الیکٹرک بیٹری کیسے کام کرتی ہے، اس کے آپریشن کے اصول، اقسام، مقصد اور اہم خصوصیات

الیکٹرک بیٹریوں کے استعمال کا دائرہ بہت وسیع ہے۔ وہ بجلی کے ذرائع کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ بچوں کے کھلونے، اور پاور ٹولز میں، اور برقی گاڑیوں میں کرشن کے ذریعہ کے طور پر۔ بیٹریاں درست طریقے سے استعمال کرنے کے لیے، آپ کو ان کی خصوصیات، ان کی طاقت اور کمزوریوں کو جاننے کی ضرورت ہے۔

الیکٹرک بیٹری کیا ہے اور یہ کیسے کام کرتی ہے۔

الیکٹرک بیٹری - یہ قابل تجدید ہے۔ برقی توانائی کا ذریعہ. galvanic خلیات کے برعکس، خارج ہونے کے بعد، یہ دوبارہ چارج کیا جا سکتا ہے. اصولی طور پر، تمام بیٹریاں ایک ہی طرح سے ترتیب دی گئی ہیں اور ایک کیتھوڈ اور الیکٹرولائٹ میں رکھے ہوئے ایک اینوڈ پر مشتمل ہیں۔

الیکٹروڈ کا مواد اور الیکٹرولائٹ کی ساخت مختلف ہو سکتی ہے، اور یہی چیز بیٹریوں کی صارفی خصوصیات اور ان کے دائرہ کار کا تعین کرتی ہے۔کیتھوڈ اور اینوڈ کے درمیان، ایک غیر محفوظ ڈائی الیکٹرک سیپریٹر بچھایا جا سکتا ہے - ایک الگ کرنے والا جو الیکٹرولائٹ سے رنگا ہوا ہے۔ لیکن یہ، زیادہ تر حصے کے لئے، اسمبلی کی میکانی خصوصیات کا تعین کرتا ہے اور بنیادی طور پر عنصر کے عمل کو متاثر نہیں کرتا ہے۔

عام طور پر، بیٹری کا آپریشن دو توانائی کی تبدیلیوں پر مبنی ہے:

• چارج کرتے وقت الیکٹریکل سے کیمیکل؛
• خارج ہونے والے مادہ کے دوران الیکٹریکل میں کیمیائی.

دونوں قسم کے تبادلوں کی بنیاد الٹ جانے والے کیمیائی رد عمل کی موجودگی پر ہوتی ہے، جس کے دورانیے کا تعین بیٹری میں استعمال ہونے والے مادوں سے ہوتا ہے۔ لہذا، ایک لیڈ ایسڈ سیل میں، انوڈ کا فعال حصہ لیڈ ڈائی آکسائیڈ سے بنا ہوتا ہے، اور کیتھوڈ دھاتی لیڈ سے بنا ہوتا ہے۔ الیکٹروڈ سلفورک ایسڈ کے الیکٹرولائٹ میں ہوتے ہیں۔ انوڈ پر خارج ہونے پر، لیڈ ڈائی آکسائیڈ کم ہو کر لیڈ سلفیٹ اور پانی بن جاتی ہے، اور کیتھوڈ پر لیڈ سلفیٹ میں آکسائڈائز ہو جاتی ہے۔ چارجنگ کے دوران الٹا رد عمل ہوتا ہے۔ دیگر ڈیزائن کی بیٹریوں میں، اجزاء مختلف طریقے سے رد عمل کرتے ہیں، لیکن اصول ایک جیسا ہے۔

بیٹریوں کی اقسام اور اقسام

بیٹریوں کی صارفین کی خصوصیات کا تعین بنیادی طور پر اس کی پروڈکشن ٹیکنالوجی سے ہوتا ہے۔ روزمرہ کی زندگی اور صنعت میں، بیٹری سیل کی کئی اقسام سب سے زیادہ عام ہیں۔

لیڈ ایسڈ

اس قسم کی بیٹری 19 ویں صدی کے وسط میں ایجاد ہوئی تھی، اور اب بھی اس کی اپنی جگہ ہے۔ اس کے فوائد میں شامل ہیں:

• سادہ، سستی اور دہائیوں پرانی پروڈکشن ٹیکنالوجی؛
• اعلی موجودہ پیداوار؛
• طویل خدمت زندگی (300 سے 1000 چارج ڈسچارج سائیکل)؛
• سب سے کم خود خارج ہونے والا کرنٹ؛
• کوئی میموری اثر نہیں.

