Z wpisu dowiesz się:
Parametry ogniw galwanicznych – napięcie
Ogniwa galwaniczne są podstawowym elementem współczesnej elektroniki, tym samym opisuje wiele rozmaitych parametrów. Wśród nich fundamentalne są: napięcie, pojemność i wydajność prądowa ogniwa, natężenie prądu i zakres temperatury pracy, a także technologia, w jakiej elementy zostały wykonane. Są one zależne od związków chemicznych, z jakich zbudowanie są ogniwa galwaniczne oraz od ich konstrukcji wewnętrznej.
W tym artykule – pierwszym z serii „Parametry ogniw galwanicznych” – przyjrzymy się bliżej napięciu elektrycznemu. Jakie teksty ukazały się dotychczas w tej serii?
- Parametry ogniw galwanicznych – napięcie ogniwa
- Parametry ogniw galwanicznych – pojemność i wydajność prądowa ogniwa
- Parametry ogniw galwanicznych – natężenie prądu i zakres temperatur pracy ogniwa
Gorąco zachęcamy do zapoznania się ze wszystkimi artykułami, opisującymi podstawowe parametry ogniw galwanicznych.
Czym właściwie jest napięcie ogniwa?
Obecnie przemysłowo wykorzystuje się wiele technologii chemicznych, w jakich wykonywane są ogniwa galwaniczne. Każda z nich posiada właściwą sobie wartość potencjału elektrycznego pomiędzy anodą a katodą. Ta różnica potencjału nazywania jest napięciem ogniwa i wyrażona jest w jednostce zwanej Voltem [V]. Używając analogii z dwoma pojemnikami z wodą, napięcie można porównać do różnicy wysokości pomiędzy pojemnikami.
Ogniwa pierwotne mają podaną podaną wartość napięcia, specyficzną dla technologii w jakiej wykonano ogniwo. W kartach katalogowych znajdują się również informacje o dolnej wartość napięcia rozładowania. Jest to napięcie po przekroczeniu którego – w niektórych rodzajach baterii – może dojść do wzrostu ciśnienia zewnątrz ogniwa. Zjawisko jest powodowane rozpadem układu chemicznego baterii z wydzieleniem gazu.
Jakie rodzaje napięcia ogniwa wyróżniamy w przypadku akumulatorów?
Wyróżniamy 3 podstawowe rodzaje napięcia ogniw, tj. napięcie ładowania ogniwa (i jego górną, graniczną wartość), napięcie dolne rozładowania oraz średnie napięcie pracy.
Napięcie ładowania ogniwa
Napięcie ładowania (ang. charging voltage) jest charakterystyczne dla każdej z technologii i nie może zostać przekroczone. Z tego powodu każda z technologii akumulatorów ma dedykowany sposób ładowania.
Przekroczenie górnej wartości napięcia ładowania, spowoduje przyjęcie zbyt dużego ładunku elektrycznego przez akumulator. Jest to bardzo groźne zjawisko, mogące skutkować pożarem lub eksplozją akumulatora.
Z pomocą przychodzi ponownie analogia z pojemnikami z wodą. Można bowiem spróbować wyobrazić sobie próbę napełnienia zbiornika wodą, przy pomocy pompy o dużej (lub zbyt dużej) wydajności.
Dolne napięcie rozładowania ogniwa
Dolne napięcie rozładowania to wartość napięcia akumulatora, poniżej której układ chemiczny akumulatora zacznie ulegać degradacji. Może to powodować wydzielanie gazów, powodując wzrost ciśnienia wewnątrz akumulatora.
Średnie napięcie pracy
Średnie napięcie danej technologii (tzw. średnie napięcie pracy) określa uśrednione napięcia akumulatora przy katalogowych wartościach obciążenia prądowego i jest ono charakterystyczne dla każdej z technologii.
