Характеристика и сфера применения батареек типа D

Батарейки. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Батарейки являются одними из наиболее популярных и распространенных источников питания. Их часто применяют для различной электроники и мелкой техники. Это разнообразные игрушки, ручные часы, дистанционные устройства, фонари, электронные весы, бритвы, небольшие устройства с моторчиком. Потребность в этих источниках питания постоянная, поэтому в магазинах их можно встретить практически повсеместно.

Большую часть этих источников питания нельзя перезарядить, они не вечны и через некоторое время разряжаются. Но при этом один вид батареек может служить на порядок дольше, чем другие виды. Естественно, что стоят они несколько дороже. Также необходимо учитывать, что некоторые источники питания плохо держат напряжение, могут течь и даже портить электронику и другую технику. Чтобы выбрать правильные источники питания, необходимо знать их особенности и учитывать нюансы их использования.

Виды

Батарейки имеют пять основных видов. Во многом это зависит тем, какие материалы применяются при их производстве. В особенности это касается их активных компонентов, в частности электролита, катода и анода.

Можно выделить следующие виды элементов питания:

• Солевые.
• Щелочные.
• Серебряные.
• Ртутные.
• Литиевые.

Особенности, плюсы и минусы

Солевые источники питания. К примеру, это Duracell и Energizer из США, «Орион» из России, Toshiba из Японии. К преимуществам таких элементов относится невысокая цена. Однако у них имеются существенные минусы — небольшая емкость заряда.

Щелочные или так называемые алкалайновые источники питания. В данном случае применяется щелочной электролит. Создателем данных элементов была фирма Duracell. Электрод здесь выполнен из двуокиси марганца и цинка, при этом в виде электролита применяется гидроксид калия. Данные источники питания особенно популярны среди создателей электроники. В большей части случаев на корпусе щелочного элемента питания пишется название «ALKALINE».

К преимуществам таких элементов относится существенный срок действия. При эксплуатации напряжение на электродах изменяется меньше. Минусом будет высокая цена, которая превосходит стоимость солевых элементов.

Серебряные. Электролитом в данном случае является гидроксид калия либо гидроксид натрия. Эксплуатационные свойства этих устройств во многом схожи с ртутными элементами. К их преимуществам относятся значительное время хранения, плотность энергии, постоянное напряжение, отсутствие токсичности, большая емкость на единицу массы. Среди минусов можно назвать достаточно высокую цену.

Ртутные. Здесь анодом выступает цинк, а катодом — оксид ртути. Их разделяют сепараторный элемент и диафрагма, которые пропитаны электролитным составом, выполненного из адсорбентированного гидроксида калия. Необходимо отметить, что ртутный элемент на цинковой основе может действовать как аккумуляторное устройство, но его емкость будет постепенно снижаться от заряда к разряду. Вызвано это слипанием ртути при разряде, а также увеличением дендритов цинка во время заряда.

К преимуществам этих элементов питания можно отнести постоянство напряжения, емкость и энергоплотность. Однако их цена достаточна высока, а ртуть токсична. Поэтому при их использовании нельзя нарушать герметичность корпуса устройства.

Литиевые источники питания. Здесь используется литиевый катод, а также органический электролит. Такие элементы выделяются значительным сроком хранения, работоспособностью при различных температурах, плотностью энергии. К минусам следует отнести сравнительно высокую цену.

Батарейки можно классифицировать по форме и размерам. В большей части случаев их разделяют по американскому стандарту, которая признана и применяется в большинстве стран мира. Вместе со стандартом США используются и другие классификации в виде международных систем ANSI, IEK, а также ГОСТ. Они могут различаться по диаметру и иным габаритам, химсоставу, емкостным параметрам и напряжению.

Типы

• Пальчиковые либо AA.
• Мизинчиковые либо AAA.
• Четыре А, либо AAAA.
• Дюймовочка, либо C.
• Бочка, либо D.
• Квадратная.
• Крона, либо PP3.
• Миниатюрные источники питания.

Устройство

Конструктивно щелочной элемент имеет общее строение с солевым. Однако главные части в нем располагаются в обратном порядке. Анод выполнен из цинка, который пропитан электролитом из щелочи. Сепаратор отделяет анод от общей электролитной массы. Вывод с «плюсом» сделан из стального никелированного элемента, вывод с «минусом» изготавливается в виде тарелки из стали.

Чтобы не было замыкания, оболочка изолируется. Прокладка удерживает газы, которые образуются во время работы. Камера сбора газов в данном элементе питания небольшая, так как газы здесь образуются в небольшом количестве. Предохранительная мембрана защищает от взрыва элемента питания в случае неправильной эксплуатации, к примеру, в случае короткого замыкания. Если долго и неправильно использовать элемент питания, то мембрана может порваться, вследствие чего может произойти разгерметизация. В итоге вытечет электролит.

Принцип действия

Все батарейки имеют положительный и отрицательный полюс, а также электролит. Все эти три элемента являются основой источника питания. Электроток идет от анода к катоду, однако между ними должна иметься нагрузка в виде диода или лампочки. Катод выступает в качестве восстановителя, то есть он запитывается электронами от анода. Электролит является средой, где движутся ионы, образующиеся в результате химреакции.

В процессе химреакции происходит разрушение электродов, в том числе появление новых веществ. Это приводит к тому, что емкость падает и уже невозможно использовать элемент питания по-прежнему.

Применение

Солевые батарейки применяются в часах, фонарях, где небольшое потребление электротока, в разнообразных игрушках, а также пультах дистанционного управления.

Щелочные применяются в устройствах, где требуется высокое потребление электротока, к примеру, фотоаппараты с вспышкой, видеокамеры, магнитофоны, игрушки с моторчиком, а также иные устройства.

Серебряные применяются в калькуляторах, наручных часах, различных электрических инструментах, слуховых аппаратах.

Литиевые элементы питания применяются в фотоаппаратах, мобильниках, электронных книжках, пультах дистанционного управления, устройствах, которые требуют постоянного и надежного потребления электротока.

Батарейки типа D: краткое описание, характеристики

Батарейка — это источник электрической энергии (источник тока) для автономного питания различных устройств. В основе любой батарейки лежит элементарная схема: анод-катод, между ними находится электролит. Анод и катод выполняются из разных материалов, анод – из металла (цинк), а катод – из оксидов различных металлов. В результате при погружении в электролит между двумя полюсами батареи возникает разность электрических потенциалов, иными словами – электрический ток. Батарейки, по своей природе, относятся к химическим источникам энергии. Они являются первичным источником тока, то есть в них протекают необратимые процессы. Бытует мнение, что батарейки можно перезаряжать после того, как они разрядятся, но это не так. Если начать подзаряжать батарейку, она может взорваться. Вторичными источниками электрического тока являются аккумуляторы, то есть элементы питания, которые можно перезаряжать.

Батарейки типа D бывают трех видов:

– Солевые (угольно-цинковые) – это самый дешевый вид батареек. Эти элементы питания имеют самую маленькую емкость, быстро разряжаются при низких температурах, плохо работают с нагрузками, требующими большого тока.

– На основе хлорида цинка. Такие батарейки лучше солевых переносят низкие температуры, но имеют низкую емкость заряда.

– Щелочные (алкалиновые) имеют среднюю стоимость, надежно работают при довольно низких температурах, отличаются высокой емкостью заряда, низкой вероятностью протекания и длительным сроком хранения.

Батарейки типа D имеют следующие технические характеристики:

– вес – 143 г (вес может меняться в зависимости от вида батарейки, у щелочных элементов питания масса выше);

– диаметр – 33.2 мм;

– напряжение питания – 1.5 В (у аккумуляторов составляет 1,2 В);

– емкость тока зависит от вида (солевые, на основе хлорид цинковые, щелочные) и от производителя.

Главным параметром любой батарейки является емкость. Батарейка типа D, в отличие от других типов батареек (тип ААА, тип АА, тип С и др.), имеет самое высокое значение этого параметра. Емкость батареи напрямую влияет на длительность работы элемента питания. Поэтому этот параметр указывают в ампер/часах, то есть сколько ампер батарея в состоянии выдать за один час работы. Например, если батарейка D-типа имеет емкость 1300 мА/ч (13 А/ч), значит она в состоянии выдать 13 ампер в течение одного часа работы. Батарейки типа D с маркировкой Alkaline (щелочные) имеют самую большую емкость, но и в этом случае этот параметр у батареек разных производителей будет различным. Наиболее высокая емкость присуща батарейкам “Duracell”, “Varta”, “GP”, “Energizer”. Так, батарейки типа D “Duracell” имеют емкость 18000 мА (18А/ч), “Energizer” – 17000мА (17А/ч), “GP” – 13000 мА/ч (13А/ч). Однако элементы питания такого типа имеют довольно высокую цену, примерно 3-4 доллара за штуку.

Срок службы элементов питания зависит от того, сколько энергии потребляет тот прибор/устройство, в которые они вставлены, продолжительности его работы, а также температуры окружающей среды.

Заменять батарейки необходимо все сразу, не допускается использовать одновременно старые и новые элементы питания, не рекомендуется смешивать разнотипные батарейки (солевые, щелочные). Т.к. все это способствует снижению емкости батареи и вызывает разгерметизацию, что в результате может привести к поломке прибора/устройства.

Виды батареек

Элементы питания для различных приборов подбирают не по внешнему виду – очень важна здесь внутренняя «начинка». Каждому человеку, который хочет приобретать качественный товар и при этом экономить, необходимо элементарное знание видов батареек и понимание их отличий.

Где применяются батарейки?

Область применения различных гальванических элементов обширна. Вот неполный перечень устройств, где они нужны. Их используют в:

• пультах ДУ;
• настенных и наручных часах;
• фототехнике;
• радио;
• детских музыкальных и светящихся игрушках;
• электробритвах;
• аудиоплейерах;
• фонариках;
• электронных записных книжках;
• слуховых аппаратах;
• тонометрах.

Существуют такие новинки, как элемент питания с USB выходом для непосредственной зарядки гаджета или батарейка, которая подстраивается под два размера – АА и ААА.

Какие бывают виды батареек?

Приобретая впервые элемент питания для своего устройства легко ошибиться. Ведь определить на глаз точный размер под силу не каждому. Потому, лучше взять с собой в магазин тот же пульт от телевизора или фотоаппарат, чтобы продавец-консультант непосредственно подобрал нужную по параметрам гальванику.

По типам (типоразмерам) батарейки подразделяются на:

• АА;
• ААА;
• АААА;
• А23;
• C;
• D;
• 333b;
• PP3.

Самый распространенный размер – AA и AAA, C. Остальные используются намного реже. Внимательно присмотревшись к надписи на каждой, можно заметить маркировку латинскими буквами. Означает она следующее:

1. R – солевая. Она была впервые произведена в начале ХХ столетия и до сих пор с успехом применяется в различных устройствах. Главное достоинство таких гальванических элементов – низкая цена. Покупателям такой продукции следует знать, что невысокая стоимость напрямую связана с качеством. Солевые элементы питания имеют короткий срок службы и часто нуждаются в замене. Они подойдут для устройств с низким потреблением энергии – до 10 мА.
2. LR – щелочная (алкалиновая). Эта разновидность маркируется надписью на корпусе ALKALAINE, что простым языком означает более длительную работу, нежели у солевых предшественников. Эти элементы питания выдерживают высокие минусовые температуры и имеют увеличенный срок хранения – до 5 лет.
3. CR – литиевая . Эти «долгоиграющие» батарейки можно узнать по надписи на корпусе – LITHIUM. Срок их хранения достигает 15 лет. Длительность работы, повышенная выносливость при низких температурах, делает их лидерами в данной области, хотя и повышает цену по сравнению со щелочными больше чем в 4 раза.
4. SR – серебряная. Этот вид достаточно широко применяется в таких устройствах как часы, детские игрушки и имеет длительный срок эксплуатации. В отличие от устаревших ртутных элементов питания, с которыми серебряные имеют большое сходство, последние не несут угрозы здоровью человека.

Виды пальчиковых аккумуляторных батареек

Людям далеким от химии и физики кажется, что все батарейки одинаковы, но знающие покупатели уже давно выбрали для себя именно аккумуляторные батарейки. В чем же их преимущество перед солевыми, литиевыми или щелочными? Все дело в долговечности, ведь само слово «аккумулятор» предусматривает способность накапливать энергию и возможность перезаряжаться. Внешне, первые и вторые не отличаются друг от друга и их легко спутать. Вот почему следует внимательно читать маркировку. Аккумуляторные батарейки бывают двух видов:

• литий-ионные (Li-ion);
• никель-металл-гидридные (Ni-MH).

К ним можно отнести как элементы питания ААА так и АА. Первые получили народное название микропальчиковые или мизинчиковые за свой миниатюрный размер. И те и другие бывают как одноразового, так и многоразового использования и подпитываются энергией при помощи специального зарядного устройства.

Приобретая батарейки, нужно быть уверенным в покупке качественного товара. Желательно удостовериться, что срок хранения не вышел, приобретать элементы питания в магазинах, где температура воздуха стабильна, и воздержаться от покупки на стихийных рынках или в киосках. Высказывание «Мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые вещи» весьма актуально для данной темы. Чем дешевле будет батарейка, тем меньше она прослужит.