විද්යුත් චලන බලය
◆බලශක්ති ගබඩා බැටරිවල විසර්ජන කාර්ය සාධනය
බාහිර පරිපථය විවෘතව ඇති විට, එනම් බැටරිය හරහා ධාරාවක් ගලා නොයන්නේ නම්, ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර විභව වෙනස බැටරියේ විද්යුත් චලන බලය (EMF) ලෙස අර්ථ දැක්වේ, සාමාන්යයෙන් E සංකේතය මගින් දක්වනු ලැබේ. EMF අගය විද්යුත් ශක්ති ප්රමාණය පිළිබිඹු කරන දර්ශකවලින් එකකි.බැටරි පද්ධතියප්රතිදානය කළ හැක. තාප ගතික මූලධර්මවලට අනුව, අපට ...
සූත්රයේ, AG නියෝජනය කරන්නේ ගිබ්ස් නිදහස් ශක්තියේ වෙනසයි; n ඉලෙක්ට්රෝන හුවමාරු අංකය නියෝජනය කරයි; E සෛල විද්යුත් චලන බලය නියෝජනය කරයි; සහ F ෆැරඩේ නියතය නියෝජනය කරයි.
සමීකරණය (1.2) පෙන්නුම් කරන්නේ බැටරි විද්යුත් චලන බලයේ විශාලත්වය ප්රධාන වශයෙන් රඳා පවතින්නේ රසායනික ප්රතික්රියාවට සම්බන්ධ ද්රව්යවල ආවේනික ගුණාංග, බැටරි ක්රියාකාරිත්වයේදී ප්රතික්රියා තත්ව (උෂ්ණත්වය වැනි) සහ ප්රතික්රියාකාරකවල ක්රියාකාරිත්වය සහ නිෂ්පාදනවල ක්රියාකාරිත්වය මත වන අතර එය බැටරි ජ්යාමිතිය හෝ ප්රමාණයට බලපාන්නේ නැත.
විවෘත පරිපථ වෝල්ටීයතාවය
බැටරියක විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාවය යනු බාහිර පරිපථය බැටරියෙන් විසන්ධි වූ විට ධන සහ සෘණ අග්ර අතර විභව වෙනසයි. ධනාත්මක සහ සෘණ අග්ර විද්යුත් විච්ඡේදක ද්රාවණයේ තාප ගතික සමතුලිතතාවයට ළඟා වී නොතිබිය හැකි බැවින්, විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාව සාමාන්යයෙන් එහි විද්යුත් චලන බලයට (EMF) වඩා මඳක් අඩු බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. EMF යනු තාප ගතික සූත්ර මත පදනම්ව ගණනය කරන ලද න්යායික අගයක් වන අතර, විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාව යනු සෘජු පර්යේෂණාත්මක මිනුම් මගින් ලබා ගන්නා සත්ය අගයකි; මේ දෙක වටිනාකමින් ඉතා සමීපයි. විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාවය නිවැරදිව නිර්ණය කිරීම සඳහා, මිනුම් ක්රියාවලියේදී මිනුම් උපකරණය හරහා ධාරාවක් ගලා නොයා යුතුය; මෙම පරීක්ෂණය සඳහා සාමාන්යයෙන් භාවිත වන්නේ ඉහළ-ප්රතිරෝධක වෝල්ට්මීටරයක්.
තවද, නාමික වෝල්ටීයතා සංකල්පය නිෂ්පාදන පර්යේෂණවල ද භාවිතා වේ. නාමික වෝල්ටීයතාවය යනු බැටරියක වෝල්ටීයතාවයේ සුදුසු ආසන්න අගයක් වන අතර එය ශ්රේණිගත වෝල්ටීයතාව ලෙසද හැඳින්වේ, එය බැටරි වර්ගය හඳුනා ගැනීමට භාවිතා කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, ඊයම් බැටරියක විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාවය-ඇසිඩ් බැටරිය 2.1V ට ආසන්න වන අතර එහි නාමික වෝල්ටීයතාවය 2.0V ලෙස සකසා ඇත; සින්ක්-මැංගනීස් බැටරියක නාමික වෝල්ටීයතාවය 1.5V වේ; සහ කැඩ්මියම්-නිකල් බැටරියක සහ නිකල්-ලෝහ හයිඩ්රයිඩ් බැටරියක නාමික වෝල්ටීයතාවය 1.2V වේ.
අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය
බැටරියක අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය, සාමාන්යයෙන් අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය ලෙස හැඳින්වේ (Rඅභ්යන්තර), බැටරිය හරහා ධාරාව ගලා යන විට ඇති වන ප්රතිරෝධයයි. මෙම අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය ප්රධාන වශයෙන් කොටස් දෙකකින් සමන්විත වේ: එකක් ද්රව්යයේම ගුණ නිසා ඇති වන ඕමික් අභ්යන්තර ප්රතිරෝධයයි; අනෙක නම් විද්යුත් රසායනික ප්රතික්රියාවේදී ඉලෙක්ට්රෝඩ මතුපිට ධ්රැවීකරණ සංසිද්ධිය මගින් ජනනය වන අතිරේක ධ්රැවීකරණ අභ්යන්තර ප්රතිරෝධයයි.
