топливных насосов требуется даже электричество.

Топливные насосы, поддерживающие нашу пищевую цепочку массового потребления.

Та самая цепочка поставок, которая заполняет ваш местный продуктовый магазин - ежедневно .

Итак, без электросети, , местный бакалейщик, быстро опустеет.

В таком случае ( даже на несколько недель ) жизнь стала бы гораздо более сложной задачей.Без сети пострадали бы миллионы людей, а нормы общества рухнули бы.

И это всего лишь в первые несколько недель массового отключения электроэнергии в сети. Чем дольше бедствие без силы, тем более распространенными становятся страдания и смерть.

А в случае удара ЭМИ, ядерной атаки или чрезвычайного стихийного бедствия энергосистема может выйти из строя на неопределенный срок.


В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить бесплатную копию .

Можете ли вы представить себе современную жизнь без сети?

Это страшно.

И когда это произойдет, люди начнут копить и использовать батарейки, как будто они выходят из моды. Все доступные батарейки исчезнут с полок магазинов прежде, чем вы успеете сказать «беспорядок».

Потому что иметь аккумулятор - все равно что носить с собой маленький карманный генератор. И, как мы все знаем, выработка электроэнергии полезна (, независимо от формы, в ).

Батареи используются для питания любого количества важных устройств, таких как фонарики для освещения, плиты для приготовления пищи и радиоприемники для экстренной связи.

К сожалению, традиционные батарейки AA или AAA не прослужат долго в серьезной аварии.

Они также станут одними из первых ресурсов, украденных из магазинов. Но даже если вам повезет и вы поймаете несколько сотен AA до катастрофы, они расходуются - они не прослужат вечно, верно?

 Может и нет...позже в этой статье я покажу вам ресурс, который поможет вам восстановить любую из ваших батарей, чтобы воскресить их из кучи мусора. 

Конечно, качественные батареи, как правило, служат дольше дешевых, но мы говорим на несколько дней или недель дольше - макс. Не достаточно, чтобы существенно повлиять на длительную катастрофу.

Однако то, что чего-то больше нет на полке, не означает, что этого нет в наличии. Электрическая сеть может не работать, но электроэнергии все еще можно вырабатывать.

Коммерческих аккумуляторов может быть уже давно - , но это не значит, что вы не можете сделать самодельный аккумулятор!

Именно в этом и состоит цель данной статьи. Обсудить самодельные батарейки и то, как их «сделать в домашних условиях».

Это будет нелегко, и они не будут генерировать энергию, как генератор на солнечной энергии или генератор, сделанный своими руками. Но самодельный аккумулятор может хранить энергию, вырабатываемую вашим генератором на солнечной энергии или самодельным генератором.

Значит, этому навыку выживания стоит научиться!

Новейшая технология аккумуляторов

USB-аккумулятор

Прежде чем я покажу вам, как сделать самодельный аккумулятор с нуля, я хотел убедиться, что вы увидели новейшее и лучшее новое оборудование в «перезаряжаемой батарее». аккумулятор ».

Это аккумуляторная USB-батарея.

Взгляните.

Возможно, это лучшая в мире батарея для выживания. Аккумулятор EasyPower USB Battery использует простое соединение USB для подзарядки.

Это означает, что в офисе он работает так же хорошо, как и в дикой природе… И мой друг, делает его лучшей батареей AA для любой ситуации на планете!

Щелкните здесь, чтобы узнать больше.

Как работают аккумуляторы

Перед тем, как создавать собственные аккумуляторы, обязательно сначала понять основные концепции.И в этом случае все батареи следуют одной и той же общей идее:

Смешайте правильные химические растворы и подключите их к «потоку» в одном направлении - от отрицательного (-) к положительному (+).

Каждая батарея состоит из трех частей: анода (-), катода (+) и электролита.

Анод и катод (, которые являются отрицательным (-) и положительным (+) полюсами батареи ) соединяются с электролитом.

Затем химические реакции внутри батареи начинают генерировать энергию.Энергия, которая течет от отрицательного (-) к положительному (+) вокруг созданного вами контура.

Самая простая батарея, о которой я знаю, сделана из лимона, медного провода и полоски алюминия:

Воткните две металлические части в кожу лимона и соедините их проводом, и вы получите батарею.

Конечно, он не будет генерировать много напряжения ( вы не можете запустить свою машину на лимонах ), , но есть примерно энергии.

