Фізика і хімія в побуті. Підручник для осіб з особливими освітніми потребами (F70). 9 клас. Тороп

§ 5. Акумулятори

Елемент живлення, який не перезаряджається, називається первинною батареєю або одноразовою батареєю (мал. 23).

Мал. 23. Приклади одноразових батарейок

Акумулятор, є батареєю, яка може бути відновлена до повного заряду за рахунок використання електричної енергії. Його ще називають вторинною батареєю (мал. 24).

Мал. 24. Приклади акумуляторних батарейок

Порівняно з одноразовими елементами акумуляторні батареї мають багато переваг. Їх можна використовувати багаторазово. Вони створюють менше забруднення, тому що їх не так швидко викидають. Їх використання може коштувати менше, тому що людям доводиться купувати батареї рідше. У акумуляторних батарей теж є недоліки. Вони дорожчі у виробництві. В них більше токсичних хімікатів, ніж в одноразових батареях. Як і інші батареї, акумуляторні батареї потрібно правильно утилізувати.

Акумуляторні батареї можна використовувати в багатьох мобільних пристроях, таких як МР3-плеєри, мобільні телефони, ноутбуки, ліхтарики та в інших побутових приладах.

Потужні акумуляторні батареї використовуються в електромобілях, скутерах, локомотивах і кораблях, моторизованих інвалідних візках, електричних велосипедах і самокатах, інструментах, джерелах безперебійного живлення та акумуляторних електростанціях.

Енергія, яка використовується для зарядки акумуляторних батарей, надходить від зарядного пристрою, що працює від мережі електричного струму. Заряджати акумулятори потрібно від декількох хвилин до декількох годин. Зазвичай для повної зарядки потрібно 14 годин або більше. Зарядні пристрої для швидкої зарядки можуть заряджати елементи всього за п’ятнадцять хвилин.

Електрична енергія утворюється в акумуляторі внаслідок хімічної реакції. Залежно від речовин, які в ній беруть участь, виділяють типи акумуляторних батарей:

• Свинцево-кислотний (кислотний) акумулятор (мал. 25)
• Нікель-кадмієвий (лужний) акумулятор
• Літій-іонний акумулятор

Серед найчастіше використовуваних акумуляторних батарей — акумуляторні свинцево-кислотні батареї, які використовуються в автомобілях.

Як правило, ніколи не потрібно заряджати їх, тому що автомобіль робить це автоматично під час роботи двигуна. Свинцево-кислотні батареї відносно великі, дуже важкі, і їх не можна повністю заряджати і розряджати занадто багато разів. Недоліком є використання токсичного свинцю, який може викликати екологічні проблеми при вивезенні на звалища.

Нікель-кадмієві акумулятори широко використовуються в якості заміни одноразових батарей в таких речах, як іграшки, ліхтарики і електроінструменти. Вони відносно дешеві, їх можна заряджати та розряджати сотні разів, і при правильному використанні вони прослужать близько десяти років. Але в них міститься токсичний металевий кадмій. Якщо їх закопати на звалищі, замість того, щоб належним чином переробити, кадмій може потрапити в ґрунт і забруднити водотоки поблизу (мал. 26).

Мал. 25. Свинцево-кислотний автомобільний акумулятор

Мал. 26. Нікель-кадмієві акумулятори

Літій-іонні батареї можуть зберігати приблизно вдвічі більше енергії, ніж нікель-кадмієві акумуляторні батареї, працюють при вищих напругах і більш екологічні, але служать недовго (мал. 27). Їх можна заряджати та розряджати сотні разів, а їх термін служби зазвичай становить кілька років, тому вони відмінно підходять для повсякденного використання в електронних гаджетах, які не призначені для тривалого використання (телефони, ноутбуки, медичне обладнання тощо).

Мал. 27. Літій-іонний акумулятор

Акумулятори спеціального призначення зазвичай проектуються та виготовляються за індивідуальним замовленням для конкретних цілей. Наприклад, віддалена гірська метеорологічна станція може живити свій радіопередавач від батареї, здатної витримувати екстремальні температури. У космічних супутниках використовують батареї спеціального призначення, які відповідають надзвичайно високим стандартам надійності, оскільки їх нелегко замінити після запуску.

Висновки

Порівняно з одноразовими елементами живлення акумуляторні батареї мають багато переваг: їх можна використовувати багаторазово, вони створюють менше забруднень, тому що їх не так швидко викидають, їх використання може коштувати менше, тому що людям доводиться купувати батареї рідше. Недоліки акумуляторів: вони дорожчі у виробництві, містять більше токсичних хімікатів, ніж одноразові батареї.

Акумулятори різного хімічного складу вимагають різного часу зарядки. Неправильна зарядка акумулятора може пошкодити акумулятор — батареї можуть перегрітися, спалахнути або вибухнути.

Конспект учня (напиши у зошиті)

Акумулятор, є батареєю, яка може бути відновлена до повного заряду за рахунок використання електричної енергії.

Акумулятор називають вторинною батареєю.

Типи акумуляторних батарей:

• Свинцево-кислотний акумулятор
• Нікель-кадмієвий акумулятор
• Літій-іонний акумулятор

Подумай та дай відповідь

• 1. Назвіть відомі вам джерела електричного струму. Якими джерелами струму вам доводилося користуватися?
• 2. Дайте визначення, що називається акумулятором.
• 3. Чим відрізняються первинні та вторинні батареї?
• 4. Назвіть види акумуляторів.
• 5. Поясніть принцип утворення електричного струму акумуляторами?
• 6. Як заряджаються акумулятори?
• 7. Які недоліки мають акумулятори? Як їх слід утилізувати?
• 8. Наведіть приклади використання акумуляторів спеціального призначення.

Цікаві факти

Перший акумулятор, який можна було перезаряджати, створив у 1859 році французький учений Гастон Планте. В гальванічному елементі, який він розробив, функцію електродів виконували свинцеві пластини, а в якості електроліту використовувалася сірчана кислота.

Мал. 28. Гастон Планте і його перший акумулятор