Какими бывают источники питания?

Несмотря на то что электричество является источником энергии номер один, иногда бывают случаи, когда сеть недоступна и приходится пользоваться источниками питания.

Источники питания могут быть самыми разнообразными, в зависимости от назначения, а также особенностей материалов, из которых они выполнены. Источники питания принято делить на гальванические элементы и аккумуляторы.

Примером гальванического элемента может служить автомобильный аккумулятор, который имеет два разных проводника, электрод (из меди и цинка) и электролит (раствор серной кислоты). К концам электродов подсоединяется внешняя цепь. В результате воздействия кислоты на цинковом электроде имеется избыток электронов, а на медном – недостаток. При замыкании цепи возникает ЭДС.

В результате химической реакции выделяется водород, который оседает на положительном электроде. При этом ЭДС уменьшается, это явление называется поляризацией. Для устранения водорода, вводится специальное вещество, его поглощающее (деполяризатор, агломерат). Например, в гальваническом элементе с угольно-цинковыми электродами и 18—20 %-ным раствором хлористого аммония в качестве электролита как деполяризатор добавляют перекись марганца.
Гальванические элементы могут быть сухими, наливными, водоналивными. Наиболее распространены сухие угольно-цинковые гальванические элементы, которые также называют батарейками. В таких элементах отрицательным электродом является цинковый стаканчик, положительным элементом является графитовый стержень с латунным колпачком. Деполяризатором является смесь нашатыря с хлористым цинком. Батарейки выполняются в двух вариантах: стаканчиковые батарейки и галетные. Наливные и водоналивные источники питания в быту практически не применяются.

Аккумулятором называется прибор, который под воздействием электрического тока способен накапливать энергию, которую по мере необходимости может отдавать во внешнюю замкнутую цепь. Так же как и гальванический элемент, аккумулятор имеет два электрода и электролит.

Отличие аккумулятора от гальванического элемента заключается в том, что в гальваническом элементе электричество вырабатывается за счет химической реакции, и когда гальванический элемент отрабатывает свое, то приходит в негодность. Аккумулятор – наоборот, накапливает электрическую энергию за счет проходящего через него тока и при полной разрядке может быть заряжен снова, что делает аккумулятор более долговечным и надежным, чем гальванические элементы.

Для видеокамер, цифровых фотоаппаратов и другой электроники применяются кадмиево-никелевые, металлгидридные и литиевые источники питания. Эти источники питания заряжаются от сети и могут работать несколько часов. Кадмиево-никелевые и металлгидридные аккумуляторы имеют «эффект памяти», который отрицательно сказывается на работе источника питания.
Если он был заряжен от сети, а потом некоторое время аккумулятором пользовались, но не разрядили до конца, то при следующей зарядке оставшийся с прошлого раза заряд не действует, при этом емкость аккумулятора уменьшается. В результате, если постоянно заряжать неразгруженный до конца металлгидридный аккумулятор, он быстро отказывает, его уже нельзя починить. Чтобы можно было решить эту проблему, на аккумуляторе имеется кнопка «Refresh», при нажатии на которую аккумулятор автоматически разряжается. Разрядить аккумулятор можно и оставив аппаратуру включенной на несколько часов.
Литиевый аккумулятор не имеет никакого «эффекта памяти», способоен работать длительное время, и считается наиболее надежным.

Само собой разумеется, что гальванические элементы и аккумуляторы являются источниками постоянного тока, имеющего максимальное напряжение 12—24 V. Практически в каждом приборе, рассчитанном на подключение к автономным источникам питания, имеется или отсек для гальванических элементов, или специальный разъем для подключения к источнику постоянного тока. Многие приборы могут работать как от сети, так и от источника постоянного тока, потому имеют переключатель постоянного/переменного тока.