Какая из батареек может дольше других поддерживать нужный ток в цепи

На рабочем месте нас окружает масса беспроводных устройств: часы, мыши, калькуляторы, датчики, пульты от кондиционеров, фото- и видеотехника. Батарейки в них постоянно разряжаются, и не всегда понятно, какие подходят для определенных приборов.

Эта статья поможет вам не запутаться во всем многообразии одноразовых гальванических элементов. Мы расскажем, какие бывают виды батареек по типу питания и другим параметрам, таким, как форма, размер, ёмкость. Также вы узнаете, как отличать их друг от друга, на что смотреть при выборе и как продлить срок их работы.

Из чего состоит любая батарейка

Независимо от типа, принцип действия батарейки всегда один и тот же. В ней есть два противоположно заряженных полюса ― электрода (катод и анод), и есть гелеобразный электролит. Между тремя этими составляющими непрерывно идёт электрохимическая реакция. Как только она проходит до конца, аккумулятор разряжается. Но пока ток идет, пока заряженные частицы переходят от положительного полюса к отрицательному и наоборот, ― внутри этой системы существует разность потенциалов, а, значит, вырабатывается энергия.

То, из чего сделаны электроды и электролит батарейки, определяет её тип.

Ищем самые мощные и долгие батарейки

Практически любая переносная компактная техника умеет работать на батарейках. К сожалению, садятся они в самый неподходящий момент. Чтобы этого не произошло, можно провести эксперимент и выбрать, какие батарейки самые мощные и какие — самые выгодные.

Стандартная «пальчиковая» батарея маркируется АА. Она используется чаще всего. Так называемая «мизинчиковая» — ААА. И те, и другие делятся на солевые (самые слабые), щелочные и литиевые (самые мощные).

Для теста экспериментатор взял несколько самых распространенных батареек: Duracell, Varta, Energizer и Panasonic. Батарейки вставили в одинаковые фонарики и завели будильник — какой фонарик погаснет раньше, тот и проиграл.

В итоге победителем стал Duracell. Но и стоит он дороже прочих батареек.

Заяц-Energizer на втором месте. Эти батарейки лучше в соотношении цена-качество.

ПОПУЛЯРНОЕ НА ЭТОЙ НЕДЕЛЕ

10 электронных компонентов В ПРАКТИЧЕСКИХ опытах.

Области применения

Мизинчиковые батарейки ААА широко применяются в самых различных областях жизни современного общества. Они незаменимы при эксплуатации большинства образцов малогабаритных приборов, к которым принято относить:

  • Пульты дистанционного управления.
  • Планшеты.
  • Плееры.
  • Фонарики.
  • Управляемые по радио игрушки.
  • Диктофоны и другое.

Полезное замечание: Этот список можно расширить за счет добавления к нему сфер применения аккумуляторов того же типоразмера.

Рассматриваемые нами образцы изделий ААА также подходят для установки в мини радиоприемники, в домашние дверные звонки, а также для использования в электронных поделках радиолюбителей. По заявлениям производителей они также эффективны при работе в некоторых моделях цифровых камер.

Какого производителя выбрать?

При выборе мизинчиковых изделий большое внимание уделяется известности и репутации фирмы-производителя. Среди представленных на отечественном рынке образцов ААА особо выделяются следующие бренды:

  • «Varta».
  • «Фотон».
  • «GP Rechargeable».
  • «Energizer Max».
  • «Duracell Energizer».

Рассмотрим каждую из этих позиций более детально.

Изделия от «Varta» отличаются высоким качеством исполнения и гарантировано длительными сроками эксплуатации. За относительно небольшие деньги (не более 180 рублей) покупатель приобретает четыре качественных ААА, устанавливаемых в самые различные устройства и девайсы. На вкус пользователя ему предлагаются наборы батареек в упаковке из шести, десяти, двенадцати или двадцати четырех штук.

Изделия от российского производителя под обозначением «Фотон» ААА/LR03 отличаются низкой стоимостью (до 30-35 руб) и надежностью в работе.

