Keemiline vooluallikas: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P r2.7.2) (Robot: lisatud ca, ht, ro, si, simple, uk; eemaldatud de, fr, pt; muudetud ar, ml, ru, zh |
Resümee puudub |
||
1. rida:
'''Keemiline vooluallikas''' on seade, milles [[
[[File:Battery symbol2.svg|pisi|70px|Patarei tingmärk]]
<div class="tright" style="clear:none">[[Pilt:Battery symbol1.svg|pisi|70px|Keemilise vooluallika üldtingmärk]]</div>
==Liigitus ja terminid==
Keemilised vooluallikad jagunevad ühekordselt ja mitmekordselt kasutatavaiks. Esimesi saab tühjendada, s.t neist energiat elektrivooluna tarbida ühekordselt (pidevalt või vaheaegadega), korduvalt kasutatavad vooluallikad on tühjendamise järel elektrivooluga laetavad; laadimisel muundub tarbitav elektrienergia aktiivainete keemiliseks energiaks.
Ühekordselt kasutatav keemiline vooluallikas on tehnikaterminites väljendatuna primaarne (esmane) vooluallikas, lühemalt primaarvooluallikas ehk primaarallikas, ja laetav keemiline vooluallikas on sekundaarne (teisene) vooluallikas, lühemalt sekundaarvooluallikas ehk sekundaarallikas.
Primaarvooluallika algüksus on [[primaarelement]] ja sekundaarvooluallika algüksus on [[sekundaarelement]]. Primaarelemendi kohta kasutatakse veel ka ajaloolist nimetust [[galvaanielement]]. Sekundaarelemendi tuntum nimetus on akuelement.
[[Kategooria:Keemia]]▼
Kaks või enam elektriliselt ühendatud elementi moodustavad [[patarei]]. Primaarelementide ühendamisel saadakse primaarpatarei. Sekundaarelementide ühendusena saadud sekundaarpatareid tuntakse rohkem [[akupatarei]]na.
Igapäevases keelekasutuses on välja kujunenud lühinimetused: kõiki ühekordselt kasutatavaid keemilisi vooluallikaid (seega siis ka üksikuid primaarelemente) nimetatakse patareideks (nt kellapatarei) ja laetavaid allikaid (ka mitmest elemendist koosnevaid) akudeks (nt autoaku).
Mõnes seoses tähendab patarei mistahes liiki keemilist vooluallikat; nii võib seadme (taskulambi, seinakella, juhtmeta hiire) patareitoite (s.t mitte võrgutoite) allikaks olla üks või mitu nn ümarpatareid või vastavat akut. Inglise keeles ongi ''battery'' üldiselt kasutusel selles laias tähenduses. Primaar-sekundaar-liigitus on eri keeltes samatähenduslik.
==Üldine ehitus ja talitlus==
[[Pilt:Keemiline vooluallikas.png|pisi|350px|Keemilise vooluallika tööpõhimõte]]
Keemilise vooluallika põhiosadeks on positiivne ja negatiivne[[elektrood]] ning [[elektrolüüt]]. Elektroodi [[aktiivaine]]na kasutatakse elektrokeemiliselt aktiivseid [[metall]]e ja nende keemilisi ühendeid. Elektrolüüdiks on [[hape]]te, [[alus (keemia)|aluste]] ja [[soolad]]e lahused või ioonvedelikud.
Keemilises vooluallikas toimuvad [[elektrokeemia|elektrokeemilised]] protsessid põhinevad [[redoksreaktsioon]]idel. Vooluallika elemendi negatiivne elektrood on niisugusest metallist, mis elektrolüüdiga reageerides oksüdeerub. [[Oksüdatsioon|Oksüdeerumisprotsessis]] eralduvad metalli aatomeist [[elektron]]id, s.o negatiivse laengu kandjad. Kui ühendada vooluallika klemmidega elektritarviti, moodustub vooluring ja elektronid liiguvad välisahelas negatiivselt elektroodilt positiivsele, s.t tekib elektrivool. Positiivsel elektroodil osalevad elektronid [[reduktsioon (keemia)| reduktsioonireaktsioonis]].
Elektrolüüdis kannavad laengut ühelt elektroodilt teisele [[ioon]]id. Elektroode eraldav separaator võib olla immutatud elektrolüüdilahusega või sisaldada tahkiselektrolüüti.
Voolu tarbimisel toimib positiivne elektrood vooluallika sees [[katood]]ina ning negatiivne elektrood [[anood]]ina. Vastupidisel juhul – kui keemilise vooluallika laadimisel toimub [[elektrolüüs]]iprotsess – vahetavad katood ja anood kohad, nii et oksüdatsioon leab aset positiivsel elektroodil ja reduktsioon negatiivsel elektroodil.
==Tunnussuurused==
*'''[[Elektromotoorjõud]]''' ehk '''avaahelapinge''' on koormamata elemendi klemmidevaheline pinge.
*'''Nimipinge''' on uue elemendi klemmipinge (positiivse ja negatiivse elektroodi vaheline pinge) teatud kindla koormusvoolu korral.
