Les équipements portables à faible consommation sont souvent conçus pour être alimentés par de petites piles sèches qui ne sont pas conçues pour être rechargées. Dans la vie de tous les jours, ces sources de tension chimiques jetables sont appelées piles. Les piles de tailles standard AA et AAA sont populaires. Ces lettres indiquent le format externe de la batterie. La structure interne peut être complètement différente. Dans ce facteur de forme, différents types de batteries sont produites, y compris rechargeables (accumulateurs).
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Qu'est-ce qu'une batterie
Le terme "batterie" n'est pas tout à fait correct. Une batterie est une source d'énergie composée de plusieurs éléments. Ainsi, une batterie à part entière peut être appelée un élément 3R12 (3LR12) - une «batterie carrée» (336 selon la classification soviétique) - composée de trois éléments.En outre, la batterie se compose de 6 cellules de l'élément 6R61 (6LR61) - "Krona", "Korund". Mais le nom de "batterie" dans la vie quotidienne s'applique également aux sources d'alimentation chimiques à un seul élément, y compris les tailles AA et AAA. Dans la terminologie anglo-saxonne, un seul élément s'appelle Cell, et une batterie de deux ou plusieurs sources de tension s'appelle Battery.
De tels éléments sont des récipients cylindriques hermétiquement scellés. Ils subissent une transformation énergie chimique en électricité. Les réactifs (agent oxydant et agent réducteur) qui créent l'EMF sont placés dans un verre de zinc ou d'acier. Le fond du verre sert de borne négative. Auparavant, toute la surface extérieure du verre était donnée sous le pôle négatif, mais ce chemin entraînait de fréquents courts-circuits. De plus, la surface du cylindre a été exposée à la corrosion, ce qui a entraîné une réduction de la durée de vie et du stockage de l'élément. Dans les batteries modernes, un revêtement est appliqué à l'extérieur pour protéger contre la corrosion et servir d'isolant contre les courts-circuits. Le collecteur de courant du pôle positif est une tige de graphite, qui est ressortie.
Types de piles
Les batteries sont classées en catégories selon différents critères. Le principal devrait être reconnu comme la composition chimique - la technologie permettant d'obtenir des champs électromagnétiques. Pour une utilisation pratique, il existe plusieurs autres caractéristiques différentes.
Par composition chimique
La différence de potentiel aux pôles des cellules galvaniques est créée en raison de la réaction chimique entre les substances dans la solution d'électrolyte et s'arrête lorsque les ingrédients ont complètement réagi. Vous pouvez réaliser les processus nécessaires de différentes manières. Selon ce critère, les batteries sont divisées en :
- Le sel. Le type traditionnel de batteries, inventé il y a environ 100 ans.La réaction entre le zinc et le dioxyde de manganèse se produit dans un milieu électrolytique - une solution de sel d'ammonium épaissie. Outre leur faible poids et leur faible prix, ces éléments présentent un certain nombre d'inconvénients importants :
- petite capacité de charge;
- tendance à l'auto-décharge pendant le stockage ;
- mauvaise performance à basse température.
La technologie de production est considérée comme obsolète, par conséquent, de tels éléments sur le marché des cellules galvaniques sont chassés par de nouveaux types.
- Les éléments alcalins (alcalins) sont considérés comme plus modernes. Ils sont disposés de la même manière, mais l'électrolyte est une solution alcaline (hydroxyde de potassium). Ces batteries présentent des avantages par rapport aux batteries salines :
- grande capacité et capacité de charge;
- un faible courant d'autodécharge détermine une longue durée de vie ;
- bonnes performances à basse température.
Vous devez payer cela avec beaucoup de poids et un prix plus élevé.
- Les cellules les plus avancées à l'heure actuelle sont au lithium (à ne pas confondre avec les batteries au lithium !). En tant que réactif "plus", ils utilisent lithium, le négatif peut être différent. Divers liquides sont également utilisés comme électrolyte. Cette technologie permet d'obtenir des éléments qui présentent les avantages suivants :
- poids léger (moins que les autres types);
- longue durée de conservation grâce à une très faible autodécharge ;
- augmentation de la capacité et de la capacité de charge.
De l'autre côté de l'échelle - le coût élevé.
Selon ces trois technologies, des éléments de tailles AA et AAA sont produits. Il convient de mentionner deux autres types de batteries :
- Mercure;
- argent.
Selon ces technologies, on produit principalement des batteries de type disque.De tels éléments ont leurs avantages et leurs inconvénients, mais les jours des piles au mercure sont comptés - les accords internationaux suggèrent une diminution des volumes de production et une interdiction complète de la production dans les années à venir.
Par taille
La taille (plus précisément, le volume) d'une batterie détermine de manière unique sa capacité électrique (dans les limites de la technologie) - plus il est possible de placer de réactifs à l'intérieur du cylindre, plus la réaction est longue. La capacité d'une cellule de sel de taille AA sera supérieure à la capacité d'une cellule de sel AAA. D'autres facteurs de forme de piles AA sont également disponibles :
- A (supérieur à AA);
- AAAA (inférieur à AAA);
- C - longueur moyenne et épaisseur accrue;
- D - augmentation de la longueur et de l'épaisseur.
Ces types d'éléments ne sont pas si populaires, leur portée est limitée. Les deux types sont produits uniquement par des technologies alcalines et salines.