Батарейки Фотон

Они пользуются большой популярностью у отечественного потребителя именно за свою доступность и неприхотливость в обращении с ними. Их устанавливают в устройства с высоким потреблением тока (в цифровые камеры, фонарики и подобные им приборы). Их покупают при наличии в хозяйстве различных электронных изделий, работающих от независимого источника питания.

Мизинчиковые батарейки «GP Rechargeable» стоят значительно дороже, чем уже рассмотренные образцы элементов питания. За приобретение одной штуки такого изделия придется заплатить не менее 175-180 руб. Они характеризуются значительной емкостью (до 1000 мАч) и долго держат заряд.

Батарейки GP Rechargeable

Эти элементы идеально подойдут для детских игрушек, нуждающихся в постоянной смене батареек. При покупке изделий бренда «GP Rechargeable» можно попытаться найти в Интернете комплекты, продающиеся со значительной скидкой. Повышенный интерес к изделиям этой фирмы объясняется тем, что эти батарейки очень медленно расходуют свой полный заряд.

Элементы «Duracell» и «Energizer Maximum» также имеют высокую стоимость и долго расходуют накопленную в них энергию. Установлено, что она работает на 45% дольше других разновидностей батареек и может храниться до 10 лет.

Батарейки Energizer

После их покупки каждый пользователь поэтому может быть уверенным в том, что он не напрасно потратил свои 50-70 руб. Они оптимально подойдут для компьютерных мышек или не слишком мощных кемпинговых фонарей. Срок годности этих элементов составляет минимум 9 лет, которые отсчитываются с момента их изготовления.

При наличии в доме маленьких детей, постоянно занимающихся электронными играми, имеет смысл покупать сразу целую упаковку таких батареек. Отметим также, что эти элементы надежно защищены от протеканий.

Формирование естественнонаучной грамотности. Антипина КВ. 1. Комплексное задание «Самокат» Прочитайте текст и выполните 1 4

  1. Какие причины приводят, в конце концов, к остановке самоката?

Выберите две причины из списка.

А. Притяжение Земли

Б. Сопротивление воздуха

В. Трение между вращающимся колесом и осью

Г. Движение самоката по инерции

Д. Давление человека на площадку (деку) самоката

  1. Куда Серёжа должен нанести смазку, чтобы проехать дальше после отталкивания?

Запишите свой ответ и объясните его.

_________________________________________________________________________

  1. Какой самокат лучше использовать на неровной дорожной поверхности, профиль которой показан под изображениями самокатов? Размер неровностей показан в том же масштабе, что и колеса самокатов.

Определите самокат, который больше подходит для езды по этой неровной поверхности, и объясните свой выбор.

Запишите свой ответ.

_________________________________________________________________________

Лиза и Серёжа захотели сравнить самокаты с разным размером колёс в другом отношении. Для этого они решили провести исследование. Целью исследования было узнать:

Как зависит длина свободного проезда самоката после одного отталкивания от размера колес самоката?

_________________________________________________________________________

  1. Отметьте в таблице ниже, какие параметры нужно стараться поддерживать неизменными в ходе этого исследования, чтобы получить надёжный результат?
№ заданияПаспорт заданияКритерии оценивания
1.Компетенция — научное объяснение явлений

Тип заданий — задание с выбором нескольких ответов

Контекст — физические системы

Когнитивный уровень — средний

Тип вопроса — закрытый

Тип заданий — знание содержания

Контекст — физические системы

Когнитивный уровень — низкий

Тип вопроса — открытый

Тип заданий — знание содержания

Контекст — физические системы

Когнитивный уровень — высокий

Тип вопроса — открытый

Тип заданий — знание стандартных исследовательских процедур

Контекст — физические системы

Когнитивный уровень — средний

Тип вопроса — закрытый

2. Комплексное задание «Батарейки»

Прочитайте текст и выполните 1 — 6.

  1. Почему отрицательно заряженные частицы (электроны) движутся по проводу от отрицательного полюса батареи к положительному полюсу батареи?
  1. В каком направлении должны двигаться положительно заряженные частицы внутри батарейки в то время, когда батарейка создаёт электрический ток во внешней цепи?

Отметьте один верный вариант ответа.

А) От положительного полюса к отрицательному.

В) От отрицательного полюса к положительному.

С) Из центра батарейки к её стенкам.