Эта концепция одинакова для больших и мощных батарей; только химические вещества намного более сильнодействующие…


В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78: Полный контрольный список для подготовительных работ. Щелкните здесь, чтобы получить бесплатную копию .

Как сделать самодельный аккумулятор

Давайте начнем с малого и будем строить свой путь. Но прежде чем мы перейдем к изготовлению батарей, давайте проясним один важный момент.

Батареи, которые мы будем строить сегодня, производят электричество только постоянного тока ( постоянного тока, ). В отличие от более эффективного, но более сложного переменного тока ( переменного тока ).

батареи постоянного тока ( как те, которые вы будете делать ) - это примитивные по сравнению саккумуляторы, используемые в двигателях. Они отлично подходят для таких основных задач, как освещение, небольшое количество тепла и питание небольших карманных радиоприемников (, как Kaito KA-208, ), но не заменит автомобильный аккумулятор.

Building A 1.5 Volt Battery

Расходные материалы: алюминиевая банка, медный провод / шнур, вода, отбеливатель, чашка.

Разрежьте банку по бокам и расплющите, сверните край банки в небольшой алюминиевый брус.

Наполните чашку примерно наполовину водой, добавьте чайную ложку отбеливателя и перемешайте ложкой.

Поместите медный шнур и алюминиевый стержень в чашку. Убедитесь, что они не касаются друг друга внизу. Затем соедините два провода.

В результате химической реакции внутри чашки вырабатывается около 1,5 вольт электричества. Он будет течь от алюминиевого катода (-) к медному аноду (+).

Построение на этой батарее

В некотором смысле эти маленькие батарейки действуют как лего. Потому что вы можете подключить один алюминиевый катод (-) к следующему медному аноду (+).Вы можете складывать восемь или девять чашек, чтобы получилась батарея постоянного тока на 12 Вольт.

Сделайте четыре или пять таких, и вы сможете генерировать 60 Вольт постоянного тока - совсем неплохо.

Батарея лотка для льда

Расходные материалы: 1 лоток для льда, медная проволока, алюминиевые болты / винты, уксус, сок лайма, вода

Следующим шагом в технологии самодельных аккумуляторов является более компактный и портативный лоток для льда 9 вольт.

Используя ту же схему, что и выше, вы можете налить раствор из уксуса, воды, отбеливателя и сока лайма в каждый кубик.’

Из медной проволоки сделайте петлю для подвешивания. Теперь перекиньте петлю из медной проволоки и алюминиевый винт через край между каждым «кубиком» лотка для льда.

Убедитесь, что оба конца винта и медный провод погружены в раствор батареи.

Электрический поток движется от алюминиевого винтового катода (-) в электролит в «кубиках» и в анод из медной проволоки (+). Которая принимает его и передает на следующий алюминиевый катод. Не разрывайте эту цепь!

Катод, заменяющий анод, электролит, катод.Таким же образом против часовой стрелки вокруг лотка для льда.

После того, как у вас будет вся электрическая цепь, используйте два куска провода для подключения 9-вольтовой батареи.

Если это не работает сразу, дважды проверьте, что ваша цепь не прервана и течет в одном направлении.

Вот отличное видео, в котором рассказывается, как работают эти небольшие батареи.


А вот еще одна батарея лотка для льда, но с использованием грязи для заполнения ячеек «Самодельная земляная батарея»:


Восстановление старых батарей

Это может показаться неправдоподобным.Это может показаться небезопасным. Это может даже звучать слишком хорошо, чтобы быть правдой.

Но можно восстановить старые аккумуляторы ( автомобильные, AA, AAA и т.д. ).

Итак, это полезное знание для изучения. Зачем? Потому что самодельные батареи не являются революцией в производстве электроэнергии.

То есть; они грубые и маленькие. Батарейки для поддонов для кубиков льда подходят только для небольших задач.

Аккумуляторы большего размера (, например, автомобильные аккумуляторы ) обеспечивают большую мощность и больше возможностей для выживания.

Умение восстанавливать аккумуляторные батареи служит многим практическим целям выживания.

Восстановление аккумуляторов также является экологически устойчивой практикой! Батареи токсичны и их сложно перерабатывать. А в нашем обществе одноразового использования многие из них тратятся каждый день зря людьми, которые не знают, как их восстановить.

Все еще не уверены?

Ремонт старых батарей также может быть финансово выгодным.

Многие люди, которые учатся ремонтировать батареи, ремонтировать старые использованные, а затем перепродавать их.

Отлично звучит, правда ?! Очень хорошо. Потому что я собираюсь объяснить, как это сделать.