Par tension nominale
La tension nominale d'une batterie à une seule cellule est déterminée par sa composition chimique. Les cellules galvaniques alcalines au sel au repos délivrent une tension de 1,5 V. Les alimentations au lithium sont disponibles à la fois avec une tension de 1,5 V (pour la compatibilité avec d'autres types) et avec une tension accrue (jusqu'à 3 V). Mais dans les tailles considérées, vous ne pouvez acheter que des éléments d'un volt et demi - pour éviter toute confusion.
Pour les batteries neuves, la tension sous charge nominale est proche de cette valeur. Plus la source chimique est déchargée, plus la tension de sortie chute sous la charge.
Les cellules peuvent être collectées dans des batteries. Ensuite, la tension de sortie devient un multiple de la tension d'un élément. Ainsi, la batterie 6R61 ("Krona") contient 6 cellules d'un volt et demi.Ils délivrent une tension totale de 9 volts. La taille de chaque cellule est petite et la capacité d'une telle batterie est faible.
Quelles piles sont appelées doigt et petit doigt
Ces deux tailles de cellules galvaniques appartiennent à la classe des batteries à doigts. Ce terme technique est utilisé depuis l'époque soviétique pour désigner des batteries de forme similaire. L'URSS a produit des cellules salines à un seul élément "Uranus M" (316) et alcalines "Quantum" (A316), correspondant au type actuel d'AA. Il y avait aussi d'autres éléments de doigt cylindriques d'autres tailles et proportions.
Dans les années 1990, les marchands sur les marchés ont inventé le terme piles "petit doigt" pour distinguer les cellules AAA des autres facteurs de forme. Ce nom s'est répandu dans la vie de tous les jours. Mais l'utiliser dans des matériaux techniques est pour le moins non professionnel.
Principales caractéristiques techniques des piles AA et AAA
La principale différence entre les piles AA et AAA est la taille. Et lui, comme déjà mentionné, détermine la capacité.
| Taille | Longueur, mm | Diamètre, mm | Capacité électrique, mAh | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Lithium | Le sel | alcalin | Lithium | ||
| AA | 50 | 14 | 1000 | 1500 | jusqu'à 3000 |
| AAA | 44 | 10 | 550 | 750 | 1250 |
Il faut se rappeler que la capacité électrique dépend du courant de décharge et que sa valeur nominale pour tout type d'éléments ne dépasse pas plusieurs dizaines de milliampères. À des courants supérieurs à 100 mA, la capacité de la batterie sera beaucoup plus faible. Cela signifie qu'une cellule de 1000 mAh, déchargée avec un courant de 10 mA, durera environ 100 heures. Mais si le courant de décharge est de 200 mA, la charge sera épuisée bien avant 5 heures. La capacité diminuera plusieurs fois. De plus, la capacité électrique de tout élément diminuera avec la diminution de la température.
Selon la taille et la technologie, les batteries ont des poids différents, bien que cette caractéristique soit rarement décisive - la masse des équipements dépasse dans la plupart des cas de manière significative le poids de plusieurs batteries. Le plus souvent, il est nécessaire de le savoir à des fins de stockage et de transport de cellules galvaniques.
| Taille | Poids, grammes | ||
|---|---|---|---|
| Le sel | alcalin | Lithium | |
| AA | jusqu'à 15 | jusqu'à 25 | jusqu'à 15 |
| AAA | 7-9 | 11-14 | à 10 |
Le poids des batteries varie en fonction non seulement de la technologie de fabrication, mais également de la méthode de production du verre. Il peut être en métal avec un revêtement en plastique ou entièrement en polymère. Avec trois éléments de puissance, vous pouvez gagner au mieux 30 grammes de poids. Il est peu probable que cela puisse devenir un critère déterminant lors du choix.
La durée de conservation est déterminée par le courant d'autodécharge et la capacité de la cellule. L'autodécharge dépend de la technologie, la capacité dépend du facteur de forme. Mais en pratique, la seconde caractéristique contribue moins aux fuites de charges lors du stockage. C'est du moins ce qu'assurent les constructeurs, indiquant à peu près les mêmes durées en entrepôt pour les éléments AA et AAA. La température affecte également la durée de conservation - avec son augmentation, la durée de conservation diminue.
| Taille | Durée de conservation, années | ||
|---|---|---|---|
| Le sel | alcalin | Lithium | |
| AA, AAA | jusqu'à 3 | jusqu'à 5 | 12-15 |
Les éléments de sel ont un autre problème. Les batteries de mauvaise qualité peuvent laisser échapper de l'électrolyte. Par conséquent, la durée de conservation réelle dans ce cas sera encore plus courte.
Les alimentations peuvent fonctionner dans diverses conditions, y compris la température. Et l'adéquation des cellules galvaniques sera différente - également en fonction de la technologie de fabrication. Il a été mentionné que les batteries au sel ne fonctionnent pas bien à des températures inférieures à zéro.Le lithium, malgré tous ses avantages, a une limite supérieure de +55 ° C (la limite inférieure va jusqu'à moins 40 (généralement jusqu'à moins 20), selon le fabricant). Les alcalins ont une large gamme - d'environ moins 30 à +60 ° C et sont les plus polyvalents à cet égard.
En résumé, il convient de noter que les familles AA et AAA comprennent en fait un grand nombre de variantes de cellules galvaniques. Vous pouvez choisir une batterie pour une large gamme de conditions de fonctionnement et une large gamme de coûts.
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