D) От стенок батарейки к её центру

  1. Загорелась ли лампочка в цепи, которую собрала Катя?

Отметьте один вариант ответа.

Объясните свой ответ:________________________________________________________

  1. Какая из батареек может дольше других поддерживать нужный ток в цепи?
  1. У какой из батареек создаваемое ею напряжение оказалось самым нестабильным (неустойчивым)?

D) Зелёная

  1. В чём состоит цель исследования, которое проводили ребята?
№ заданияПаспорт заданияКритерии оценивания
1.Компетенция — научное объяснение явлений

Тип заданий — знание содержания

Контекст — связь науки и технологии

Когнитивный уровень — средний

Тип вопроса — открытый

Тип заданий — знание содержания

Контекст — окружающий мир

Когнитивный уровень — средний

Тип вопроса — закрытый

Тип заданий — знание содержания

Контекст — связь науки и технологий

Когнитивный уровень — низкий

Тип вопроса — открытый

Тип заданий — знание содержания

Контекст — связь науки и технологии

Когнитивный уровень — низкий

Тип вопроса — закрытый

Тип заданий — знание содержания

Контекст — связь науки и технологии

Когнитивный уровень —

Тип вопроса — закрытый

Тип заданий — знание стандартных исследовательских процедур

Контекст — физические системы

Когнитивный уровень — средний

Тип вопроса — открытый

Методика использования заданий

1. Задание «Самокат»

Сюжет задания связан с увлечением, присущим очень многим детям, – самокатом. Ситуации, рассматриваемые в задании, могут быть понятны и интересны учащимся, что обеспечивает мотивационный потенциал этого комплексного задания. Вместе с тем в движении самоката участвуют физические явления (гравитация, трение), которые изучаются в 7 классе, а комплексное задание дает возможность учащимся «увидеть» эти явления в реальной ситуации, а также применить в этой ситуации свои знания о способах проведения научного исследования.

Комплексное задание «Самокат» можно использовать на уроках физики при изучении механических явлений. Оно может быть полезно для закрепления приобретенных знаний и умений с учетом применения их в реальной ситуации. При этом следует обязательно обсуждать результаты выполнения задания с учащимися, поскольку лишь при этом условии возможно достижение понимания физических закономерностей и особенностей естественнонаучного исследования.
2. Задание «Батарейки»

Сюжет задания связан с использованием подростками различных электрических устройств (например, радиоуправляемых автомобилей), работающих на батарейках. Ситуации, рассматриваемые в задании, связаны с электрическим током, создаваемым батарейками, сравнением качества разных батареек, влиянием внешних условий на их работу. Содержание комплексного задания относится к теме «Постоянный электрический ток» курса физики, и, как правило, эта тема изучается в 8 классе. Комплексное задание дает возможность учащимся применить свои знания, умения анализировать информацию и формулировать исследовательскую задачу в реальной и в целом знакомой им из личного опыта ситуации.

Какие батарейки дольше работают?

Век современных технологий предлагает потребителю широкий выбор портативной техники. Умные приборы могут быть стационарного либо мобильного типа, которые можно взять с собой, а значит для бесперебойной работы надо позаботиться об источниках питания. На помощь приходят батарейки, которые, если неправильно выбрать, не всегда длительно служат либо могут подвести в самый неподходящий момент.

Батарейки, как первичные источники питания, бывают:

Основные отличительные признаки каждой разновидности не только в конструкции, технических характеристиках, но и цене, условиях эксплуатации и сроке службы.

Какие батарейки дольше работают

Для примера можно сравнить самые популярные пальчиковые элементы типа АА трех видов — солевые, щелочные, литиевые. Эксперимент можно проводить на трех устройствах — пульт ДУ от телевизора, фонарик, фотоаппарат. Работа данных приборов отличается величиной нагрузки и условиями, в которых они служат.