اس کے نقصانات بھی ہیں۔سب سے پہلے، یہ ایک کم مخصوص توانائی کی شدت ہے، جس کے نتیجے میں طول و عرض اور وزن میں اضافہ ہوتا ہے. کم درجہ حرارت پر بھی خراب کارکردگی ہے، خاص طور پر منفی 20 °C سے نیچے۔ ضائع کرنے کے ساتھ بھی مسائل ہیں - لیڈ مرکبات کافی زہریلا ہیں. لیکن یہ کام دوسری قسم کی بیٹریوں کے لیے ضروری ہے۔.

جبکہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو ان کے بہترین کے مطابق بنایا گیا ہے، یہاں تک کہ بہتری کی گنجائش موجود ہے۔ مثال کے طور پر، AGM ٹیکنالوجی ہے، جس کے مطابق الیکٹرولائٹ کے ساتھ ایک غیر محفوظ مواد کو الیکٹروڈ کے درمیان رکھا جاتا ہے۔ یہ چارج اور خارج ہونے والے الیکٹرو کیمیکل عمل کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ بنیادی طور پر، یہ بیٹریوں کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بناتا ہے (وائبریشن کے خلاف مزاحمت، تقریبا کسی بھی پوزیشن میں کام کرنے کی صلاحیت وغیرہ) اور کسی حد تک آپریشن کی حفاظت کو بڑھاتا ہے۔

نیز ایک قابل ذکر فائدہ مائنس 30 ° C تک درجہ حرارت پر گنجائش اور موجودہ پیداوار کے نقصان کے بغیر آپریشن کو بہتر بنانا ہے۔ AGM بیٹریوں کے مینوفیکچررز شروع ہونے والے کرنٹ اور وسائل میں اضافے کا دعویٰ کرتے ہیں۔

جیل بیٹریاں لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی ایک اور ترمیم ہیں۔ الیکٹرولائٹ جیلی حالت میں گاڑھا ہو جاتا ہے۔ یہ آپریشن کے دوران الیکٹرولائٹ کے اخراج کو حاصل کرتا ہے اور گیسوں کی تشکیل کے امکان کو ختم کرتا ہے۔ لیکن موجودہ پیداوار کسی حد تک کم ہو گئی ہے، اور یہ جیل بیٹریوں کو سٹارٹر بیٹریوں کے طور پر استعمال کرنے کے امکان کو محدود کر دیتا ہے۔ بڑھتی ہوئی صلاحیت اور بڑھتے ہوئے وسائل کے لحاظ سے ایسی بیٹریوں کی اعلان کردہ معجزاتی خصوصیات مارکیٹرز کے ضمیر پر ہیں۔

لیڈ ایسڈ بیٹریاں عام طور پر وولٹیج اسٹیبلائزیشن موڈ میں چارج ہوتی ہیں۔ اسی وقت، بیٹری پر وولٹیج بڑھ جاتا ہے اور چارج کرنٹ کم ہو جاتا ہے۔ چارجنگ کے عمل کے اختتام کا معیار مقررہ حد تک موجودہ گراوٹ ہے۔

نکل کیڈیمیم

ان کی صدی ختم ہو رہی ہے اور دائرہ کار آہستہ آہستہ سکڑتا جا رہا ہے۔ ان کی اہم خرابی ایک واضح میموری اثر ہے. اگر آپ نامکمل طور پر خارج ہونے والی Ni-Cd بیٹری کو دوبارہ چارج کرنا شروع کرتے ہیں، تو عنصر اس سطح کو "یاد رکھتا ہے"، اور اس قدر سے صلاحیت کا مزید تعین کیا جاتا ہے۔ ایک اور مسئلہ کم ماحولیاتی دوستی ہے۔ زہریلے کیڈیمیم مرکبات ایسی بیٹریوں کو ضائع کرنے میں مسائل پیدا کرتے ہیں۔ دیگر نقصانات میں شامل ہیں:

• خود خارج ہونے کا اعلی رجحان؛
• نسبتا کم بجلی کی کھپت.