Будьте осторожны - восстановить старые батареи сложнее, чем построить простую конструкцию научного класса, описанную в разделе «Самодельные батареи» этой статьи. Это также может быть опасно.

Я настоятельно рекомендую вам сначала приобрести какое-нибудь защитное оборудование. Такие предметы, как химические очки, химические перчатки и химические фартуки, являются обязательными.


В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить бесплатную копию .

Вот один простой способ восстановить старый автомобильный аккумулятор:

Снимите резиновые крышки, которые защищают крышки. Затем снимите также крышки - в зависимости от того, с какой батареей вы работаете, вам может потребоваться снять до семи крышек. Но обязательно удалите все полностью!

Когда крышки сняты, залейте в батарею новую кислоту. Вы можете легко купить аккумуляторную кислоту в Интернете из надежных источников.Или, при необходимости, вы можете приготовить собственное:

  1. Кипятите ½ галлона дистиллированной воды
  2. Добавьте ½ фунта английской соли
  3. Перемешайте, пока соль полностью не растворится

Убедитесь, что свинцовые пластины внутри каждой перед заменой ячеек батареи полностью закрывайте их.

Покачивайте аккумулятор вперед-назад в течение 60 секунд. Раскачивание помогает гарантировать, что смесь покрыла все поверхности в обоих элементах батареи.

Подключите аккумулятор для зарядки в течение следующих 24 часов.Убедитесь, что вы правильно подключили положительный (+) и отрицательный (-) концы в нужных местах!

Этот процесс часто срабатывает, но это скорее краткосрочное решение. Этот процесс не приведет к тому, что ваш аккумулятор снова станет похож на новый, и не проработает очень долго.

Однако есть другие, более технические методы и процессы, которые более эффективны при восстановлении старого автомобильного аккумулятора. Вот почему я настоятельно рекомендую проконсультироваться с профессиональным гидом, прежде чем пробовать это самостоятельно.

Стоит получить подробные инструкции от профессионалов

Итак, вот полезное видео от профессионального эксперта по ремонту аккумуляторов, дающее несколько советов о том, как лучше всего начать работу:

Еще несколько примечаний по восстановлению аккумуляторов :

Будьте предельно осторожны при работе с восстановленными аккумуляторами. Если сделать неправильно, автомобильный аккумулятор может стать небольшой бомбой.

В случае вскрытия или неправильного обращения ваша «восстановленная» батарея может просто сойти. BOOM .Кроме того, регулярно эксплуатируемые автомобили на отремонтированных аккумуляторах могут быть опасными для вас и окружающих. Все сводится к осознанию того, что вы делаете, и делаете это, вкладывая средства в профессиональные знания и советы.


В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить бесплатную копию .

Выживание для самодельных батарей

Насколько полезно было бы сделать самодельный аккумулятор или отремонтировать старые батареи в мире без электричества? Быть одним из немногих, кто разгадал секреты изготовления и ремонта аккумуляторов.

Такая мощность окупается.

Но всегда полезно визуализировать преимущества такого рода технологий. Потому что в нашем мире мигалок, гаджетов и компьютеров электричество легко принять как должное.

Сегодня он повсюду - без него вы бы не прочитали эту статью.

Теперь самодельные батареи меньшего размера лучше всего подходят для простых основных нужд, таких как освещение, отопление и связь.

С маленькой самодельной батареей свеча не понадобится; вам не нужно полагаться на сеть или даже коммерческие батареи.Но вы все равно можете иметь постоянный, беспламенный, без запаха и химикатов свет. Вам просто нужен маленький аккумулятор.

Восстановленные автомобильные аккумуляторы отлично подходят для многих вещей. С их помощью вы можете заряжать небольшие устройства, такие как телефоны, GPS, компьютеры, фонарики, радио и другие устройства для выживания. Затем просто перезарядите сам автомобильный аккумулятор с помощью небольшой солнечной панели или любой из этих установок DIY-генераторов.

Отремонтированные автомобильные аккумуляторы могут питать более крупные приборы. Маленькие холодильники, телевизоры, системы наблюдения и тому подобное - все на столе.Хотя и всего на несколько часов, если вы не подключите несколько батарей последовательно, чтобы создать так называемый аккумуляторный блок.

Благодаря автономному производству электроэнергии и большому количеству автомобильных аккумуляторов вы даже можете полностью отключиться от сети. Знание, что вам вообще не нужна сетка, - фундаментальное достижение для самостоятельной работы. Это высокая, но стоящая цель!