Проведем сравнение в виде таблицы:

ТипыПульт ДУФонарикФотоаппаратРабота при низкой температуре
Солевые+++Быстро теряют емкость, не работоспособны
Щелочные+++Теряет работоспособность при -15 о С
Литиевые+++Потеря емкости незначительна

Из таблицы видно, какие батарейки дольше служат:

  1. Для пульта ДУ идеально подойдут солевые батареи, т. к. в нем маленький ток потребления, непродолжительная нагрузка, но на морозе такие элементы откажут.
  2. Щелочные батарейки превосходят солевые по запасу мощности, поэтому хорошо прослужат в фонарике с более интенсивной нагрузкой, чем в пульте, но при сильном снижении температуры они потеряют работоспособность.
  3. Литиевые батареи способны выдерживать продолжительные и высокие нагрузки, для фотоаппарата подойдут лучше других, также они хорошо себя зарекомендовали при низких температурах.

Параллельное соединение элементов питания.

Так, например, если необходимо обеспечить значительный ток для аппарата применяют параллельное соединение батареек. В таком случае общее напряжение составной батареи будет равно напряжению одного элемента питания, а разрядный ток будет во столько раз больше, сколько батареек применяется.

Параллельное соединение элементов питания

На рисунке составная батарея из трёх 1,5 вольтовых батареек G1, G2, G3. Если учесть, что среднее значение разрядного тока для 1 батарейки формата АА 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), то разрядный ток составной батареи составит 3 * 7,5 = 22,5 mA. Вот так, приходится брать количеством.

Последовательное соединение элементов питания.

Бывает, что необходимо обеспечит напряжение 4,5 – 6 вольт, применяя батарейки на 1,5 вольта. В таком случае нужно соединить батарейки последовательно, как на рисунке.

Последовательное соединение элементов питания

Разрядный ток такой составной батареи составит значение для одного элемента, а общее напряжение будет равно сумме напряжений трёх батареек. Для трёх элементов формата АА (“пальчиковых”) разрядный ток составит 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), а суммарное напряжение – 4,5 Вольт.

Грандиозное тестирование батареек

Каждый раз при покупке батареек у меня возникало много вопросов:

Насколько дорогие батарейки лучше дешёвых?
Насколько ёмкость литиевых батареек больше обычных?
Насколько ёмкость солевых батареек меньше, чем у щелочных?
Отличаются ли батарейки для цифровых устройств от обычных?
Какие из батареек, стоящих одинаково, лучше покупать?

Чтобы получить ответы на эти вопросы я решил протестировать все батарейки АА и ААА, которые удастся найти в Москве. Я собрал 58 видов батареек АА и 35 видов ААА. Всего было протестировано 255 батареек — 170 АА и 85 ААА.

В начале года я протестировал 18 батареек формата АА и ААА и опубликовал пост Большое тестирование батареек. Он вызвал огромный интерес, его просмотрели более 150 тысяч раз в ЖЖ и растащили по всему интернету. После этого Олег Артамонов отдал мне свой анализатор батареек и я решил сделать глобальный тест.

Для повышения точности измерений анализатор батареек не использует ШИМ — он создаёт постоянную резистивную нагрузку на батарейку. Прибор может работать в разных режимах. Для тестирования батареек АА использовались три основных режима:

• Разряд постоянным током 200 mA. Такая нагрузка свойственна для электронных игрушек;
• Разряд импульсами 1000 mA (10 секунд нагрузка, 10 секунд пауза). Такая нагрузка свойственна для цифровых устройств;
• Разряд импульсами 2500 mA (10 секунд нагрузка, 20 секунд пауза). Такая нагрузка свойственна для мощных цифровых устройств — фотоаппаратов, вспышек.

Кроме того по четыре батарейки были разряжены маленькими токами 50 и 100 mA.

Измерение делались при разряде батареек до напряжения 0.7 V.

По графику разряда отлично видно, как ведут себя батарейки разных типов.

Разряд батареек АА током 200 mA:

Первые пять линий — солевые батарейки. Хорошо видно, насколько меньше их ёмкость.
Последние три линии — литиевые батарейки. Они не только имеют большую ёмкость, но и разряжаются по-другому: напряжение на них не снижается почти до самого конца, а затем резко падает. Особенно ярко это выражено у батарейки GP Lithium. Кроме того литиевые батарейки могут работать на морозе.
Среди множества похожих щелочных батареек хорошо видны два аутсайдера — Sony Platinum и Panasonic Alkaline и два лидера — Duracell Turbo Max и Ansmann X-Power. Остальные батарейки отличаются между собой по ёмкости всего на 15%.