ඕමික් ප්රතිරෝධය (R0) ඉලෙක්ට්රෝලය ලක්ෂණ, පටල ගුණ සහ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය මගින් බලපායි. විද්යුත් විච්ඡේදක ද්රාවණයක ඕමික් ප්රතිරෝධය එහි නිශ්චිත සංයුතිය, සාන්ද්රණ මට්ටම සහ පරිසර උෂ්ණත්වයට සමීපව සම්බන්ධ වේ. සාමාන්යයෙන්, බැටරි සඳහා විද්යුත් විච්ඡේදක සාන්ද්රණය ඉහළම සන්නායකතා පරාසය තුළ තෝරා ගනු ලැබේ. විද්යුත් විච්ඡේදක අයන සංක්රමණය වීමට පටල ක්ෂුද්ර විවරයන් මගින් ඇති කරන ප්රතිරෝධය පටල ප්රතිරෝධය ලෙස හැඳින්වේ, එනම්, පටල ක්ෂුද්ර විවරයන් හරහා ගමන් කරන විට අයනවලට ඇති ප්රතිරෝධය. පටලයේ ඕමික් ප්රතිරෝධය විද්යුත් විච්ඡේදක වර්ගය, පටල ද්රව්ය, සිදුරු සහ සිදුරු කැස්බෑවේ ප්රමාණය වැනි සාධක සමඟ සම්බන්ධ වේ. ඉලෙක්ට්රෝඩවල ඇති ඝන-අදියර ප්රතිරෝධයට ක්රියාකාරී ද්රව්ය අංශුවල ප්රතිරෝධය, අංශු අතර සම්බන්ධතා ප්රතිරෝධය, සක්රීය ද්රව්ය සහ සන්නායක රාමුව අතර සම්බන්ධතා ප්රතිරෝධය සහ සන්නායක රාමුව, සන්නායක බස්බාර් සහ පර්යන්තවල ප්රතිරෝධයේ එකතුව ඇතුළත් වේ. විසර්ජනය අතරතුර, ක්රියාකාරී ද්රව්යයේ සංයුතිය හා රූප විද්යාව වෙනස් විය හැක, ප්රතිරෝධයේ සැලකිය යුතු වෙනස්කම් ඇති විය හැක. ඝන{10}}අදියර ප්රතිරෝධය අඩු කිරීම සඳහා, ඇසිටිලීන් කළු-ග්රැෆයිට් වැනි සන්නායක සංරචක, එහි සන්නායකතාව වැඩි කිරීමට ක්රියාකාරී ද්රව්යයට බොහෝ විට එකතු කරනු ලැබේ. බැටරියක ඕමික් අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය එහි ප්රමාණය, එකලස් කිරීම සහ ව්යුහය වැනි සාධක සමඟ ද සම්බන්ධ වේ. එකලස් කිරීම වඩාත් සංයුක්ත වන අතර ඉලෙක්ට්රෝඩ පරතරය කුඩා වන තරමට ඕමික් අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය අඩු වේ.
ධ්රැවීකරණ ප්රතිරෝධය (R) යනු ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩවල විද්යුත් රසායනික ප්රතික්රියා වලදී ධ්රැවීකරණය හේතුවෙන් රසායනික බල ප්රභවයක ජනනය වන අභ්යන්තර ප්රතිරෝධයයි. ධ්රැවීකරණ ප්රතිරෝධය විද්යුත් රසායනික ධ්රැවීකරණය සහ සාන්ද්රණ ධ්රැවීකරණය නිසා ඇතිවන ප්රතිරෝධයන්ගේ එකතුව ඇතුළත් වේ. එහි විශාලත්වය සක්රීය ද්රව්යවල ගුණ, ඉලෙක්ට්රෝඩ ව්යුහය සහ බැටරි නිෂ්පාදන ක්රියාවලියට බලපාන අතර එය බැටරියේ ක්රියාකාරී තත්ත්වයට විශේෂයෙන් සමීපව සම්බන්ධ වේ. එබැවින්, විසර්ජන මාදිලියේ සහ විසර්ජන කාලයෙහි වෙනස්කම් සමඟ ධ්රැවීකරණ ප්රතිරෝධය ඒ අනුව වෙනස් වේ.
ක්රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය
බැටරියක ක්රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය, භාර වෝල්ටීයතාව හෝ විසර්ජන වෝල්ටීයතාවය ලෙසද හැඳින්වේ, බාහිර පරිපථයක් හරහා ධාරාව ගලා යන විට බැටරියේ ධනාත්මක සහ සෘණ අග්ර අතර විභව වෙනස අදහස් කරයි. බැටරිය හරහා ධාරාව ගලා යන විට, ධ්රැවීකරණ ප්රතිරෝධය සහ ඕමික් ප්රතිරෝධය නිසා ඇතිවන ප්රතිරෝධය මඟහරවා ගැනීම සඳහා, සත්ය මනින ලද ක්රියාකාරී වෝල්ටීයතා අගය සෑම විටම විවෘත-පරිපථ වෝල්ටීයතාවයට වඩා අඩුය.
සමීකරණයෙන් (1.3) දැකිය හැකි පරිදි, බැටරියේ අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය වැඩි වන අතර, බැටරියේ ක්රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය අඩු වන අතර, සැබෑ බලශක්ති ප්රතිදානය කුඩා වේ. නිසැකවම, බැටරියේ අභ්යන්තර ප්රතිරෝධය හැකි තරම් කුඩා විය යුතුය.