В электротехнике термином батарейка называют некий источник электрического тока в котором несколько электрохимических элементов соединёны между собой. Обратите внимание, что именно "несколько", а не одиночный элемент называется батарейкой.
Но мы привыкли батарейкой называть всё, что даёт нам постоянный ток, не вникая в то, из чего она там внутри состоит. Тем более, что как правило, снаружи всё упаковано в единую форму.
Электричество в "обычной" батарейке вырабатывается под действием химического процесса.
Изобретателем батарейки считается итальянский физик Алессандро Вольта. И произошло это примерно в 1800 году.
Принцип работы батарейки
У любой батарейки есть анод (положительный полюс, обозначается значком +), катод (отрицательный полюс, обозначается, соответственно значком -), между ними электролит (как правило сухой). Электрический ток бежит от анода (-) к катоду (+), но между ними обязательно должна быть нагрузка (например лампочка или, что-то ещё). Если нет нагрузки — нет тока! А если соединить полюса в батарейке без нагрузки, то произойдёт короткое замыкание. Качество батарейки (мощность, продолжительность работы, параметры нагрузки..) зависят от состава и качества материалов в её составе.
Виды батареек
Классификация батареек по типу химической реакции
* Саморазряд — процесс потери заряда батарейки во время хранения без нагрузки.
Классификация батареек по типу электролита
(список не полный, указаны только самые распространённые в быту)
| Тип | Достоинства | Недостатки | Фото |
|---|---|---|---|
| «Солевые» (угольно-цинковые) | Самый дешёвый. Рабочая температура: от −40 до +55 °C (данные Википедии). | Малая емкость, не позволяющая использовать изделия в мощных устройствах, малый срок хранения. |  |
| "Щелочные" (алкалиновые, щёлочно-марганцевые) | Ёмкость в 1,5–10 раз больше, чем у солевых элементов, в зависимости от режима работы, при том же типоразмере элемента. Меньший саморазряд, длительный срок хранения. Лучше работают при больших токах нагрузки. Меньше падение напряжения по мере разряда. Меньше газовыделение, благодаря чему элемент можно делать полностью герметичным. Рабочая температура: от -30 до +55 °С. Название Алкалиновые образовано от слова «alkaline» (по типу использованного в батарейках электролита) | Спадающая кривая разряда, большая масса. | 
|
| "Литиевые" | Наивысшая ёмкость на единицу массы. Пологая кривая разряда. Превосходен при низких и высоких температурах (лучше чем у предыдущих элементов). Длительное время хранения. Лёгкий вес. | Высокая цена |  |
Типы батареек по размеру и их обозначения
Здесь мы разместили таблицу в которой указаны, помимо размеров и характеристик, "название" и "маркировка". По сути это одно и то же, и даже, как правило, на всех элементах указывается одновременно. В США принято буквенное обозначение (в колонке "название"), и оно ориентированно на физический размер "батарейки".
Диаметр
Высота
Емкость
Солевая (R23)
Щелочная (LR23)
Солевая (R6)
Щелочная (LR6)
Литиевая (FR6)
Солевая (R6)
Щелочная (LR6)
Литиевая (FR6)
* Параметры ёмкости и тока в батарейке могут отличаться в зависимости от производителя.
Маркировки батареек
Маркировку гальванических источников тока делают исходя из состава электролита и активного металла в их конструкции. Регламентирует всё это IEC (Международная электротехническая комиссия).По этой классификации существует 5 самых распространенных типов круглых (цилиндрических) батареек:
солевые, щелочные, литиевые, серебряные и воздушно-цинковые.
Мы рассмотрим первые три, поскольку в предыдущей таблице не стали описывать стандарты для двух последних (серебряных и воздушно-цинковых батареек). Разнообразие этих элементов гораздо шире и мы не уместимся в рамки статьи.
Буква R в их маркировке означает круглую форму (от английского round).
Солевые батарейки (R).
Катод состоит из марганца (MnO2) в смеси с графитом (около 9,5 %), анод из цинка (Zn), и электролит из раствора хлорида аммония NH4Cl. Они обеспечивают напряжение 1,5 вольта, имеют небольшую емкость, высокий саморазряд и низкий срок хранения (примерно 2 года).Солевые батарейки самые дешевые и имеют посредственные технические характеристики. В обиходе их также называют цинк-карбоновыми и угольно-цинковыми. Наиболее эффективной областью применения солевых батареек являются приборы со средним и низким энергопотреблением. Например, пульты ДУ и настенные часы.