Вы можете изучить каждую батарейку на интерактивном графике разряда: nadezhin.ru/lj/ljfiles/aa200.html. Если навести мышку на любую точку графика, отобразится название батарейки. Если щёлкнуть по точке, выделится кривая разряда этой батарейки. Можно также щёлкать по названиям батареек внизу. За интерактивные графики огромное спасибо Алексею Тягелову. К сожалению на интерактивном графике неправильно отображается время разряда. Фактически оно вчетверо меньше.

На первой диаграмме батарейки АА отсортированы по ёмкости при токе разряда 200 mA.

Батарейки Duracell Turbo Max действительно имеют ёмкость, немного большую, чем у всех остальных щелочных батареек, однако мне попалась одна упаковка Duracell Turbo Max, которые были значительно хуже других. По ёмкости они соответствовали обычным дешёвым батарейкам. В таблице и на графиках они помечены «Duracell Turbo Max BAD». Пост об этих батарейках: ammo1.livejournal.com/548534.html.

Из диаграммы хорошо видно, что разные батарейки по-разному проявляют себя при разряде большими и малыми токами. Например Camelion Plus Alkaline даёт больше энергии, чем Camelion Digi Alkaline на маленьком токе. А на большом всё наоборот. Как правило на батарейках, рассчитанных на большие токи указывают, что они предназначены для цифровых устройств. При этом есть множество универсальных батареек, отлично работающих с любыми токами.

Я усреднил количество энергии, которое батарейки выдают на больших и малых токах и на основе результатов и цены батареек (которая в некоторых случаях только приблизительна) составил диаграмму стоимости одного ватт-часа для всех батареек АА.

Все типы батареек ААА были разряжены постоянным током 200 mA. Некоторые типы батареек ААА были подвергнуты второму тесту — разряду током 1000 mA в режиме «постоянное cопротивление» (ток при этом снижался по мере разряда). Этот режим эмулирует работу батареек в фонаре.

В формате AAA Duracell Turbo Max оказался далеко не лучшей щелочной батарейкой. У многих дешёвых батареек (например Ikea, Navigator, aro, FlexPower) ёмкость была больше.

Интерактивный график разряда батареек ААА: nadezhin.ru/lj/ljfiles/aaa200.html.

Технические выводы:

• Большинство щелочных батареек отличается между собой по ёмкости всего на 15%;
• Литиевые батарейки имеют в 1.5-3 раза (в зависимости от тока нагрузки) большую ёмкость, чем щелочные;
• В отличие от щелочных, напряжение на литиевых батарейках почти не снижается в процессе разряда;
• Солевые батарейки в 3.5 раза хуже щелочных на малых токах и совсем не могут работать на больших;
• Существуют три вида щелочных батареек: универсальные, рассчитанные на малые токи нагрузки и рассчитанные на большие токи нагрузки. При этом универсальные лучше двух других на всех токах.

Потребительские выводы:

• Солевые батарейки покупать нецелесообразно. Даже в устройствах с самым малым потреблением щелочные (Alkaline) прослужат гораздо дольше за счёт своего большого срока годности;
• Выгоднее всего покупать батарейки, продающиеся под брендами магазинов Ашан и Ikea;
• В других магазинах можно смело покупать самые дешёвые щелочные батарейки;
• Из того, что продаётся в продуктовых магазинах, лучший выбор — GP Super;
• Литиевые батарейки дорогие, зато они лёгкие, ёмкие и могут работать на морозе.

Большинство батареек предоставили оптовые компании Источник Бэттэрис, и Энергосистемы и Технологии. Свои батарейки предоставили компании Ikea, Camelion, Navigator. Часть батареек я купил в магазинах Ашан, Метро, Окей, Юлмарт, Пятёрочка, Дикси.

Эта статья писалась почти год, поэтому все цены даны по состоянию на лето 2014 года.

Мои статьи про батарейки:

p.s. Напоминаю, что батарейки нельзя выбрасывать в обычный мусор. Узнать, куда сдавать батарейки, можно здесь: yopolis.ru/l/batareyka.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий