Електрична батарея — це пристрій, який накопичує енергію в хімічній формі та за потреби перетворює її в електричну енергію. Процес включає хімічну реакцію, яка переносить електрони з одного матеріалу на інший, створюючи електричний струм. Батареї використовуються в широкому діапазоні застосувань, від живлення невеликих пристроїв, таких як пульти дистанційного керування, до керування електромобілями та зберігання відновлюваної енергії.
Батарея складається з трьох основних частин: анода (негативний електрод), катода (позитивний електрод) і електроліту. Анод і катод виготовлені з різних матеріалів, які дозволяють електронам проходити по зовнішньому контуру. Електроліт - це середовище, яке дозволяє іонам рухатися між катодом і анодом.
Коли батарею підключають до пристрою, на аноді відбувається хімічна реакція з вивільненням електронів. Ці електрони проходять через зовнішній ланцюг до катода, забезпечуючи пристрій електричною енергією. Тим часом іони в електроліті рухаються між анодом і катодом, щоб збалансувати заряд. Коли хімічні речовини вичерпуються, акумулятор перестає виробляти електроенергію.
Існує декілька типів батарей, які класифікуються залежно від їх здатності перезаряджатися та використовуваних матеріалів. Найпоширенішими є:
Ємність батареї вимірюється в ампер-годинах (Ah) або міліампер-годинах (mAh), що вказує на величину струму, яку батарея може забезпечити протягом певного періоду. Енергія, що зберігається в акумуляторі, вимірюється у ват-годинах (Вт·год) і розраховується за формулою:
Енергія (Wh) = Ємність (Ah) × Напруга (V)
Наприклад, акумулятор ємністю 2 А·год і номінальною напругою 3,7 В зберігає \(2 Ah \times 3.7 V = 7.4Wh\) енергії.
Акумулятори всюдисущі в сучасному житті, живлячи все від портативної електроніки до електромобілів і систем відновлюваної енергії. Окрім використання в споживчій електроніці, батареї також відіграють вирішальну роль у системах аварійного живлення, медичних пристроях та аерокосмічних додатках.
Виробництво та утилізація батарей негативно впливає на навколишнє середовище, включаючи використання токсичних матеріалів і утворення електронних відходів. Програми переробки мають важливе значення для мінімізації цих наслідків шляхом відновлення цінних матеріалів і належної утилізації небезпечних речовин.
Цей експеримент передбачає створення простої батареї за допомогою побутових предметів, щоб зрозуміти основні принципи роботи батарей.
Електричні батареї є важливою технологією в нашому сучасному світі, що забезпечує портативне та зручне джерело електроенергії. Розуміння того, як працюють батареї, їх типів і застосування, допомагає нам оцінити роль, яку вони відіграють у повсякденному житті, і важливість розробки екологічних практик їх використання та утилізації.
