Как выбрать источник питания

Когда плеер начинает работать как во сне или пульт дистанционного управления отказывается переключать телевизионные каналы, приходит время подумать о замене, на первый взгляд, несущественной детали - батареек.

Как показывает практика, большинство людей плохо себе представляет различия между типами батареек и при выборе опирается только на геометрические размеры и цену. При этом часть из них (довольно малочисленная) считает, что за качество надо платить и покупает дорогие раскрученные марки, чья репутация не всегда соответствует действительности. Некоторые приобретают батарейки по-дешевле в первом попавшемся ларьке и совершенно не обращают внимание на фирму-производителя.

Кроме того, часто встречается ситуация, когда две разные батарейки одинаково долго работают в одном устройстве и совершенно по-разному - в другом. Ведь не случайно источники питания делятся на типы. Каждый из них предназначен для определенного класса устройств. И при покупке батареек это необходимо учитывать.

Термины

Конструктивно все батарейки состоят из трех основных элементов: катода, анода и электролита. В процессе многоступенчатой химической реакции происходит образование свободного заряда в материале анода, что приводит к возникновению разности потенциалов между катодом и анодом и появлению тока в цепи.

Для описания качества работы и технических характеристик элементов пользуются определенным набором терминов. Основными параметрами источников тока считаются номинальное напряжение, емкость, ток вспышки, кривая разряда и т.п.

Номинальным напряжением называется напряжение полностью разряженной батареи при ее разряде с очень низкой скоростью. Различные элементы питания имеют разное номинальное напряжение, что связано с различиями в химическом составе и химических реакциях, протекающих в элементе в процессе разряда.

Емкость элемента означает в буквальном смысле количество заряда, которое способен отдать источник питания при разряде при определенных условиях. Под такими условиями подразумевается, например, температура окружающей среды, поскольку емкость может заметно меняться при изменении температуры. Емкость элемента также может зависеть от режима разряда батарейки, в частности, от сопротивления нагрузки изменяется емкость в ампер-часах (то есть, батарейка емкостью 1 Ач может питать устройство с током потребления 1А в течение 1 часа, или 0, 5А в течение 2 часов и т.п.).

Током вспышки называется начальный стабильный ток, который может кратковременно давать батарея. Эта характеристика важна для выяснения области применения той или иной батарейки в различных электронных устройствах. Если, например, в мощной фотовспышке применять элементы питания с низким значением тока вспышки, то она попросту будет работать не на всю свою мощность.

Чрезвычайно важными характеристиками, по которым можно многое узнать о качестве работы элемента, являются кривые разряда элемента, т.е. зависимость напряжения, тока или мощности от времени непрерывной работы элемента при определенной нагрузке. По этим характеристикам можно определить время работы элемента в разных электронных устройствах при разных режимах потребления энергии.

Классификация

Чтобы потребитель легко ориентировался в мире батареек, необходимо придумать удобную универсальную систему обозначений для разных типов элементов. В ней должны фигурировать два основных параметра, описывающиих размер и форму батарейки, а также электрохимическую систему, на которой построен элемент. До недавнего времени существовало огромное количество стандартов обозначений. Сейчас из этой группы выделились два.

Один из них пришел из США, где принято классифицировать батарейки по физическим размерам, не указывая химический состав элемента. Эти обозначения для цилиндрических батареек следующие: D, C, AA, AAA. Такой порядок соответствует уменьшению размеров. Сейчас получил широкое распространение другой, международный стандарт обозначений: LR20, LR14, LR6, LR03, 6F22.

Первая буква в обозначении содержит информацию о химическом строении элемента. Если это буква "L", то перед вами щелочная батарейка, если "S" - то серебряно-цинковая, если "С" - то литиевая, если этой буквы нет - то солевая. "R" - обозначает цилиндрическую форму элемента, "F" - плоскую. Если перед буквенным обозначением стоит цифра, то она обозначает количество параллельно соединенных элементов в батарее. Например, 6F22 обозначает солевую батарейку типа "крона", состоящую их шести 1, 5-вольтовых элементов. Число в конце строки обозначает размеры элемента по определенной таблице соответствия.
Батареи и аккумуляторы

В зависимости от характера протекания токообразующей реакции можно выделить две основные группы элементов питания - первичные и вторичные, или попросту - аккумуляторы. Работа первичных элементов основана на необратимых токообразующих реакциях, и поэтому они рассчитаны на однократное использование. Первичные элементы, в свою очередь, тоже можно разделить на несколько классов. В основе этой классификации уже лежат используемые в конструкции элемента химические материалы и, соответственно, различные химические реакции, вырабатывающие ток.

В настоящее время наиболее распространенными батарейками являются солевые и щелочные. В солевых элементах, или элементах Ле Кланше, в качестве электролита используется раствор хлористого аммония, отрицательный электрод выполнен из цинка, а положительный - из двуокиси марганца. Номинальное напряжение у этих элементов составляет 1, 55 В.

Они характеризуются невысокими энергетическими показателями, не любят холод, имеют заметный саморазряд и невысокую герметичность, что сказывается на относительно небольших сроках хранения батареек от 1, 5 до 3 лет. Зато их отличает чрезвычайно низкая цена. Еще есть один тип батареек, который часто относят к солевым. Это так называетмые хлоридные или цинк-хлоридные элементы. От обычных солевых они отличаются только тем, что в состав их электролита добавлен хлористый цинк. Такие элементы обладают чуть большим напряжением - 1, 6 В. Их энергетические показатели примерно в 1, 5 раза выше, они имеют более широкий температурный диапазон нормальной работы, меньший саморазряд и лучшую герметичность. Кроме того, они способны работать при больших токах саморазряда. Солевые батарейки имеют одну интересную особенность: при перерыве в работе они способны отчасти восстанавливать энергетические характеристики. Это связано с тем, что при отдыхе происходит выравнивание локальных неоднородностей в электролите, возникающих в процессе разряда за счет улучшенной технологии цинк-хлоридные стоят чуть дороже своих "солевых" собратьев. Солевые батарейки (как элементы Ле Кланше, так и цинк-хлоридные) прекрасно подойдут для работы в устройствах с низким и средним потреблением тока. Это связано с высокой экономической эффективностью работы, т.е. длительностью работы элемента, поделенной на его цену. А поскольку при низком потреблении тока менять комплекты часто не придется, то и мороки с ними не будет. Для примера их можно использовать в часах, пультах дистанционного управления, сигнализациях, детских игрушках, радиоприемниках. Бесспорным лидером в секторе солевых батареек является компания Sanyo. Причем батарейки этой фирмы лидируют как по продолжительности работы, так и по экономической эффективности.