Lärare Mats Hutter Leif Hjärtström Elkunskap 2000 Lärare Mats Hutter Leif Hjärtström Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Kapitel 9 Batteri Ordet batteri kommer ifrån det franska ordet batteri som betyder sammanslagning av flera enheter. Tex. Inom fasta försvarsanläggningar talar man om 1:a tunga batteriet 2:a osv. Inom elläran slår vi ihop flera strömkällor, s k celler, till ett batteri. Vi kallar det även batteri även om det bara finns en cell . Batterier delas upp i två huvudgrupper – laddningsbara sk ackumulatorer eller sekundär batterier och primärbatterier som inte går att ladda upp. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

En ackumulator lagrar, ackumulerar energi En ackumulator lagrar, ackumulerar energi. Oftast genom att man tillför elektrisk energi som omvandlas till och lagras som kemisk energi vid urladdning omvandlas den kemiska energin till elektrisk energi. Energiinnehållet i ett batteri mäts i amperetimmar Ah där h står för timme. Om ett batteri är märkt 40Ah kan vi ta ut 40A under en timme eller 20 ampere under 2 timmar. Vi ska nu titta på de vanligaste blyackumulatorerna som finns på marknaden nämligen: blyackumulatorn, nickel-kadmiumackumulatorn och nickel-metall-hybrid-ackumulatorn Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Blyackumulatorn Blyackumulatorn består av två blyelektroder mellan vilka det finns en elektrolyt (elektriskt ledande vätska) av utspädd svavelsyra. Varje cell har en spänning på 2 volt, så ett 12volts bilbatteri har alltså 6 celler som är seriekopplade. Vid urladdning omvandlas svavelsyran till vatten. Vid laddning bildas på nytt svavelsyra, samtidigt bildas vätgas och syrgas vilket ger en farlig kombination som kallas knallgas. När en blyackumulator är förbrukad ca. 3-5 år skall den lämnas till särskild inrättning för omhändertagande. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Nickel-kadmiumackumulatorn NiCd är den vanligaste ackumulatorn i elektronikapparatur. Batteriet har en pluspol, bestående av nickeloxihydroxid, och en minuspol som består av kadmium. Som elektrolyt används kaliumhydroxid. Batteritypen finns som små knappceller, till stora batterier avsedda för tex. Borrmaskiner. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Nickel-metallhybridbatteriet Eftersom kadmium är giftigt, övergår man mer och mer till att ersätta kadmiumet med en sk metallhybrid. Egenskaperna är de samma som hos NiCd batteriet men ur miljösynpunkt är de överlägsna. Batteriet förkortas NiMH ytterligare fördelar är att kapaciteten är ca. 40% större än hos motsvarande NiCd batterier. Enda egentliga nackdelen är att priset är betydligt högre än hos NiCd batterier. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Torrbatteri - primärbatteri Torrbatterier är inte uppladdningsbara. Detta innebär att de kasseras efter att de är förbrukade. Primär batterier finns i många olika utföranden bla brunstensbatteri, alkaliska batterier, litiumbatterier, silverbatterier, kvicksilverbatterier och magnesiumbatterier. Vanligast är än så länge brunstensbatteriet, som har en kolstav som pluspol och en zinkbägare som minuspol. Runt kolstaven finns pulveriserad brunsten och mellan brunstenen och zinkbägaren finns elektrolyten som består av salmiak och zinkklorid. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

polspänning Beroende på materialet i primärbatteriet kan de avge olika spänningar. Spänningen gäller per cell och minskar vid användning. I bilden nedan kan vi se olika värden på de vanligaste primär batterierna och hur de ändras vid användning. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Emk och polspänning Den kemiska processen i primärbatterier ger upphov till en elektromotorisk kraft, emk. Emk´n är konstant under hela batteriets livslängd, men ett nytt batteri kan leverera större ström än ett begagnat. Detta beror på att resistansen som finns i batteriet blir större ju mer ström batteriet har levererat. Detta innebär att man INTE kan avgöra om ett batteri är i bra eller dåligt skick genom att mäta polspänningen utan belastning. Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29

Energi - arbete Energi är ett mått på det arbete som kan utföras. Tex. Om vi använder oss av ett 12V bilbatteri som kan leverera 75Ah och låter batteriet driva en pump som drar 1,0 Ampere så kan vi använda pumpen i 75 timmar. Effekt lagen ger oss att : P = U x I alltså 12 x 1,0 = 12W För att nu få fram arbetet så måste vi ju multiplicera effekten med tiden Energiinnehållet i ett batteri talar alltså om hur mycket arbete det kan utföra vid en given spänning. Arbete skrivs inom elläran som W som kommer ifrån engelska för work alltså arbete Formeln för arbete blir således W = P x t Energi anges i wattimmar (Wh) Således kan samma arbete (W) utföras av en liten effekt som av en stor om tiden (t) anpassas till effekten (P) Grundkurs i ellära - kap 9 Batteri 2018-11-29