Все умирает, преодолеть это

Простой факт заключается в следующем: батареи не вечны.

Не самодельные, не коммерческие, не те, что с розовым крутым кроликом.

И даже восстановленные батареи можно воскресить только определенное количество раз. Батареи, как и все остальное, со временем умирают. Никогда не ждите, что они будут жить вечно.

При этом всегда лучше быть готовым к тому моменту, когда ваши батареи действительно сдадут ведро.

Если у вас настроено много самодельных батарей, убедитесь, что у вас есть запасные расходные материалы.

Вам придется заменять части или целые элементы на протяжении всего срока службы батареи. Ничего страшного - это небольшая цена, которую вы платите за электричество, когда его нет ни у кого.

А если вы ремонтируете аккумуляторы; оставайся в безопасности. Никогда не забывайте, что вы работаете с электрическими коробками, наполненными кислотой, которая может ( и ) взорваться, если вы слишком сильно испортите их.

Еще раз: - это цена использования бесплатного домашнего электричества, когда другие этого не делают.

Последнее слово

Первая батарея была произведена компанией Volta в 1800 году. И с тех пор батареи стали неотъемлемой частью жизни в современном мире.

Они в наших легковых и грузовых автомобилях, они в наших телефонах и компьютерах, и почти везде, куда бы вы ни посмотрели.

И не зря. Переносное накопленное электричество - один из величайших и самых универсальных ресурсов, когда-либо изобретенных.

Знание того, как производить и восстанавливать батареи, - это навыки выживания, которые не очень распространены.Это методы для выживших, которые хотят опередить массы.

А накапливать силу электричества - чертовски сложно.


В качестве способа познакомить вас с навыками выживания, мы раздаем наш # 78 Item Complete Prepper Checklist. Щелкните здесь, чтобы получить бесплатную копию .
Will Brendza

P.s. Вы знаете, где ближайший ядерный бункер от вашего дома?

В США есть много абсолютно бесплатных природных ядерных убежищ.И один из них находится возле вашего дома.

Щелкните здесь, чтобы увидеть ближайший к вашему дому природный ядерный бункер?

Нажмите на изображение выше, чтобы узнать, где вам нужно укрыться.

Связанные

.

Как работают батареи? | Живая наука

Батарейки везде. Современный мир зависит от этих портативных источников энергии, которые можно найти во всем: от мобильных устройств до слуховых аппаратов и автомобилей.

Но, несмотря на то, что они широко используются в повседневной жизни людей, батареям часто не уделяют должного внимания. Подумайте об этом: вы действительно знаете, как работает аккумулятор? Не могли бы вы объяснить это кому-нибудь другому?

Вот краткое изложение научных данных об источниках энергии для смартфонов, электромобилей, кардиостимуляторов и многого другого.[Тест: электрические и газовые автомобили]

Анатомия аккумулятора

Большинство аккумуляторов состоят из трех основных частей: электродов, электролита и сепаратора, по словам Энн Мари Састри, соучредителя и генерального директора Sakti3, базирующейся в Мичигане. запуск аккумуляторных технологий.

В каждой батарее по два электрода. Оба изготовлены из токопроводящих материалов, но выполняют разные функции. Один электрод, известный как катод, подключается к положительному концу батареи и является местом, где электрический ток выходит (или электроны входят) в батарею во время разряда, то есть когда батарея используется для питания чего-либо.Другой электрод, известный как анод, подключается к отрицательному полюсу батареи и является местом, где электрический ток входит (или электроны покидают) батарею во время разряда.

Между этими электродами, а также внутри них находится электролит. Это жидкое или гелеобразное вещество, содержащее электрически заряженные частицы или ионы. Ионы соединяются с материалами, из которых состоят электроды, производя химические реакции, которые позволяют батарее генерировать электрический ток.[Взгляд изнутри на работу батарей (инфографика)]

Типичные батареи питаются за счет химической реакции. [См. Полную инфографику] (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Последняя часть батареи, разделитель, довольно проста. Роль сепаратора состоит в том, чтобы удерживать анод и катод отдельно друг от друга внутри батареи. По словам Састри, без разделителя два электрода соприкоснутся, что приведет к короткому замыканию и нарушит нормальную работу батареи.