Щелочные батарейки (LR).
Имеют катод из диоксида марганца, анод из цинка (порошок), и электролит из гидроксида щелочного металла (обычно гидроксид калия). Они имеют напряжение 1,5 вольта, увеличенную емкость, низкий саморазряд и большой срок хранения до 10 лет.Эти источники тока несколько дороже солевых, в обиходе их еще называют алкалиновыми и щелочно-марганцевыми.
Литиевые батарейки (CR).
Имеют анод из лития, катод чаще из диоксида марганца (но используются и другие составы для катода). Они имеют большую емкость, малый саморазряд и большой срок хранения до 10-12 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах. Эти источники тока довольно дороги.
Надеемся, что вы нашли ответ на вопрос "что такое батарейка?".
Интересные факты и статьи не только про батарейки
 |
 |
 |
 |
|---|
Как работают батареи: объясняем простыми словами
Батарея сохраняет химическую энергию и выделяет электрическую. Но как именно всё это работает? Разбираемся в статье.
Как устроена батарея
Для лучшего понимания того, как работает батарейка, давайте разберемся, как она устроена. Наиболее распространенным типом является так называемая щелочно-марганцевая батарея, про структуру и функцию которой мы поговорим в этой статье.
- Батарея состоит из одного или нескольких гальванических элементов, то есть ячеек, которые могут хранить химическую энергию и выделять электрическую.
- Аккумулятор имеет металлический корпус, который работает как положительный полюс. Снизу корпус изначально открыт.
- По краям батарейки находится марганец, который представляет собой положительный электрод, также называемый катодом.
- Отрицательный электрод, анод, сделанный из цинка, отделен от катода сепаратором, например, из бумагоподобного материала.
- Обе области, катод и анод, пропитаны раствором едкого калия. Он образует электролит, который улучшает проводимость материалов.
- В цинковой массе в центре аккумулятора находится металлический стержень, который создает контакт с металлической пластиной внизу. В итоге металлическая пластина образует отрицательный полюс и закрывает батарейку снизу. Она отделена изолирующим материалом от положительного полюса и катода.
Функция батареи
Когда батарейку вставляют в устройство, создается электрическая цепь. Когда в цепь, например, подключают лампочку, электроны проходят от отрицательного полюса через нить накаливания к положительному полюсу. Но почему это происходит?
- Цинк — это металл, который химики называют неблагородным. Он имеет тенденцию выделять электроны.
- Марганец, с другой стороны, — благородный металл, он принимает электроны.
- Теперь, когда обе области, катод и анод, соединены друг с другом, цинк, пропитанный раствором едкого калия, отдает электроны марганцу через проводник.
- Электроны в цинковой массе образуются в результате реакции цинка с раствором едкого калия, результатом которой будут гидроксид цинка и два электрона.
- После этого гидроксид цинка продолжает окисляться до оксида цинка и воды.
- Батарея разрядится, когда весь цинк с раствором едкого калия окислится до оксида цинка и воды и отдаст все свободные электроны.
- Как работают наушники с активным шумоподавлением
- 3 мифа об охлаждении ноутбуков, в которые пора перестать верить
Какие бывают батарейки: виды и отличия, советы по выбору
Выбор элементов питания — ответственная задача: надо учесть их вид и размер, а также состав и другие важные параметры. Но зато, научившись разбираться в этих источниках тока, можно продлить жизнь портативных электроприборов и обеспечить их качественную работу.
При замене элементов питания далеко не все задумываются, как это сделать правильно. Между тем важно знать, какие типы батареек подходят к устройству и какими характеристиками они должны обладать, иначе разочарования не избежать: в лучшем случае энергии не хватит для полноценной работы техники, а в худшем она и вовсе сломается. Рассказываем, на что обратить внимание при выборе источника тока, чтобы обеспечить исправное функционирование прибора и не потратить при этом лишних денег.
Как научиться выбирать элементы питания
Как устроены одноразовые элементы питания
Принцип действия любой батарейки основан на реакции превращения химической энергии в электрическую.
Каждое такое приспособление состоит из корпуса с изоляционным покрытием, анода (здесь идут процессы окисления) и катода (здесь проходит восстановление), а также электролита (вещества, которое хорошо проводит электричество) и сепаратора (он нужен, чтобы реагенты не смешивались друг с другом).