[[Pilt:Primary cells specific energy.svg|pisi|300px|Mitmesuguste primaarallikate [[energiatihedus]] Wh/kg sõltuvalt ümbrustemperatuurist]]
*'''Sisetakistus''' on takistus, mida avaldavad elemendi elektroodid ja elektrolüüt teda läbivale voolule. Koormamisel jääb allika klemmipinge väiksemaks ava-ahelapingest vooluallika sisetakistusel tekkiva pingelangu võrra. Järelikult mida väiksem on vooluallika sisetakistus, seda vähem tema pinge koormamisel langeb, ja seda tugevamat voolu on element suuteline tarbijale andma. Sisetakistus suureneb elemendi säilitamisel, kasutamisel, samuti temperatuuri alanemisel.
*'''Mahutavus''' ehk '''nimilaeng''' on elektrihulk, mida värske primaarelement (galvaanielement) või laetud aku on võimeline andma teatud kindlatel tühjendustingimustel; seda väljendatakse ampertundides (Ah).
*'''[[Energiatihedus]]''' ehk '''erienergia''' väljendab vooluallika energiasisaldust vatt-tundides (Wh) allika massiühiku kohta (ühik enamasti Wh/kg) või mahuühiku kohta (ühik nt Wh/dm<sup>2</sup>).
*'''Säilimiskestus''' ehk säilivus on ajavahemik, mille lõppedes toatemperatuuril säilitatud primaarelemendil on alles veel 90% esialgsest mahutavusest. Säilimisaja lõpu kuu ja aasta on märgitud elemendile. Kuigi primaarelemente võib ka pikemat aega hoida toatemperatuuril, säilivad nad jahedas mõnevõrra kauem; temperatuuril üle 25 ºC kiireneb isetühjenemine tunduvalt.
==Ühendamine==
Enamasti ühendatakse primaar- ja sekundaarvooluallikate elemendid patareis järjestikku ehk jadamisi, kui on vaja saada kõrgemat pinget. Elementide paralleel- ehk rööpühenduse korral on patarei suuteline andma tugevamat voolu.
==Elektrokeemiliste vooluallikate süsteeme==
Keemiliste vooluallikate [[IEC]]-tüübitähise esimene täht määratleb elemendi elektrokeemilise süsteemi ja ühtlasi tema nimipinge. <ref>Thomas Roy Crompton, ''Battery reference book'',Newnes, 2000 ISBN 0-7506-4625-X, Appendix 2</ref>
Tabelis on laetavad vooluallikad paksus kirjas ja eriotstarbelised kaldkirjas.
{| class=wikitable
!Tähtkood!!Negatiivne elektrood!!Elektrolüüt!!Positiivne elektrood!!Nimipinge<br>V!!Elemendi või aku tüüp
|-
|(puudub)||Tsink||Ammooniumkloriid/Tsinkkloriid||Mangaandioksiid||1,5||[[Tsinksüsielement]]
|-
|''A''||''Tsink''||''Ammooniumkloriid/Tsinkkloriid''||''Hapnik''||''1,4''||[[Tsinkõhkelement]]
|-
|B||Liitium||Orgaaniline||Süsinikmonofluoriid||3,0||[[Liitiumelement]]
|-
|C||Liitium||Orgaaniline||Mangaandioksiid||3,0||[[Liitiumelement]]
|-
|''E''||''Liitium''||''Mitteorgaaniline''||''Tionüülkloriid''||''3,6''||[[Liitiumelement]]
|-
|F||Liitium||Orgaaniline||Rauddisulfiid||1,5||[[Liitiumelement]]
|-
|''G''||''Liitium''||''Orgaaniline''||''Vask(II)oksiid''||''1,5''||[[Liitiumelement]]
|-
|'''H'''|||'''Vesinikku<br/>absorbeeriv <br/>ühend'''||'''Leelis'''||Nikkeloksiid'''||'''1,2'''||[[Nikkel-metallhüdriidaku]]
|-
|'''K'''||'''Kaadmium'''||'''Leelis'''||'''Nikkeloksiid'''||'''1,2'''||[[Nikkelkaadmiumaku]]
|-
|L||Tsink||Leelis||Mangaandioksiid||1,5||[[Leeliselement]]
|-
|P||Tsink||Leelis||Hapnik||1,65||[[Tsinkõhkelement]]
|-
|'''PB'''||'''Plii'''||'''Väävelhape'''||'''Pliidioksiid'''||'''2,0'''||[[Pliiaku]]
|-
|S||Tsink||Leelis||[[Hõbeoksiid]]||1,55||[[Hõbeoksiidelement]]
|-
|Z||Tsink||Leelis||Mangaandioksiid ja nikkeloksühüdroksiid||1,70||[[Nikkeloksühüdroksiidelement]]
|-
|}
==Vaata ka==
*[[Keemiline vooluallikas]]
*[[Primaarelement]]
*[[Elektriakumulaator]]
==Viited==
{{viited}}
==Välislingid==
*[http://www.tehnikamaailm.ee/est/tech/2006/04/?headerID=531 Patareid]
*[ http://www.powerstream.com/BatteryFAQ.html#Table of Contents Battery Chemistry FAQ]
*[http://batteryuniversity.com/learn/article/sharing_battery_knowledge Sharing battery knowledge]
[[ar:خلية كهركيميائية]]
[[ca:Cel·la electroquímica]]
[[de: Batterie (Elektrotechnik)]]
[[en: Battery (electricity)]]
[[es:Celda electroquímica]]
[[fa:پیل الکتروشیمیایی]]
25. rida ⟶ 102. rida:
[[uk:Хімічні джерела енергії]]
[[zh:電化電池]]
▲[[Kategooria:Keemia]]
[[Kategooria:Keemilised vooluallikad]]
| |||