Как это работает

Чтобы представить себе, как работает батарея, представьте, как вы вставляете щелочные батарейки, такие как двойные AA, в фонарик. Когда вы вставляете эти батарейки в фонарик, а затем включаете его, на самом деле вы замыкаете цепь. Накопленная в батарее химическая энергия преобразуется в электрическую, которая выходит из батареи в основание лампы фонарика, заставляя ее загораться. Затем электрический ток снова входит в батарею, но на противоположном конце от того места, где он выходил изначально.

Все части батареи работают вместе, чтобы фонарик загорался. Электроды в батарее содержат атомы определенных проводящих материалов. Например, в щелочной батарее анод обычно состоит из цинка, а диоксид марганца действует как катод. Электролит между электродами и внутри них содержит ионы. Когда эти ионы встречаются с атомами электродов, между ионами и атомами электродов происходят определенные электрохимические реакции.

Серия химических реакций, протекающих в электродах, известна как окислительно-восстановительные (окислительно-восстановительные) реакции.В батарее катод известен как окислитель, потому что он принимает электроны от анода. Анод известен как восстановитель, потому что он теряет электроны.

В конечном итоге эти реакции приводят к потоку ионов между анодом и катодом, а также к освобождению электронов от атомов электрода, - сказал Састри.

Эти свободные электроны собираются внутри анода (нижняя плоская часть щелочной батареи). В результате два электрода имеют разные заряды: анод становится отрицательно заряженным, когда высвобождаются электроны, а катод становится положительно заряженным, поскольку электроны (которые заряжены отрицательно) поглощаются.Эта разница в заряде заставляет электроны двигаться к положительно заряженному катоду. Однако у них нет возможности попасть внутрь батареи, потому что разделитель не позволяет им сделать это.

Когда вы щелкаете выключателем фонарика, все меняется. У электронов теперь есть путь к катоду. Но сначала они должны пройти через основание лампы фонарика. Схема замыкается, когда электрический ток повторно входит в батарею через верхнюю часть батареи у катода.

Перезаряжаемые и неперезаряжаемые

Для первичных батарей, например, в фонарике, реакции, питающие батарею, в конечном итоге прекратятся, а это означает, что электроны, которые обеспечивают батарею ее зарядом, больше не будут создавать электрический ток. Когда это происходит, аккумулятор разряжен или «мертв», - сказал Састри.

Вы должны выбросить такие батареи, потому что электрохимические процессы, которые заставили батарею производить энергию, не могут быть обращены вспять, объяснил Састри.Однако электрохимические процессы, происходящие во вторичных или перезаряжаемых батареях, могут быть обращены вспять, подавая в батарею электрическую энергию. Например, это происходит, когда вы подключаете аккумулятор мобильного телефона к зарядному устройству, подключенному к источнику питания.

Некоторые из наиболее распространенных используемых сегодня вторичных батарей - это литий-ионные (литий-ионные) батареи, от которых питается большинство бытовых электронных устройств. Эти батареи обычно содержат угольный анод, катод из диоксида лития-кобальта и электролит, содержащий соль лития в органическом растворителе.Другие перезаряжаемые батареи включают никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металл-гидридные (NiMH) батареи, которые можно использовать в таких вещах, как электромобили и аккумуляторные электроинструменты. Свинцово-кислотные (Pb-кислотные) батареи обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах для запуска, освещения и зажигания.

По словам Састри, все эти аккумуляторные батареи работают по одному и тому же принципу: когда вы подключаете батарею к источнику питания, поток электронов меняет направление, и анод и катод возвращаются в исходное состояние.[10 лучших подрывных технологий]

Battery lingo

Хотя все батареи работают более или менее одинаково, разные типы батарей имеют разные характеристики. Вот несколько терминов, которые часто встречаются при любом обсуждении батарей:

Напряжение : Когда дело доходит до батарей, напряжение, также известное как номинальное напряжение ячейки, описывает величину электрической силы или давления, при которой свободные электроны - переходите от положительного полюса батареи к отрицательному, - объяснил Састри.В батареях с более низким напряжением ток выходит из батареи медленнее (с меньшей электрической силой), чем в батареях с более высоким напряжением (с большей электрической силой). Батареи в фонарике обычно имеют напряжение 1,5 В. Однако, если в фонарике используются две батареи последовательно, эти батареи или элементы имеют общее напряжение 3 вольта.

Свинцово-кислотные батареи, подобные тем, которые используются в большинстве неэлектрических автомобилей, обычно имеют напряжение 2,0 вольт. Но обычно в автомобильном аккумуляторе последовательно соединено шесть таких элементов, поэтому вы, вероятно, слышали, что такие аккумуляторы называются 12-вольтовыми батареями.

