تبلیغات
دانش روز فیزیک - باطری ها چگونه کار می کنند؟

ابزار هدایت به بالای صفحه

صفحه اول تماس با ما RSS                     قالب وبلاگ
  
دانش روز فیزیک
بچّه های ایران در اوج علم فیزیك

ثبت

fizik-ansary

fizik-ansary

www.fizik-ansary.ir

رضا فروتن سه شنبه 29 شهریور 1390 نظرات ()

باطری ها چگونه کار می کنند؟

 

ادامه مطالب را ببینید 

 

باطری ها چگونه کار می کنند؟



قبل از اینکه وارد بحث بشوم می خواهم موردی را برای شما روشن کنم، من نه شیمیدانم و نه مهندس، و قصد ندارم که خیلی وارد جزئیات بشوم. این مبحث خیلی طولانی ست به همین خاطر دانستن تمام مطالب آن خیلی به کار شما مربوط نمی شود ولی همین قدر بدانید که چگونه می توان از باتری لپ تاپ محافظت کرد و طرز استفاده ی آن را یاد بگیرید.
اولین و احتمالاً مهمترین مشخصه ی باتری به نوع مواد فلزی بکار رفته در آن مربوط می شود. باتری های لیتیوم یون از جمله باترهای هستند که قدرت خوبی دارند و زمان مطلوبی را برای روشن ماندن سیستم اختصاص می دهند. بطورکلی باید قبول کرد که باتری مادام العمر کار نمی کند و بالاخره می بایست آن را تعویض کرد. با مصرف روزانه، باتری ها به تدریج کارایی خود را از دست می دهند و زمانی فرا می رسد که بطور کلی قابلیت شارژ خود را نیز از دست می دهند. اما همانطور که می دانید در ابتدا کاملاً شارژ هستند و این امر نشان می دهد که در اولین روزهای استفاده از آن کیفیت بسیار خوبی دارد و با مصرف روزانه به تدریج کارایی خود را از دست خواهند داد.
بنا به گفته ی سازندگان باتری، کلیه ی باتری های تولید شده بسیار کارآمد می باشند، در نتیجه می توانند یک کامپیوتر را بطور کامل روشن کنند. برخلاف سایر بخشهای لپ تاپ همچون پردازنده و کارت گرافیک، واحد اندازه گیری باتری سیستم کاملاً مشخص است. در واقع دو نوع واحد اندازه گیری برای یک باتری تعریف شده است که عبارتند از : تعداد سلولها ی باتری و طول عمر باتری بر مبنای میلی آمپر ساعت. بطور کلی روش مناسبی جهت اندازه گیری عمر باتری یک لپ تاپ وجود ندارد و امریست کاملاً اختیاری. بعنوان مثال؛ در نوت بوک Asus Eee PC 1000H می توان به جای استفاده از یک باتری شش سلولی، باتری 6 ساعته را بکار برد. در مدل قدیمی لپ تاپ Asus یک باتری با عمر 2 ساعت و نیم تعبیه شده است. بنابراین همانطور که ذکر شد، واحد انتخاب نوع باتری در لپ تاپها به دو شکل است.

بر مبنای سلول یا ساعت عملکرد
باتری های لپ تاپ متشکل شده از تعدادی سلول و معمولاً باتری های کم عمر حدود 3 الی 4 سلولی می باشند. باتری لپ تاپهای معمولی یک باتری 6 سلولی ست. هر گاه لپ تاپ 17 اینچی در اختیار داشته باشید، می بایست باتری 8 یا 9 سلولی در آن بکار برد. در نتیجه می توان چنین گفت؛ هر چه لپ تاپ بزرگتر، انتخاب باتری 12 سلولی به مراتب مناسب تر است.
عمر یک باتری به تعداد سلولهای بکار رفته در آن بستگی دارد و هر چه باتری، سلول بیشتری داشته باشد، عمر آن نیز افزایش می یابد. تعداد سلولهای باتری در قسمت پشت نوت بوک قید شده است. باتری 12 سلولی بزرگترین باتری بکار رفته در لپ تاپ 14.1 و 15.4 اینچی HP می باشد.
باتری لپ تاپ با وات ساعت و یا با میلی آمپر ساعت (mAh) درجه بندی می شود که هر چه میزان درجه بندی آن بیشتر باشد، کارآمد ترخواهد بود. گاهی اوقات نیز باتری های سلولی با واحد میلی آمپر ساعت تولید و ساخته می شوند. بدین صورت که مثلاً باتری 6 سلولی با 4400 و یا بیش از 4800 میلی آمپر ساعت کار می کند.