Анодом выступают цинк, литий или магний, катодом служат диоксид марганца, оксид серебра, кислород, графит и т.д., а в качестве электролита используют солевой раствор, щелочь или кислоту. От этих компонентов зависит, какие бывают батарейки по названию — щелочные, литиевые, серебряные и т.д. Между положительным и отрицательным полюсами возникает разница потенциалов, которая и становится электродвижущей силой: вещество-восстановитель окисляется и отдает электроны, которые устремляются к катоду, создавая электроток. По мере повторения окислительно-восстановительных процессов исходного материала остается все меньше, и элемент питания постепенно разряжается.
1 из 4
2 из 4
3 из 4
4 из 4
Какие виды батареек бывают
По размеру и форме
Самый очевидный признак, по которому различаются элементы питания, — это их габариты и внешний вид. Существуют цилиндрические, круглые и прямоугольные модели. И именно на эти характеристики стоит смотреть в первую очередь: изделия неподходящего форм-фактора не получится вставить в устройство, даже если они будут подходить по емкости, напряжению и т.д.
Какие бывают батарейки по размеру и форме ?
- Самые распространенные гальванические элементы — «пальчиковые» (маркировка АА, или по международной системе R6) и «мизинчиковые» (ААА, или R03). И те и те сделаны в виде цилиндров и отличаются только размером: «пальчиковые» немного больше «мизинчиковых». Характерная форма позволяет определить их полярность, даже если нет опознавательных знаков: выступающая часть — это всегда «плюс», а плоская — «минус». Применяются они широко: в бытовых электроприборах, детских игрушках, пультах управления, беспроводной компьютерной периферии и др.
Какие бывают батарейки по составу ?
- Солевые (они же — цинково-углеродные, «сухие» и т.д.) — они появились еще в 1865 году и до сих пор активно используются. Их номинальное напряжение составляет 1,5 Вольт и лучше всего они подходят для техники с постоянным небольшим расходом энергии — большие нагрузки они не выдерживают. Один из самых серьезных недостатков этой разновидности батареек — то, что они могут потечь и испортить прибор, в котором находятся. Это может случиться, если они долгое время находятся в устройстве, которым не пользуются. Но есть у этой разновидности источника энергии и значительный плюс — предельно низкая цена.
Совет : когда требуется работа в суровых условиях, выбирайте модели с пометкой Heavy Duty — они обладают большей мощностью и их можно нагружать большими токами.
Золотым стандартом считаются алкалиновые элементы питания ААА — средние по цене, достаточно энергоемкие, способные работать как в оборудовании с малым энергопотреблением, так и там, где используются большие токи. Такой вид пальчиковых батареек используется повсеместно: в автономных бытовых приборах, в компьютерной технике, фотоаппаратуре, пультах дистанционного управления и т.д. Однако иногда и они оказываются недостаточно мощными или не подходят по другим параметрам.
Литиевые и серебряные варианты надежны, стабильно работают и имеют долгий срок службы, но их цена настолько высока, что устанавливать их в недорогой маломощный прибор нет смысла — вероятность, что он сломается раньше, чем «сядет» батарейка, очень высока. Солевые предельно дешевы, но не выдерживают высоких нагрузок и могут потечь.
Какие источники тока выбрать для разной техники, можно узнать из таблицы .
| Вид батареек | Примеры применения |
|---|---|
| Солевые | Пульты дистанционного управления, настенные часы, детские игрушки. |
| Щелочные | Сложная энергоемкая техника, домашние медицинские аппараты (тонометры, инфракрасные и электронные термометры), фонари и ночники, мощные детские игрушки (например, машинки на радиоуправлении), компьютерная периферия, рации, фототехника, диктофоны. |
| Литиевые | Материнские платы и BIOS в компьютерах, наручные часы, портативные колонки, мощные медицинские приборы, напольные и настольные весы, датчики умного дома. |
| Серебряные | Материнские платы и BIOS в компьютерах, наручные часы, калькуляторы. |
Совет : не стоит использовать элементы питания с разным составом в одном устройстве одновременно, а также ставить вместе старые и новые источники энергии — это может привести к некорректной работе оборудования, быстрому разряду, недостаточной суммарной мощности и т.д.