لیکن اس کے فوائد بھی ہیں:

• کم قیمت؛
• طویل سروس کی زندگی (1000 چارج ڈسچارج سائیکل تک)؛
• اعلی کرنٹ فراہم کرنے کی صلاحیت۔

اس کے علاوہ، اس طرح کی بیٹریوں کے فوائد میں کم منفی درجہ حرارت پر کام کرنے کی صلاحیت بھی شامل ہے۔

Ni-Cd سیلز کی چارجنگ ڈائریکٹ کرنٹ موڈ میں کی جاتی ہے۔ آپ چارجنگ کرنٹ میں ہموار یا مرحلہ وار کمی کے ساتھ ری چارج کر کے صلاحیت کو مکمل طور پر استعمال کر سکتے ہیں۔ عمل کے اختتام کو سیل وولٹیج کو کم کرکے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

نکل میٹل ہائیڈرائڈ

نکل کیڈیمیم بیٹریوں کو تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ بہت سی خصوصیات اور صارفین کی خصوصیات Ni-Cd سے زیادہ ہیں۔ یاداشت کے اثر سے جزوی طور پر چھٹکارا حاصل کرنا، توانائی کی شدت میں تقریباً ڈیڑھ گنا اضافہ اور خود خارج ہونے کے رجحان کو کم کرنا ممکن تھا۔ ایک ہی وقت میں، اعلی موجودہ کارکردگی کو محفوظ کیا گیا اور لاگت تقریبا اسی سطح پر رہی۔ ماحولیاتی مسئلہ کو کم کیا گیا ہے - بیٹریاں زہریلے مرکبات کے استعمال کے بغیر تیار کی جاتی ہیں۔ لیکن ہمیں اس کے لیے نمایاں طور پر کم وسائل (5 گنا تک) اور منفی درجہ حرارت پر کام کرنے کی صلاحیت کے ساتھ ادائیگی کرنی پڑی - نکل کیڈیمیم والے کے لیے صرف -20 ° C بمقابلہ -40 ° C تک۔

اس طرح کے خلیات کو براہ راست کرنٹ موڈ میں چارج کیا جاتا ہے۔ عمل کے اختتام کو ہر عنصر پر وولٹیج کو 1.37 وولٹ تک بڑھا کر کنٹرول کیا جاتا ہے۔ منفی اضافے کے ساتھ سب سے زیادہ سازگار پلس کرنٹ موڈ ہے۔ یہ یادداشت کے اثرات کو ختم کرتا ہے۔

لی آئن

لتیم آئن بیٹریاں پوری دنیا کو اپنی لپیٹ میں لے رہی ہیں۔ وہ ان علاقوں سے دوسری قسم کی بیٹریاں ہٹاتے ہیں جہاں صورتحال غیر متزلزل لگ رہی تھی۔ لی آئن خلیات میں عملی طور پر کوئی میموری اثر نہیں ہوتا ہے (یہ موجود ہے، لیکن نظریاتی سطح پر)، 600 چارج ڈسچارج سائیکل تک برداشت کرتے ہیں، توانائی کی شدت نکل میٹل ہائیڈرائیڈ کی صلاحیت اور وزن کے تناسب سے 2-3 گنا زیادہ ہے۔ بیٹریاں

سٹوریج کے دوران خود سے خارج ہونے کا رجحان بھی کم سے کم ہے، لیکن آپ کو لفظی طور پر اس سب کے لیے ادائیگی کرنی پڑتی ہے - ایسی بیٹریاں روایتی بیٹریوں سے کہیں زیادہ مہنگی ہوتی ہیں۔ پیداوار کی ترقی کے ساتھ قیمت میں کمی کی توقع کی جا سکتی ہے، جیسا کہ عام طور پر ہوتا ہے، لیکن اس طرح کی بیٹریوں کے دیگر موروثی نقصانات - موجودہ کارکردگی میں کمی، منفی درجہ حرارت پر کام کرنے سے قاصر ہونا - موجودہ ٹیکنالوجیز کے فریم ورک کے اندر قابو پانے کا امکان نہیں ہے۔

آگ کے بڑھتے ہوئے خطرے کے ساتھ، یہ کسی حد تک استعمال میں رکاوٹ ہے۔ لی آئن بیٹریاں. یہ بات بھی ذہن میں رکھنی چاہیے کہ ایسے عناصر انحطاط کا شکار ہیں۔ یہاں تک کہ اگر وہ چارج اور ڈسچارج نہیں ہوتے ہیں، تو ان کا وسیلہ خود 1.5 ... 2 سال کے سٹوریج میں صفر ہو جاتا ہے۔