عمر باتری
اکنون در این بخش راهکاردهای مناسبی جهت افزایش عمر باتری به شما پیشنهاد می کنیم که در این صورت می توانید مدت زمان بیشتری از لپ تاپ خود استفاده کنید. بی تردید بسیاری از کاربران اطلاع چندانی از این راهکارها ندارند، در حالی که می تواند بسیار موثر واقع شود.
قبل از هر چیز شما می بایست درخشانی صفحه نمایش خود را کاهش دهید. به این دلیل که تنها بخشی از لپ تاپ که برق زیادی مصرف می کند دقیقاً همان صفحه نمایش است. در حالی که نمایشگرهای مجهز به نور زمینه ی LED در مقایسه با نمایشگرهای مجهز به نور زمینه ی CCFL برق کمتری مصرف می کنند در نتیجه این مشخصه نیز به افزایش عمر باتری کمک قابل توجهی خواهد کرد. خوشبختانه بسیاری از سازندگان لپ تاپ به این امر واقف اند در نتیجه به منظور صرفه جویی درمصرف برق و افزایش عمر باتری از نور LED استفاده می کنند. درخشانی نور صفحه نمایش بواسطه ی کلیدهای ترکیبی Fn صفحه کلید تنظیم می شود. بطوری که افزایش یا کاهش نور نمایشگر با هر کلید به خوبی تنظیم می شود. همانطور که می دانید در صورتی که نمایشگر کمترین حد درخشانی را داشته باشد علیرغم اینکه به راحتی می توانید تصویر را بطور واضح تماشا کنید، حداقل نیم ساعت به عمر باتری لپ تاپ شما می افزاید.
دومین روشی که می توان جهت افزایش عمر باتری انجام داد غیر فعال کردن کلید شبکه بی سیم است. لپ تاپها معمولاً دارای کلید مخصوص on/off شبکه بی سیم هستند که توصیه می شود هنگام استفاده از برق باتری آنرا در حالت خاموش نگه دارید. گاهی اوقات نیز از کلید های Function نیز استفاده می کنند. خب، تا زمانیکه که می توانید کلید شبکه بی سیم را در حالت غیر فعال نگه دارید، به منظور افزایش عمر باتری همواره این روش را اعمال کنید. همچنین چنانچه لپ تاپ شما مجهز به بلوتوث است این ماژولار را نیز غیر فعال کنید تا از مصرف بی رویه ی برق باتری جلوگیری شود.
سومین روش به نوع عملکرد شما مربوط می شود. بعنوان مثال هر گاه با برق باتری بازیهای 3D را اجرا کنید، مطمئناً طولی نخواهد کشید که عمر باتری به پایان می رسد. بازی های پیشرفته ی 3D حجم بسیار بالایی دارند و فعالیت CPU و سخت افزار گرافیکی سیستم را به مراتب افزایش می دهند که در نتیجه باعث افزایش برق مصرفی سیستم نیز می شوند و بدنبال آن دمای سیستم افزایش می یابد و فن دستگاه هوای گرمتری را به بیرون انتقال می دهد. در صورتی که بازی Solitaire یا Minesweeper را اجرا کنید زیاد نگران نباشید چرا که این دو بازی حجم بالایی ندارد، اما اگر بازی World of Warcraft یا Doom 3 را اجرا کنید شارژ باتری فوراً به پایان می رسد. با این حال اجرای برنامه هایی نظیر فتوشاپ یا ویرایش فیلم مناسب بوده و باتری دستگاه در مقایسه با بازی های 3D عمر بیشتری خواهد کرد. ولیکن به هر حال پردازنده در این محیط ها با سرعت بالایی کار می کند و در نتیجه موجب کاهش عمر باتری می شود. در پایان می بایست به این نکته اشاره کرد که اجرای فیلم با درایو DVD یا Blu-ray منجر به کاهش عمر باتری لپ تاپ می شود، هر چند که تلاش می شود مصرف برق آنرا را به حداقل برسانند.
ارائه ی کلیه ی این اطلاعات به کاربران کمک می کند تا درباره ی اجرای برنامه های سیستم آگاهی بیشتری در اختیار داشته باشند و برنامه هایی که باعث کاهش عمر باتری دستگاه می شود را کاملاً شناسایی کرده و هر زمان که سیستم از برق باتری استفاده می کند به اجرای نوع برنامه توجه کنند.