Литий-кобальто-оксидные батареи - наиболее распространенный тип литий-ионных аккумуляторов в бытовой электронике - имеют номинальное напряжение около 3,7 вольт, сказал Састри.

Ампер : Ампер или ампер - это мера электрического тока или количества электронов, которые проходят через цепь в течение определенного периода времени.

Емкость : Емкость или емкость элемента измеряется в ампер-часах, то есть количество часов, в течение которых батарея может подавать определенное количество электрического тока, прежде чем ее напряжение упадет ниже определенного порога, согласно сообщению Райса. Кафедра электротехники и вычислительной техники университета.

9-вольтовая щелочная батарея, используемая в портативных радиоприемниках, рассчитана на 1 ампер-час, что означает, что эта батарея может непрерывно обеспечивать один ампер тока в течение 1 часа, прежде чем она достигнет порогового значения напряжения и считается разряженной.

Плотность мощности : Плотность мощности описывает количество энергии, которое батарея может выдать на единицу веса, сказал Састри. По словам Састри, для электромобилей важна плотность мощности, потому что она показывает, насколько быстро автомобиль может разгоняться от 0 до 60 миль в час (97 км / ч).Инженеры постоянно пытаются найти способы сделать батареи меньше, не уменьшая при этом их удельной мощности.

Плотность энергии : Плотность энергии описывает, сколько энергии способна отдавать батарея, деленное на объем или массу батареи, сказал Састри. Это число соответствует вещам, которые имеют большое влияние на пользователей, например, сколько времени вам нужно пройти, прежде чем зарядить мобильный телефон, или как далеко вы можете проехать на электромобиле, прежде чем остановиться, чтобы подключить его.

Follow Elizabeth Palermo @ techEpalermo .Следуйте за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

.

Как работают конденсаторы | HowStuffWorks

Конденсатор чем-то похож на батарею. Хотя они работают совершенно по-разному, конденсаторы и батареи хранят электрическую энергию . Если вы читали «Как работают батареи», то знаете, что у батареи есть две клеммы. Внутри батареи химические реакции производят электроны на одном выводе и поглощают электроны на другом выводе. Конденсатор намного проще, чем батарея, поскольку он не может производить новые электроны - он только сохраняет их.

В этой статье мы точно узнаем, что такое конденсатор, для чего он нужен и как он используется в электронике. Мы также рассмотрим историю конденсатора и то, как несколько человек помогли сформировать его развитие.

Объявление

Внутри конденсатора клеммы соединяются с двумя металлическими пластинами , разделенными непроводящим веществом, или диэлектриком . Конденсатор легко сделать из двух кусков алюминиевой фольги и листа бумаги.С точки зрения емкости, это не будет особенно хороший конденсатор, но он будет работать.

Теоретически диэлектриком может быть любое непроводящее вещество. Однако для практического применения используются специальные материалы, которые лучше всего подходят для функции конденсатора. Слюда, керамика, целлюлоза, фарфор, майлар, тефлон и даже воздух - вот некоторые из используемых непроводящих материалов. Диэлектрик определяет, какой это конденсатор и для чего он лучше всего подходит. В зависимости от размера и типа диэлектрика некоторые конденсаторы лучше подходят для высокочастотных применений, а некоторые - для высоковольтных приложений.Конденсаторы могут изготавливаться для любых целей, от самого маленького пластикового конденсатора в вашем калькуляторе до сверхконденсатора, который может питать пригородный автобус. НАСА использует стеклянные конденсаторы, чтобы помочь разбудить схемы космического шаттла и помочь развернуть космические зонды. Вот некоторые из различных типов конденсаторов и способы их использования.

  • Воздух - Часто используется в схемах настройки радио
  • Майлар - Чаще всего используется для схем таймера, таких как часы, сигнализация и счетчики
  • Стекло - Подходит для приложений высокого напряжения
  • Керамика - Используется для высокочастотных целей, таких как антенны, рентгеновские лучи и МРТ
  • Суперконденсатор - Питание электрических и гибридных автомобилей

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим, как именно работают конденсаторы.

.

Как работает аккумулятор?

Энергия не может быть создана или уничтожена, но ее можно сохранить в различных формах. Один из способов его хранения - использование в батарее химической энергии. При включении в цепь батарея может вырабатывать электричество.

