入門級(jí)資料——電池的工作過程

電池是能持續(xù)產(chǎn)生電子的化學(xué)裝置。每個(gè)都電池有正負(fù)極，在AA、AAA型、C型或者D型電池中，正負(fù)極在電池的兩端。

C型和D型電池

負(fù)極部分產(chǎn)生電子，正負(fù)極之間如果連接一根金屬線，電子就順著它迅速流到正極，有多快呢？主要看電壓有多高，不過大約幾百公里每秒的樣子，如果直接這樣接起來是比較危險(xiǎn)的，一般都需要把某種類型的負(fù)載接在電池正負(fù)極兩端，比如燈、電動(dòng)機(jī)、無線電等等。

最簡單的電池應(yīng)用

電池兩端電子生成的數(shù)量取決于電池里化學(xué)反應(yīng)的速度，您可以在電子市場中買個(gè)幾十塊錢的萬用表，這樣可以看到自制電池生效的過程。

廉價(jià)萬用表

以下將介紹如何制作伏特電堆：

1、準(zhǔn)備若干1毛錢、5毛錢硬幣，紙板、鹽、水

2、兌一杯鹽水，盡量飽和

3、將紙板浸入鹽水中

4、5毛錢硬幣在上，1毛錢硬幣在下，中間夾一層蘸了鹽水的紙板（三明治一樣）

5、把若干個(gè)三明治堆起來。

伏特電堆示意圖

這時(shí)你用萬用表量頂部與底部的電壓，會(huì)出現(xiàn)讀數(shù)，200年前伏特就做過這樣的實(shí)驗(yàn)了。您也可以增加堆疊層數(shù)看看電壓如何變化，也可以改用其他幣種看看電壓有什么變化。

此外還可以做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，需要準(zhǔn)備以下材料：一個(gè)容器（糖罐）、一些稀酸（醋、檸檬汁）、幾個(gè)釘子（曲別針、大頭針）、一些銅線。然后這樣做：

1、選擇不同材質(zhì)的釘子，一根銅絲拴一個(gè)釘子

2、把算倒入容器內(nèi)

3、把兩個(gè)系著銅絲的釘子扔進(jìn)容器里，不讓他們互相接觸

4、用萬用表看電壓電流變化

簡單的電池

您可以換用曲別針，或者其他金屬看看電壓與電流的變化，也可以換用鹽水看看變化。

大部分傳統(tǒng)電池讓電子保持一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生電流的，蓄電池則可以在外加電壓的作用下發(fā)生逆向反映。比如鉛酸蓄電池在適當(dāng)?shù)碾妷合孪螂姵爻潆?，兩個(gè)極板上將再次生成鉛和二氧化鉛。而中學(xué)學(xué)過的很多生成氫氣的電解反應(yīng)過程中，氫氣就很難回到電解液中?，F(xiàn)代電池使用各種化學(xué)物質(zhì)為反應(yīng)提供能量。典型的化學(xué)電池包括：

鋅碳電池——（也稱為標(biāo)準(zhǔn)碳電池）所有廉價(jià)的AA型、C型和D型干電池均使用鋅碳化學(xué)物質(zhì)。電極為鋅和碳，兩極之間采用酸性糊狀液體作為電解液。

堿性電池——用于常見的Duracell（金霸王）和Energizer（勁量）電池，電極為鋅和二氧化錳，并使用堿性電解液。

照相機(jī)鋰電池——照相機(jī)中的電池使用鋰、碘化鋰和碘化鉛，因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁╇娪勘Ｗo(hù)。

鉛酸電池——用于汽車，電極為鉛和二氧化鉛，并使用強(qiáng)酸電解液（可充電）。

鎳鎘電池——電極為氫氧化鎳和鎘，并使用氫氧化鉀作為電解液（可充電）。

鎳金屬氫化物電池——此類電池將很快取代鎳鎘電池，因?yàn)榍罢卟淮嬖谟洃浶?yīng)，而后者卻存在（可充電）。

鋰離子電池——由于具備極佳的功率重量比，因此此類電池通常用于高端筆記本電腦和手機(jī)（可充電）。

鋅空氣電池——此類電池重量輕，并可以充電。

鋅汞電池——此類電池通常用于助聽器。

鋅銀電池——由于具備良好的功率重量比，因此此類電池用于航空航天設(shè)備。

金屬氯化物電池——此類電池用于電動(dòng)車。

在使用電池的設(shè)備中因?yàn)樾枰碾妷汉碗娏鞑煌?，我們不可能只使用單個(gè)電池，通常需要將電池單元串聯(lián)在一起形成更高的電壓，或?qū)⑵洳⒙?lián)在一起形成更高的電流。下圖顯示了這兩種結(jié)構(gòu)：

電池的并聯(lián)和串聯(lián)

上面四個(gè)電池是并聯(lián)，如果每個(gè)電池單元生成1.5伏電壓，四個(gè)并聯(lián)后電壓也是1.5V，但提供的電流卻為單個(gè)電池單元的四倍。下面的四個(gè)電池是串聯(lián)，這樣連接后將產(chǎn)生6V電壓，能提供的電流和單個(gè)電池一樣。

當(dāng)你買電池時(shí)，包裝上會(huì)顯示電池的額定電壓和額定電流。比如老式數(shù)碼相機(jī)使用四節(jié)鎳鎘電池，每個(gè)電池單元的額定電壓為1.25伏，額定電流為500毫安時(shí)，額定毫安時(shí)表示電池里的電量，也就是可以提供電子的總數(shù)。您可以將額定的毫安時(shí)劃分為多種不同的形式，一個(gè)500毫安時(shí)的電池可以在100小時(shí)內(nèi)生成5mA電流，在50小時(shí)內(nèi)生成10mA電流、在20小時(shí)內(nèi)生成25mA電流，或（在理論上）在1小時(shí)內(nèi)生成500毫安電流，甚至在30分鐘內(nèi)生成1A電流。

但電池并不具備如此高的線性。首先，所有電池都有一個(gè)額定的最大電流—一個(gè)500毫安時(shí)的電池?zé)o法在1秒內(nèi)生成30,000毫安電流，原因是該電池的化學(xué)反應(yīng)無法在如此短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生，并且在更高的電流強(qiáng)度下，電池會(huì)生成大量熱量，從而損失了某些能量。此外，在極低的電流強(qiáng)度下，許多化學(xué)電池的壽命可能會(huì)比預(yù)期的壽命長或短。但在通常的使用范圍內(nèi)，可以對(duì)額定毫安時(shí)進(jìn)行一定程度的線性劃分。使用額定的毫安時(shí)，可以粗略估計(jì)電池在給定負(fù)載下的持續(xù)供電時(shí)間。

如果將四個(gè)1.25伏、500毫安時(shí)的電池串聯(lián)在一起，則最終的電壓為5伏(1.25x4)，電流為500毫安時(shí)；如果將這四個(gè)電池并聯(lián)在一起，則最終的電壓將為1.25伏，電流為2,000（500x4）毫安時(shí)。

您是否見過9V電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？

9V電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)

9V電池實(shí)際是有6個(gè)首尾相接的1.5V小電池組成的。

編輯總結(jié)：

電容是電子設(shè)備中的重要元件，在電源中也是如此，電池和電容都有儲(chǔ)能的功能，而相比較來說，電池儲(chǔ)能的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容（幾萬倍？）