خرید باتری
در حالیکه قصد دارم درمورد خرید آن لاین لپ تاپ صحبتی داشته باشم اما راهنمایی در این زمینه را به زمان دیگری موکول می کنم، و اما الان یک سری نکات کلیدی را درمورد انتخاب نوع لپ تاپ و افزایش عمر باتری آن به شما ارائه می دهم.
همزمان با کاهش میزان درخشانی صفحه نمایش و نور لامپ LED درطول عمر باتری تغییری ایجاد می شود و همانطور که باتری شما بیشتر عمر خواهد کرد، نمایشگر تصویر بهتری را نیز ارائه خواهد داد. همچنین یادتان نرود که لپ تاپهای بزرگ نمایشگرهای بزرگی دارند که برق مصرفی آنها نیز به مراتب بیشتر است.
همواره تجهیز لپ تاپ به کارت گرافیک مجزا برق مضاعفی را می طلبد. چنانچه می خواهید باتری سیستم عمر زیادی داشته باشد، توصیه می شود که با کارت گرافیک مجزا کار نکنید.
اخیراً شرکت اینتل باتری را طراحی کردند که عمرآن بیش از باتری AMD است. لپ تاپهای مدل Ultraportable ولتاژ کمتری دارند یا پردازنده ی آنها با ولتاژ کمی کار می کند که بدین صورت عمر باتری به مراتب افزایش می یابد اما در مقایسه با باتری های معمولی قیمت آنها کمی گران است. در صورتی که برای خرید یک لپ تاپ نمی توانید هزینه ی زیادی را پرداخت نمایید، احتمالاً باتری خوبی را هم در اختیار نخواهید داشت. به عبارتی هر چه لپ تاپ ارزان تر باشد، باتری آن نیز کوجکترخواهد بود. در پایان پیشنهاد می شود که مشخصات اصلی لپ تاپها را مرور کنید، علاوه بر اینکه با لپ تاپها ی مختلف موجود در بازار آشنا خواهید شد، به نقاط قوت و ضعف آنها نیز پی خواهید برد. امیدواریم که در این زمینه پاسخگوی کلیه ی سئوالات شما باشیم.

محل دقیق باتری لپ تاپ
حال به سخت ترین قسمت باتری لپ تاپ رسیدیم: به قسمتی که مربطو به باتری هایی است که شارژشان طی چند ساعت تمام می شود. اول از همه باید به اطلاع شما برسانیم که باتری لپ تاپ باید بطور مداوم شارژ شود. یکی از نکات مورد توجه در باتری های LiIon حساسیت به دمای هواست. در صورتی که از لپ تاپ خود استفاده نمی کنید، توصیه می شود که حتماً باتری آنرا در فریزر نگه دارید که در این صورت از عمر باتری دستگاه کاسته نخواهد شد. اما در نظر داشته باشید که همیشه نمی توان اینکار را انجام داد و محدودیت زمانی دارد. متأسفانه در صورت فعالیت مداوم لپ تاپ، بدنه ی دستگاه نیز گرم می شود، که همین امر بر عمر باتری تأثیر فوق العاده ایی می گذارد. یکی ازموارد جالب توجه اینست که ؛ باتری های LiIon هیچگونه حافظه ایی ندارند، درحالیکه سایر باتریهای قابل شارژ اینگونه نیستند.
در پایان به شما می گوییم که هرگز باتری را نخرید که بخواهید آنرا کنار گذاشته و بعد از مدتی ازآن استفاده کنید. و همانطور که قبلاً اشاره کردیم، باتری ها به مرور شارژ خود را از دست می دهند و مجدداً تأکید می کنیم که در سیستم های خود هرگز از باتری کار کرده استفاده نکنید.

 

باتری سوختی چگونه كار می كند؟


 

دو فرآیند در این پروژه صورت گرفته است، ابتدا الكترولیز آب و تجزیه آن به اكسیژن و هیدروژن، و سپس تركیب مجدد این گاز ها و تولید برق. ما به طور مجزا هر كدام را بررسی می كنیم.

در مدل سازی زیر باتری خورشیدی كه در درس گذشته ساختید به نمایش گذاشته شده است. همانطور كه ملاحظه می كنید ابتدا باتری خورشیدی به باتری معمولی وصل می شود و سپس باتری برداشته می شود. پس از آن باتری خورشیدی به لامپ (مقاومت) وصل می گردد.

