كيف تعمل البطاريات (3)
الطاقة
الطاقة الكهربائية لكل خلية هي الجهد مضروبا في القدرة, ووحدتها واط ساعي (Watt hour), ويُختصر بـ "Wh". مثلا خلية ليثيوم ذات جهد 3.5 فولت وقدرة 3 Ah فانه يمكنها توليد 10.5 Wh.
في كثير من الاحيان تتم مقارنة خواص الخلية بين البطاريات المختلفة من خلال الطاقة التي تمتلكها الخلايا لكل وحدة وزن او وحدة حجم. عادة تكون قيمة الطاقة هي الكمية التي تكون في كيلوغرام من وزن الخلية او لتر من حجم الخلية, وتسمى بكثافة الطاقة ( Energy density), ووحدتها Wh/kg او Wh/Litre.
الاستطاعة (Power)
نحصل على استطاعة تأثير الخلية من خلال ضرب الجهد مع التيار, ويتم قياسه بوحدة واط (Watt), W. تعتمد الاستطاعة على الوقت. فاذا تم تفريغ الخلية بتيار عالٍ, فان القدرة تُستهلك ايضا بسرعة ولا يستمر التفريغ لفترة طويلة.
فمثلا اذا تم تفريغ خلية الليثيوم التي مر ذكرها بـ 3 A فان الاستطاعة تكون 10.5 W ويتسمر التفريغ لمدة ساعة فقط. واذا فرغنا نفس الخلية بـ 10 امبير فان استطاعتها تكون فقط 30 واط ولا تستمر اكثر من 15 دقيقة.
هناك مقاومة داخلية في الخلايا. وبناءا على قانون اوم ( Ohm`s law) فان تلك المقاومة تؤدي الى انخفاض الجهد, وهو ما يؤثر على استطاعة الخلية.
وكما الطاقة فان استطاعة كل بطارية تقاس من حيث كفائة الخلية لكل وحدة وزن او وحدة حجم.
تناظر الخلية
من الممكن ان نشبه الخصائص الكهربائية للخلية بخزانين من المياه متصلان ببعضهما البعض عن طريق انبوب ما. فالجهد يشبه فرق الضغط بين الخزانين ( الفرق في الارتفاع), والسعة هي كمية المياه المفرغة من احد الخزانين ومنتقلة للخزان الاخر. اما التيار فهو تدفق المياه عبر الانبوب بين الخزانين. والطاقة هي مجموع العمل وفرق الضغط الذي يمكن ان تؤديه كمية المياه. اما الاستطاعة فهي العمل الفوري الذي تقوم به المياه, وتكون القوة عالية كلما تدفقت مياه بكميات كبيرة عبر انبوب قطره كبير.
دارة التوالي او التوازي
غالبا ما يتم توصيل اكثر من بطارية مع بعضهما البعض, مثلا عند الاستخدام في بعض السيارات. وهناك نوعان للتوصيل:
- توصيل متوالي: لزيادة الجهد, حيث يتم توصيل القطب الموجب من احدى البطاريات بالقطب السالب في البطارية الاخرى. مثلا توصيل 6 خلايا رصاص ذات قدرة 10 Ah مع بعضهما البعض توصيلا موازيا, فاننا نحصل على جهد بقوة 12 فولت بينما السعة تبقى على حالها, اي 10 Ah.
- توصيل متوازي: لزيادة السعة, حيث يتم توصيل القطب الموجب في احدى البطاريات بالقطب الموجب في الاخرى, والسالب بالسالب. ففي بطاريات الرصاص السالفة الذكر اذا ربطناهما ببعض بشكل متوازٍ فاننا نحصل على سعة بقدرة 60 Ah في حين ان الجهد يبقى على حاله, 2 فولت.
وبالعودة الى مثال خزانات المياه, فاذا احضرنا 6 خزانات ووضعناهما فوق بعض البعض فان الضغط (الجهد ) سيزداد مع الارتفاع. واما اذا وضعنا تلك الخزانات الست جنب بعضعهما البعض وربطانها بانبوب مشترك وبشكل متوازٍ فاننا نحصل على كمية (سعة) كبيرة من المياه.
للاطلاع على الجزء السابق, تفضل بالضغط هنا
نلتقي في الجزء التالي
ملاحظ: الموضوع مترجم ـ حصريا ـ من اللغة السويدية, وان حقوق الترجمة محفوظة لمنتديات درر العراق فيجب الاشارة لذلك عند النقل او عند اي استخدام اخر.
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة اښڕاڕ اڵڪۅن ☆