سب سے زیادہ سازگار چارجنگ موڈ دو مراحل میں ہے۔ سب سے پہلے، ایک مستحکم کرنٹ (آسانی سے بڑھتے ہوئے وولٹیج کے ساتھ)، پھر ایک مستحکم وولٹیج (آسانی سے کم ہوتے کرنٹ کے ساتھ)۔ عملی طور پر، دوسرا مرحلہ مرحلہ وار کم چارج کرنٹ کی شکل میں لاگو کیا جاتا ہے۔ اس سے بھی زیادہ کثرت سے، یہ مرحلہ ایک مرحلے پر مشتمل ہوتا ہے - مستحکم کرنٹ آسانی سے کم ہوجاتا ہے۔

بیٹری کی اہم خصوصیات

بیٹری کا انتخاب کرتے وقت پہلا پیرامیٹر جس پر توجہ دی جاتی ہے وہ ہے۔ وولٹیج کی درجہ بندی. ایک بیٹری سیل کے وولٹیج کا تعین سیل کے اندر ہونے والے فزیوکیمیکل عمل سے ہوتا ہے، اور اس کا انحصار بیٹری کی قسم پر ہوتا ہے۔ ایک مکمل چارج شدہ بینک دیتا ہے:

• لیڈ ایسڈ عنصر - 2.1 وولٹ؛
• نکل کیڈیمیم - 1.25 وولٹ؛
• نکل میٹل ہائیڈرائڈ - 1.37 وولٹ؛
• لتیم آئن - 3.7 وولٹ۔

زیادہ وولٹیج حاصل کرنے کے لیے، خلیات کو بیٹریوں میں جمع کیا جاتا ہے۔ لہذا، کار کی بیٹری کے لیے، آپ کو 12 وولٹ (زیادہ واضح طور پر، 12.6 V) حاصل کرنے کے لیے سیریز میں 6 لیڈ ایسڈ کین کو جوڑنے کی ضرورت ہے، اور 18 وولٹ کے اسکریو ڈرایور کے لیے - 3.7 وولٹ کے 5 لیتھیم آئن کین۔

دوسرا اہم پیرامیٹر ہے۔ صلاحیت. لوڈ کے تحت بیٹری کی زندگی کا تعین کرتا ہے۔ یہ ایمپیئر گھنٹے (موجودہ اور وقت کی پیداوار) میں ماپا جاتا ہے۔ لہذا، 3 A⋅h کی گنجائش والی بیٹری 1 ایمپیئر کے کرنٹ کے ساتھ خارج ہونے پر 3 گھنٹے میں، اور 3 ایمپیئر کے کرنٹ کے ساتھ - 1 گھنٹے میں خارج ہو جائے گی۔

اہم! سخت الفاظ میں، بیٹری کی گنجائش موجودہ پر منحصر ہے ڈسچارج، لہذا ایک بیٹری کے لیے مختلف لوڈ ویلیوز پر کرنٹ اور ڈسچارج ٹائم کی پیداوار ایک جیسی نہیں ہوگی۔

اور تیسرا اہم پیرامیٹر - موجودہ فراہمی. یہ زیادہ سے زیادہ کرنٹ ہے جسے بیٹری فراہم کر سکتی ہے۔ یہ اہم ہے، مثال کے طور پر، کے لئے آٹوموٹو بیٹری - سردی کے موسم میں موٹر شافٹ کو موڑنے کے امکان کا تعین کرتا ہے۔ نیز، ہائی کرنٹ فراہم کرنے کی صلاحیت، ہائی ٹارک پیدا کرنا، مثال کے طور پر، پاور ٹولز کے لیے اہم ہے۔ اور موبائل گیجٹ کے لیے یہ خصوصیت اتنی اہم نہیں ہے۔

بیٹریوں کی برقی خصوصیات اور صارفین کی خصوصیات ان کے ڈیزائن اور پروڈکشن ٹیکنالوجی پر منحصر ہیں۔ بیٹریوں کے درست استعمال کا مطلب قابل تجدید کیمیائی توانائی کے ذرائع کے فوائد کا استعمال اور نقصانات کو برابر کرنا ہے۔

ملتے جلتے مضامین: