Полярность цилиндрической батареи Символ
и пиктограмму. батареи в соответствии с ГОСТом.
Символ батареи на электрических схемах имеет короткую линию, обозначающую отрицательную клемму, и длинную линию, обозначающую положительную клемму. Одиночный аккумулятор, используемый для питания устройства, обозначается в схемах латинской буквой G, а аккумулятор, состоящий из нескольких аккумуляторов, — буквами GB.
Примеры использования символов батарейки в схемах.
На схеме 1 используется простейшее графическое обозначение батареи или аккумулятора по ГОСТу. На схеме 2 используется более информативное обозначение батареи по ГОСТу, показывающее количество батарей в группе, напряжение батареи и положительную клемму. ГОСТ допускает использование обозначения батареи, используемого в схеме 3.
Обычно в бытовых приборах используется несколько цилиндрических батарей. Последовательно соединяя разное количество батарей, можно получать от источника питания разное напряжение. Батарейный источник питания выдает напряжение, равное сумме напряжений всех батарей.
Три батареи по 1,5 В, соединенные последовательно, дают в сумме 4,5 В.
При последовательном соединении батарей ток, подаваемый на нагрузку, уменьшается из-за увеличения внутреннего сопротивления источника питания.
Подключение батареек к пульту дистанционного управления телевизором.
Например, при замене батареек в пульте дистанционного управления телевизором мы сталкиваемся с последовательным соединением батареек.
Параллельное включение батарей используется редко. Преимуществом запараллеливания является увеличенный ток нагрузки собранного таким образом источника питания. Напряжение параллельно подключенных батарей остается постоянным, равным номинальному напряжению одной батареи, а ток разряда увеличивается пропорционально количеству подключенных батарей. Несколько слабых батарей можно заменить одной более мощной, поэтому нет смысла использовать параллельное соединение для маломощных батарей. Параллельно можно соединять только мощные батареи, так как батареи с еще большим током разряда недоступны или дороги.
Параллельное переключение батарей.
У этого типа переключения есть недостаток. Батареи не могут иметь одинаковое напряжение на клеммах при выключенной нагрузке. Напряжение одной батареи может составлять 1,45 В, а другой — 1,5 В. Это приведет к протеканию тока от батареи с более высоким напряжением к батарее с более низким напряжением. Если батареи вставлены в батарейные отсеки устройства при отключенной нагрузке, произойдет разряд. Саморазряд в такой цепи будет происходить быстрее, чем при последовательном соединении.
Последовательное и параллельное соединение батарей позволяет получить батареи различной емкости.
Обозначение на схеме и устройство химических источников тока
Химические источники энергии включают гальванические элементы и батареи. Существуют и другие химические источники энергии, но они менее распространены. В просторечии гальванический элемент называют батареей. Это неверное определение — батареей можно назвать несколько отдельных гальванических элементов, соединенных вместе — это и есть батарея.
На электрических схемах гальванический элемент обозначается именно так.
Это обозначение одного гальванического элемента или одного элемента батареи.
Однако, поскольку номинальное напряжение одного гальванического элемента обычно не превышает 1,5 В, их объединяют в батарею. На электрической схеме батарея обозначена таким образом.
Из этого следует, что батарея состоит из двух отдельных гальванических элементов. Общее напряжение полярности составной батареи составляет 3 В, предполагая, что каждый элемент имеет напряжение полярности 1,5 В. Следующее обозначение также можно найти на диаграммах.
Это также обычное изображение батареи или блока батарей на электрической схеме, но оно не указывает количество элементов в батарее, а только общее напряжение на клеммах батареи.
Один аккумуляторный элемент обозначается на схемах так же, как и один гальванический элемент. Номинальное напряжение одного элемента батареи обычно составляет около 1,25 В. Чтобы получить аккумулятор с более высоким напряжением, элементы соединяются вместе, образуя перезаряжаемую батарею или аккумуляторный блок. Обозначения на схемах для аккумуляторной батареи такие же, как и для батареи, состоящей из гальванических элементов.
Чем гальванический элемент отличается от аккумулятора?
Дело в том, что гальванический элемент сам по себе является источником постоянного тока, который генерируется в результате необратимой химической реакции. Гальванический элемент называют первичным источником тока.
Батарею называют вторичным источником тока. Почему? Потому что прежде чем использовать аккумулятор, его нужно сначала зарядить от источника постоянного тока, т.е. зарядного устройства. Только когда аккумулятор полностью заряжен, он сможет питать электронное устройство. Особенностью аккумуляторных батарей является то, что их можно многократно заряжать и разряжать. В отличие от перезаряжаемой батареи, гальваническая батарея не может быть использована повторно после ее полной разрядки.
Какие существуют батарейки?
Наиболее распространенные сегодня батарейки — щелочные. Их также называют щелочными батареями — производное от слова «щелочь».
Щелочная батарея основана на химической окислительно-восстановительной реакции между цинком и диоксидом марганца. Результатом, вернее, полезным продуктом этой реакции является постоянный электрический ток и тепло, которое не используется. Электрическая емкость щелочной батареи составляет приблизительно 1700 — 3000 мАч. Щелочные батарейки имеют наибольшую емкость по сравнению с солевыми батарейками, которые имеют меньшую емкость 550 — 1100 мАч.