Батареи преобразуют химическую энергию в электрическую

Аккумулятор имеет два конца - положительный полюс (катод) и отрицательный полюс (анод).Если соединить две клеммы проводом, образуется цепь. Электроны будут течь по проводу, и будет производиться электрический ток. Внутри батареи происходит реакция между химическими веществами. Но реакция происходит только при наличии потока электронов. Батареи могут храниться в течение длительного времени и при этом работать, потому что химический процесс не начинается до тех пор, пока электроны не потекут с отрицательного полюса на положительный по цепи.

В батарее происходит химическая реакция

Простой пример - лимонная батарея

Начнем с очень простой батареи, в которой используется лимон, в который вставлены два разных металлических предмета, например гальванизированный гвоздь и медная монета или проволока.Медь служит положительным электродом или катодом, а гальванизированный (оцинкованный) гвоздь - отрицательным электродом или анодом, производящим электроны. Эти два объекта работают как электроды, вызывая электрохимическую реакцию, которая генерирует небольшую разность потенциалов.

Поскольку атомы меди (Cu) притягивают электроны больше, чем атомы цинка (Zn), если вы поместите кусок меди и кусок цинка в контакт друг с другом, электроны перейдут от цинка к меди. Когда электроны концентрируются на меди, они будут отталкиваться друг от друга и останавливать поток электронов от цинка к меди.С другой стороны, если вы поместите полоски цинка и меди в проводящий раствор и соедините их снаружи проводом, реакции между электродами и раствором позволят электронам непрерывно течь через провод.

ЛИМОННАЯ БАТАРЕЯ

Как работает лимонная батарейка?

Лимонная батарея состоит из лимона и двух металлических электродов из разных металлов, таких как медный пенни или проволока и гальванизированный (оцинкованный) гвоздь.

Энергия для батареи исходит не от лимона, а от химического превращения цинка (или другого металла). Цинк окисляется внутри лимона, обмениваясь некоторыми из его электронов, чтобы достичь более низкого энергетического состояния, и высвобождаемая энергия обеспечивает энергию. Лимон просто создает среду, в которой это может произойти, но они не расходуются в процессе.

Если предположить, что используются цинковые и медные электроды (например, медная монета и оцинкованный гвоздь), то один лимон может генерировать приблизительно 0.9 Вольт. Слева последовательный контур лимонов показывает, что вырабатывается напряжение 3,41 В.

ПРИМЕЧАНИЕ: Можно использовать картофель, яблоки, квашеную капусту или любые другие фрукты или овощи, содержащие кислоту или другой электролит, но лимоны предпочтительнее из-за их более высокой кислотности. Например, в картофеле электролитом является фосфорная кислота, а в лимонах - лимонная кислота.


В лимонной батарее происходит как окисление (потеря электронов), так и восстановление (увеличение количества электронов).Эта батарея похожа на оригинальные «простые гальванические элементы», изобретенные Алессандро Вольта (см. Ниже). На аноде металлический цинк окисляется и переходит в кислый раствор в виде ионов Zn2 +:

Zn -> Zn2 + + 2 е-

На медном катоде ионы водорода (сольватированные протоны из кислого раствора в лимоне) восстанавливаются с образованием молекулярного водорода:

2H ++ 2e- -> h3

Что заставляет электроны двигаться?

Когда вы отпускаете мяч, который вы держите, он падает на землю, потому что гравитационное поле Земли тянет мяч вниз.Точно так же заряженным частицам, таким как электроны, необходимо проделать работу, чтобы переместить их из одной точки в другую. Количество работы на единицу заряда называется разностью электрических потенциалов между двумя точками. Единица измерения разности потенциалов называется вольт.

Разность потенциалов между катодом и анодом возникает в результате химической реакции. Внутри батареи электроны подталкиваются химической реакцией к положительному концу, создавая разность потенциалов.

Именно эта разность потенциалов движет электроны по проводу.

Разница потенциалов может быть положительной или отрицательной, подобной гравитационной энергии при движении вверх или вниз по холму. В батарее поток электронов идет вниз ... электроны могут течь вверх, как в случае с зарядным устройством.

Почему электроны просто не перемещаются от анода к катоду внутри батареи?

Электролит в батарее не дает одиночным электронам идти прямо от анода к катоду внутри батареи.Когда клеммы соединены проводящим проводом, электроны могут легко переходить от анода к катоду.

В каком направлении движутся электроны в проводе?

Электроны заряжены отрицательно, поэтому они будут притягиваться к положительному концу батареи и отталкиваться отрицательным концом. Когда батарея подключена к устройству, которое позволяет электронам проходить через нее, они текут от отрицательного (анода) к положительному (катодному) выводу.

Кто изобрел электрохимический элемент (батарею)?

ПЕРВАЯ БАТАРЕЯ VOLTA

Батарея Volta считается первой электрохимической ячейкой. Он состоит из двух электродов: один из цинка, другой из меди. Электролит - серная кислота или смесь соли и воды. Электролит существует в форме 2H + и SO42-.Цинк, содержание которого в электрохимическом ряду выше, чем у меди и водорода, реагирует с отрицательно заряженным сульфатом SO42-. Положительно заряженные ионы водорода (протоны) захватывают электроны из меди, образуя пузырьки газообразного водорода h3. Это делает цинковый стержень отрицательным электродом, а медный стержень - положительным электродом.

Теперь у нас есть два терминала, и ток будет течь, если мы их соединим. Реакции в этой ячейке следующие:

цинк

Zn -> Zn2 + + 2e-

серная кислота

2H + + 2e- -> h3

Медь не реагирует, действуя как электрод для химической реакции.

Как устроен современный аккумулятор (угольно-цинковый)?

Сухой цинк-угольный элемент или батарея упакованы в цинковую емкость, которая служит одновременно контейнером и отрицательной клеммой (анодом). Положительный вывод представляет собой углеродный стержень, окруженный смесью диоксида марганца и углеродного порошка. Используемый электролит представляет собой пасту из хлорида цинка и хлорида аммония, растворенных в воде.Углеродный (графитовый) стержень - это то, что собирает электроны, выходящие из анодной части батареи, и возвращаются в катодную часть батареи. Углерод - единственный практичный проводящий материал, потому что любой обычный металл быстро разъедает положительный электрод в солевом электролите.

Цинк окисляется в соответствии со следующим полууравнением.
Zn (s) -> Zn2 + (водн.) + 2 e- [e ° = -1,04 вольт]

Диоксид марганца смешивают с углеродным порошком для увеличения электропроводности.Реакция протекает следующим образом:

2MnO2 (s) + 2 e- + 2Nh5Cl (водн.) ->
Mn2O3 (s) + 2Nh4 (водн.) + H3O (водн.) + 2 Cl- [e ° ˜ +.5 v]

и CL сочетается с Zn2 +.

В этой полуреакции марганец восстанавливается со степени окисления (+4) до (+3). Возможны и другие побочные реакции, но общую реакцию в углеродно-цинковом элементе можно представить как:

Zn (тв) + 2MnO2 (тв) + 2Nh5Cl (водный раствор) ---> Mn2O3 (тв) + Zn (Nh4) 2Cl2 (водный раствор) + h3O (l)

Батарея имеет эл.м.ф. около 1,5 В.

Какие бывают типы батарей?

В разных типах батарей используются разные химические вещества и химические реакции. Вот некоторые из наиболее распространенных типов батарей:

Щелочная батарея

Используется в Duracell® и Energizer® и других щелочных батареях.Электроды из цинка и оксида марганца. Электролит представляет собой щелочную пасту.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Они используются в автомобилях. Электроды изготовлены из свинца и оксида свинца с сильной кислотой в качестве электролита.

Литиевая батарея

Эти батарейки используются в фотоаппаратах для лампы-вспышки.Они сделаны из лития, иодида лития и иодида свинца. Они могут подавать скачки электричества для вспышки.
Литиевая батарея Эти батарейки используются в фотоаппаратах для лампы-вспышки. Они сделаны из лития, иодида лития и иодида свинца. Они могут обеспечить скачки электричества для вспышки.
Литий-ионный аккумулятор Эти батареи используются в портативных компьютерах, сотовых телефонах и другом портативном оборудовании с высокой нагрузкой.
Никель-кадмиевый или никель-кадмиевый аккумулятор Электроды из гидроксида никеля и кадмия. Электролит - гидроксид калия.
Угольно-цинковая батарея или стандартная угольная батарея - Цинк и углерод используются во всех обычных или стандартных сухих батареях AA, C и D. Электроды изготовлены из цинка и углерода, между которыми находится паста из кислых материалов, служащих электролитом.

ССЫЛКИ И ДАЛЬНЕЙШАЯ ЧТЕНИЕ

Potato Power: Руководство для учителя
История батареи
Электрохимические реакции
Углеродно-цинковая батарея
Углеродно-цинковая батарея - Как они работают?


Оценка Вопросы:

M крайний Вопросы на выбор

.

Смотрите также