باتری چشمه ای از انرژی پتانسیل الکتریکی است که از تبدیل دیگر انرژی ها به انرژی الکتریکی به وجود می آید و این انرژی در قطبهای باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطبهای باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Eemf) باتری می گویند و آن را با یکای ولت اندازه گیری می کنند. قطب مثبت باتری آند و قطب منفی آن کاتد نام دارد.
ساختمان باتری :
هر باتری یک مقاومت داخلی (r) دارد. اختلاف پتانسیل بین قطبهای باتری (v) ، زمانی که جریان I از آن می گذرد، برابر V=Eemf - Ir می باشد. فرایند تبدیل انرژی در باتری با گذشت زمان افزایش مقاومت الکتریکی داخلی همراه است. مقدار مقاومت داخلی به نوع باتری و طرز ساختش وابسته است.
شارژ باتری:
در باتری فرسوده نوعی مقاومت داخلی به قدری زیاد است که با عبور جریان ، ولتاژ دو سر باتری به سرعت افت می کند و باتری قابلیت تامین انرژی الکتریکی مفید را ندارد. در برخی باتریها با گذراندن جریانی در جهت مخالف جریان ، به هنگامی که باتری کار عادی اش را انجام می دهد، می توان باتری را دوباره باردار یا شارژ کرد. در فرایند شارژ باتری انرژی پتانسیل در آن ذخیره می شود البته تعداد دفعات شارژ باتری به خاطر برگشت ناپذیری فرایندهای تبدیل انرژی ، محدود است.
فرایندهای تبدیل انرژی در باتری :
در باتری خشک معمولی ، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت) و ماده کاتد (قطب منفی) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را تشکیل می دهد، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. در باتری خورشیدی ، انرژی الکترومغناطیسی نور تابیده شده به سلولهای خورشیدی ، با جداسازیهای مثبت و منفی درون باتری ، به شکل انرژی الکتریکی در می آید.
توان الکتریکی باتری :
توانی که هر باتری بر حسب وات تامین می کند، برابر حاصلضرب نیروی محرکه الکتریکی (بر حسب ولت) در شدت جریان الکتریکی باتریI (برحسب آمپر) می باشد. در کاربردهایی با توان زیاد از جمله استارت زنی اتومبیل موتور اتومبیل ، میزان توانهای تامین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از 1000 وات می رسد.
در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی ظریف ، مانندسمعکها و ساعت های کامپیوتری ، میزان توانهای تامین شده در حدود چند میلی وات است.
باتریهای امروزی:
امروزه باتریهایی می توان ساخت که به طور متوسط در کاربردها پنج سال عمر مفید دارند. باتریها در بهره گیری از وسایل الکترونیکی نقش مهمی ایفا می کنند. البته با بهبود بخشیدن تکنولوژی باتریها منابع انرژی قابل حملی برای هر معرفی ، از دستگاههای استریوی دستی تا اتومبیلهای برقی، در اختیار داشته باشیم.
باتری خورشیدی
نگاه اجمالی
باتری خورشیدی یا سلولهای فوتو ولتایی ابزارهایی الکترونیکی هستند که با استفاده از پدیده فوتو ولتائیک ، نور یا فوتون را مستقیما به جریان و ولتاژ الکتریکی تبدیل می‌کنند. دانشمندان اولین باتری خورشیدی را در سال 1954 ، با استفاده از ماده نیمه رسانای سیلیسیوم ، در آزمایشگاههای تلفن بل ساختند.
دانشمندان و مهندسان بلافاصله به ارزش باتریهای خورشیدی برای تأمین انرژی ماهواره‌ها پی‌بردند، زیرا این باتریها جرم کمی دارند و هیچ بخش متحرک مکانیکی ندارند. نخستین ماهواره آمریکایی در فضا به باتریهای خورشیدی از جنس سیلیسیوم مجهز شد. و امروزه هم سلول فوتو ولتایی سیلیسیومی هنوز منبع قدرت همه سفینه‌های فضایی
شامل 22 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
دانلود مقاله باتری ها