Akumulators ir ierīce, kas ķīmisko reakciju rezultātā rada elektrisko enerģiju. Ir divu veidu akumulatori: mitrās un sausās baterijas. Slapjo elementu akumulators darbojas ar šķidra elektrolīta šķīduma palīdzību, savukārt sauso elementu akumulatorā šķīdums ir pastas veidā. Dažas mitrās šūnas var uzlādēt, bet citas ir piemērotas tikai īsāku laiku. Tomēr galu galā visas šādas baterijas kļūst nelietojamas un ir jānomaina.
Dažādi veidi
Ir vairāki dažādu veidu mitro elementu akumulatori, kas tiek klasificēti kā “primārās” vai “sekundārās”. Primāro akumulatoru var izmantot tikai līdz tā ķīmiskās vielas ir izsmeltas un vairs nevar reaģēt viena ar otru. Pretstatā tam sekundāro akumulatoru var uzlādēt, efektīvi mainot iekšējo ķīmisko procesu, ko izmanto lādiņa radīšanai.
Dažu bateriju sastāvs
Lielākā daļa automašīnu izmanto mitro šūnu akumulatoru. Svina skābes akumulators, kas bieži sastopams šādos transportlīdzekļos, ir sekundārais akumulators, kas satur svinu, svina oksīdu, plāksnes un šķidru elektrolīta šķīdumu, kas satur 65% ūdens un 35% sērskābes. Dažas no plāksnēm ir anodi, kas piestiprināti pie negatīvā spailes, bet citas ir katodi, kas pievienoti pozitīvajam spailei.
Kā tas darbojas
Kad mitrā elementa akumulatora spailēm ir pievienota slodze, notiek ķīmiska reakcija starp svinu, svina oksīdu un elektrolīta šķīdumu. Reakcijas rezultātā elektrība caur spailēm plūst uz slodzi, un sērskābe tiek noņemta no šķīduma un piesaistīta plāksnēm. Kad akumulators tiek uzlādēts, laižot caur to apgrieztu strāvu, saites starp plāksnēm un sērskābi tiek pārtrauktas un sērskābe atgriežas šķidrā šķīdumā, ļaujot tai nodrošināt vairāk elektrības.
Ilgtermiņa lietošana un nomaiņa
Pēc ilgstošas lietošanas mitrā elementa akumulators vairs nevar nodrošināt pietiekami daudz elektrības tam pievienotajai slodzei. Tas notiek tāpēc, ka laika gaitā materiāls pozitīvajās plāksnēs atslāņojas normālas izlādes un uzlādes ciklu izplešanās un saraušanās laikā. Materiālam atslāņojoties, plāksnes kļūst mazākas, un pārslas veido nogulsnes akumulatora apakšā, kas galu galā rada plākšņu īssavienojumu un pilnībā nogalina akumulatoru.
Slapjo elementu akumulators karstā klimatā bieži nomirst ātrāk, jo karstums liek plāksnēm uzkrāties vai zaudēt materiālu, kā arī tāpēc, ka ūdens iztvaiko no elektrolīta šķīduma. Turklāt ilgstoša akumulatora lietošana, pārmērīga vibrācija un pārmērīga uzlāde var izraisīt akumulatora ātrāku nomiršanu. Kad šis punkts ir sasniegts, to vairs nevar uzlādēt, un tas ir jānomaina.
Mitrās šūnas vēsture
Baterijas ir izmantotas vairāk nekā gadsimtu, un arheoloģiskie pierādījumi liecina, ka galvaniskās šūnas, iespējams, tika izmantotas pirms 2,000 gadiem. Slapjo elementu akumulators bija viens no pirmajiem modernajiem akumulatoru veidiem, kas tika izstrādāts. Džons Frederiks Daniels 1836. gadā radīja pirmo mitro elementu akumulatoru, kas bija pārāks par iepriekšējām versijām, jo bija drošāks un uzticamāks, lai gan to nevarēja pārvietot un tas bija diezgan trausls. Kopš tā laika virkne uzlabojumu ir radījusi mūsdienās plaši izmantotās baterijas.