Гальванічні елементи та акумулятори
Первинні хімічні джерела струму перетворюють хімічну енергію закладених в них активних речовин безпосередньо в електричну. До них відносяться гальванічні елементи різних систем та складені з них батареї.
Основні параметри первинних джерел струму
Електрорушійна сила – скалярна величина, яка характеризує здатність хімічного джерела струму викликати електричний струм. Значення електрорушійної сили визначається хімічними властивостями активних матеріалів (електроліту та електродів), не залежить від розмірів хімічного джерела струму.
Напруга хімічного джерела струму – різниця потенціалів між виводами хімічного джерела струму. Початкова напруга хімічного джерела струму – напруга при початку розряду, кінцева напруга – задана напруга, нижче якої хімічне джерело струму вважається розрядженим, номінальна напруга – напруга хімічного джерела струму, яка вказана виробником і характеризує дане хімічне джерело струму.
Внутрішній опір хімічного джерела струму – сума омічного опору хімічного джерела струму та поляризаційного опору його електродів.
Ємність хімічного джерела струму – величина, що відповідає кількості електрики в ампер-годинах, яку хімічне джерело струму може віддати при розряді від номінальної до кінцевої напруги.
Саморозряд хімічного джерела струму – втрата енергії хімічного джерела струму, обумовлена протіканням в ньому самовільних процесів.
Марганцево-цинкові гальванічні елементи
Позитивним електродом марганцево-цинкового елемента служить діоксин марганцю, негативним – металічний цинк. Електрод складається з розчину солі (хлориду амонію). Для стійкої роботи при визначених температурах, зменшення саморозряду елемента, а також загущення електроліту в нього вводять добавки (мука, крохмаль та інші речовини).
Марганцево-цинкові елементи характеризуються низькою вартістю, працездатністю в широкому діапазоні температур, малим внутрішнім опором. В марганцево-цинковому елементі електрорушійна сила знаходиться в межах 1,5…1,8 В, внутрішній опір в залежності від розмірів його та степені розряду сильно залежить від струму розряду та температури електроліту. При збільшенні струму розряду ємність зменшується, а з підвищенням температури електроліту спочатку збільшується, а потім зменшується.
Ртутно-цинкові елементи
Такі елементи мають форму диска та виготовляються герметичними. Активна маса позитивного електроду складається з оксиду ртуті та графіту (5…10 %). Негативний електрод виготовляється з порошку цинку та ртуті (5…10 %).
В ртутно-цинкових елементах електрорушійна сила дуже нестабільна та складає 1,34…1,37 В. напруга цих елементів при малих струмах розряду змінюється в процесі розряду дуже незначно. Внутрішній опір набагато більший, ніж марганцево-цинкових елементів.
Основним недоліком ртутно-цинкових елементів є погана працездатність при низьких температурах.
Акумулятор – вторинне хімічне джерело струму, тобто джерело струму, призначений для багаторазового використання за рахунок відновлення хімічної енергії речовини шляхом пропускання електричного струму в напрямку, зворотному напрямку струму при розряді.
Заряд акумулятора з наступним розрядом називається циклом.
Герметичні малогабаритні нікелево-кадмієві акумулятори
Активна маса позитивного електроду нікелево-кадмієвого акумулятора складається з гідратів закису нікелю, оксидів кадмію та кобальту та невеликої кількості дрібнодисперсного графіту. Негативний електрод виконується з металічного кадмію, гідроксиду кадмію та невеликої кількості оксиду нікелю.
В повністю зарядженому нікелево-кадмієвому акумуляторі електрорушійна сила рівна 1,35 В, номінальна напруга на початку розряду – 1,25 В, в кінці – 1 В. Подальший розряд приводить до різкого скорочення строку служби. Ємність нікелево-кадмієвих акумуляторів зменшується при пониженні температури навколишнього середовища.
Маркування батарейок:
R – сольові;
LR – лужні;
SR – срібні;
CR – літієві;
PR – повітряно-цинкові елементи.
Найбільш поширене маркування батарейок