الکترولیز آب

الكترودی كه به سر منفی باتری وصل می شود دارای الكترون هایی است كه توسط باتری هل داده می شوند. چهار تا از الكترون های داخل این الكترود با چهار ملكول آب تركیب می شوند. هر كدام از چهار مولكول آب یك اتم هیدروژن تولید می كنند، و بدین ترتیب دو مولكول هیدروژن (H٢) شكل می گیرد، و چهار یون منفی-OH نیز باقی می ماند.

الكترولیز آب

گاز هیدروژن به صورت حباب در اطراف الكترود جمع می شود، یون های منفی از الكترود منفی دور و رانده می شوند.

در الكترود دیگر كه به قطب مثبت باتری وصل است، الكترون های مولكول آب جذب الكترود می شوند. مولكول آب به دو قسمت، یعنی یون مثبت هیدروژن و مولكول اكسیژن تقسیم می شود. مولكول اكسیژن به صورت حباب در اطراف الكترود جمع شده و یون هیدروژن از الكترود مثبت دفع و رانده می شود.

الكترولیز آب

یون هیدروژن مثبت با یون منفی-OH تركیب شده و ملكول آب تشكیل می گردد.

نمونه ای از الکترولیز آب را در فیلم زیر مشاهده می کنید. به نحوه بوجود آمدن حباب های گاز اکسیژن و هیدروژن در اطراف سیم های داخل آب توجه کنید.

برای مشاهده فیلم کلیک کنید.

باتری خورشیدی

وقتی ما باتری را بر می داریم، مولكول های هیدروژن كه به صورت حباب به الكترود چسبیده اند، به واسطه عامل فعال كننده (كاتالیزور) پلاتین، به دو قسمت تقسیم می شوند و یون هیدروژن مثبت (+H) و الكترون ایجاد می گردد.

باتری خورشیدی

در الكترود دیگر، مولكول اكسیژن كه به صورت حباب به سطح الكترود پلاتین چسبیده است، الكترونی از سطح فلز جذب می كند، منفی می شود، سپس با یون مثبت هیدروژن (محلول در آب) تركیب شده و مولكول آب تشكیل می گردد.

باتری خورشیدی

الكترود اكسیژن به هر مولكول اكسیژن دو الكترون می دهد. الكترود هیدروژن از هر مولكول هیدروژن دو الكترون دریافت می كند. بدین ترتیب الكترون های الكترود هیدروژن توسط الكترود اكسیژن (كه مثبت است) جذب می شود. الكترون ها در فلز خیلی راحت تر از آب حركت می كنند، بنابراین جریان در سیم (و نه در آب) برقرار می شود. در سیم، جریان می تواند كار انجام دهد، مثل روشن كردن لامپ، یا حركت حركت عقربه آمپر سنج.




برچسب ها: باطری ها، باطری ها چگونه کار می کنند؟، کارکرد باطری ها، باطری های سوختی، انواع باطری ها، تاریخچه باطری،
تبلیغات

کسب درآمد

درباره سایت
سلام بر شما دوستان و بازدیدكنندگان عزیز

با سلام لطفامطلب مورد نطرخود را ابتدا در وبلاگبا استفاده از جستجوگرجستجو کنیدو یا در صفحات جانبی به دنبال آن بگردید.اینجانب از شما دوستان عزیزخواهشمند است که درصورت امکان برای مطالب نظر بگذارند تا نقاط ضعف و قوت خود را پیدا و در جهت بهتر کردن این وبلاگ علمی بکوشیم.

انتقادات و پیشنهاداتتان را با ما در میان بگذارید

ساعت سایت


موزیک سایت
عضویت در خبرنامه





Powered by WebGozar

خبرنامه

جستجو گر گوگل
Google

در این سایت
در كل اینترنت
دانش روز فیزیک
گالری کلیپ های فیزیکی
گالری فلش های فیزیکی
گالری تصاویر فیزیکی

گالری تصاویر

ارتباط با ما
تماس با ما
موضوعات
آخرین مطالب
نظر سنجی
به نظر شما موفق ترین فیزیکدان دنیا کیست؟











نویسندگان
صفحات جانبی
آرشیو مطالب
پیوند ها
پیوندهای روزانه
وضعیت کاربران در یاهو
مشخصات کامپیوتر شما
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
كل مطالب : عدد
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :

Seo Monitor

تبلیغات