Батарея визначається як джерело електроенергії, що складається з однієї або кількох електрохімічних елементів, для живлення зовнішніх електричних з’єднань таких пристроїв, як ліхтарики, електромобілі та мобільні телефони. Акумулятор має плюсовий полюс, який називається катодом , і негативний полюс, який називається анодом .
Багато хто з нас використовує терміни акумулятор і елемент як синоніми, але вони дещо відрізняються. Акумулятор зазвичай містить електричну енергію, що постачається від компанії, і його легко заряджати від зовнішнього джерела. Комірка складається з хімічних джерел енергії, таких як природний газ, дизельне паливо або пропан. Клітина перетворює ці джерела в електричну енергію та виробляє енергію.
Електрична енергія часто використовується в різних додатках, наприклад, у роботі пристроїв, таких як радіо, комп’ютери, телевізори, телефони та високошвидкісні поїзди. Електрична енергія також використовується для виробництва світла та тепла. Передача енергії є результатом потоку електронів. Електричне коло — це повний шлях, по якому проходять заряди. Давайте розберемося і дізнаємося більше.
МЕТА НАВЧАННЯ
До кінця цієї теми ви повинні:
ПРОСТІ СХЕМИ
Ланцюг — це замкнутий контур, у якому можуть рухатися електрони. Якщо контур не є повним (утворює повне коло), електрони не можуть рухатися, тому його назва — контур.
Електричне коло — шлях, по якому передається електричний струм. Він складається з: пристрою, що дає енергію, як елемент, генератор або батарея, пристроїв, що використовують струм, як-от пальник або лампочка, і з’єднувальних проводів.
Для створення простої схеми вам знадобляться лампочка, з’єднувальні дроти, акумулятор і вимикач.
Коли вимикач замкнутий, лампочка горить, але коли вимикач відкритий, лампочка не горить. Лампочка світиться, коли ланцюг замкнутий, оскільки через нього протікають заряди. Швидкість потоку зарядів (за одиницю часу) називається електричним струмом . Ампер (А) — одиниця сили струму в СІ.
I = Q ∕ t, де I – струм, Q – заряд у кулонах, а t – час у секундах.
Наприклад,
Обчисліть силу струму, яка протікає через лампочку, якщо протягом 2,5 хвилин через неї проходить заряд 300 кулонів.
Рішення
Тут ми перетворюємо 2,5 хвилини на секунди, помноживши це на 60 (оскільки 1 хвилина = 60 секунд).
I = Q ∕ t = 300 ∕ (2,5 x 60) = 2 A
Коло електричного струму дозволяє зарядам рухатися повним шляхом, коли перемикач замкнутий. Це називається замкнутим контуром. Мідний дріт легко пропускає заряди електрики. Дроти можуть бути покриті ізоляційним матеріалом, таким як гума, для запобігання ураження користувача електричним струмом. Джерелом електричної енергії в ланцюзі є клітина, і вона підтримує потік зарядів по ланцюгу.
Коли перемикач відкривається шляхом введення зазору, заряди припиняються. Тоді ланцюг називається розімкнутим. Послаблене з'єднання компонентів або проводів розмикає або розриває ланцюг.
ЕЛЕКТРИЧНІ СИМВОЛИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ НА КРЕСЛЕННЯХ СХЕМ
ЕЛЕКТРОРУШІЙНА СИЛА І РІЗНИЦЯ ПОТЕНЦІАЛІВ
Призначення батареї або елемента в ланцюзі полягає в забезпеченні енергією для забезпечення потоку зарядів. Це вимірюється через різницю потенціалів (pd) у вольтах. Напруга - це сила, яка штовхає електрони по ланцюгу.
Різниця потенціалів . Це стосується напруги, виміряної на батареї або елементі під час подачі струму.
Електрорушійна сила . Це вимірюється на елементі або акумуляторі, коли вони не подають струм. Він також вимірюється у вольтах.
Електрорушійна сила часто перевищує різницю потенціалів, оскільки частина енергії використовується для проходження струму через саму комірку. Втрачені вольти — це назва різниці між різницею потенціалів і електрорушійною силою. Напруга втрачається в результаті протидії потоку зарядів в комірці (внутрішній опір).
РАСПОЛОЖЕННЯ КЛІТИН
Клітини можуть бути розташовані послідовно або паралельно. Послідовне розташування — це коли комірки з’єднані таким чином, що позитивний полюс однієї з’єднується з негативним полюсом іншої. Два або більше елементів, з’єднаних послідовно, утворюють батарею.
Паралельне розташування - це коли клітини розташовані поруч. Плюсові клеми з’єднані разом, а негативні – однаково.
ПРОВІДНИКИ ТА ІЗОЛЯТОРИ
Провідники - це матеріали, які можуть проводити електричний струм. Вони пропускають через себе електричний струм. До їх складу входять мідь, алюміній і срібло.
Ізолятори — це матеріали, які не пропускають електричні заряди, наприклад пластмаса, суха деревина та гума.