Щелочная батарейка изготавливается следующим образом. Давайте посмотрим на иллюстрацию.
Основание ячейки представляет собой никелированную стальную трубку. Это то же самое, что и клемма «+» аккумулятора. Активная масса представляет собой смесь диоксида марганца (MnO2) и графита. Анодная паста представляет собой смесь порошка цинка (Zn) и густого щелочного электролита. Электролитом обычно является раствор гидроксида калия (KOH). Анодная паста отделяется от активной массы сепаратором. Сепаратор разделяет реагенты, устраняя смешивание и нейтрализацию заряда. Сепаратор также пропитан электролитом.
Отрицательный потенциал снимается с латунного стержня, который окружен анодной пастой. Стальная пластина находится в контакте с латунным стержнем, принимая ток, и является отрицательным контактом элемента ‘-‘.
Прокладка изолирует никелированную стальную чашку от стальной пластины, предотвращая тем самым короткое замыкание. Кроме того, прокладка сдерживает давление газа, который образуется в небольших количествах в результате химической реакции. Прокладка оснащена предохранительным клапаном, также известным как предохранительная мембрана. Предохранительный клапан используется для выпуска газа под избыточным давлением наружу. Это предотвращает взрыв щелочного элемента, но также приводит к снижению давления в элементе. Обычно снижение давления приводит к утечке электролита.
Иногда, если вы забыли извлечь батареи, которые уже успели разрядиться, вы можете обнаружить, что через некоторое время в батарейном отсеке осталось немного жидкости. Это вытекающий электролит. Это может привести к коррозии клемм. Именно поэтому на батарее может быть предупреждение о том, что разряженные элементы следует удалять из электрических устройств. Теперь вы знаете, почему вы должны это делать.
Теперь, когда вы разобрались с механикой, давайте поговорим о том, как работает щелочной элемент.
Как работает щелочной элемент.
Для начала небольшое отступление…
Как вы заметили, по какой-то причине анодная паста подключена к отрицательному контакту элемента — стальной пластине. Но на аноде стоит «+». Это бессмысленно…
Что случилось? Что ж, в электронике есть свой каламбур. По умолчанию направление тока в электрических цепях — от плюса (анода) к минусу (катоду) — так было принято с первых дней развития электроники.
Но электрический ток, как мы знаем, — это упорядоченное движение электронов, которые имеют отрицательный заряд. И так, ток течет от места, где избыток электронов, к месту, где недостаток отрицательного заряда (это плюс минус электронов). При этом создается впечатление, что ток действительно течет от отрицательного контакта к положительному. Отсюда и возникает это несоответствие, которое иногда сбивает с толку начинающих радиолюбителей.
В электрохимии анод — это электрод, на котором происходит процесс окисления. Таким образом, в щелочной батарее (и не только в щелочной) анод в результате окисления производит избыточные электроны. То есть, по сути, это катод, или «минус». Но, как уже говорилось, в электрохимии верно обратное. Поэтому электроны производятся анодной пастой — смесью цинкового порошка (Zn) и густого электролита (раствор KOH).
Катодом считается электрод, на котором происходит реакция восстановления. Электроны, которые образуются в результате реакции окисления, затем проходят по цепи электронного устройства и возвращаются в аккумулятор, но уже на катод, где они используются для химической реакции восстановления. Катодом является диоксид марганца. Никелированная стальная чашка, которая находится в контакте с активной массой — диоксидом марганца (MnO2), служит коллектором тока для катода.
Таким образом, это обратная игра. Напомню, что в электронике направление тока в цепи — от плюса — «анода» к минусу — «катоду». В электрохимии все происходит наоборот. С этим связаны особенности в наименовании реактантов химического источника тока.
Можно ли заряжать батарейки?
Часто можно услышать вопрос: «Можно ли заряжать аккумуляторы?». Ответ: «Лучше не надо». Дело в том, что в аккумуляторах для выработки электроэнергии используется необратимая химическая реакция. Именно поэтому батареи являются основным источником электроэнергии.
С другой стороны, в аккумуляторах используется обратимая химическая реакция, которая позволяет заряжать и разряжать их многократно. Именно поэтому батареи называют вторичными источниками электроэнергии.
Однако известно, что щелочные элементы являются перезаряжаемыми, т.е. их можно заряжать и использовать повторно. Но такие перезаряжаемые щелочные элементы имеют свою особую конструкцию. Стоит также отметить, что даже такие элементы нельзя перезаряжать более одного раза — обычно не более 25. Такие щелочные элементы не часто встречаются на рынке. Они маркируются как перезаряжаемые щелочные марганцевые.
Из этого следует, что перезарядка обычных щелочных батарей абсолютно нежелательна. Такие эксперименты могут закончиться взрывами батарей и разбрызгиванием электролита. А это нехорошо + опасно для здоровья. 
.
Чтобы замедлить химическую реакцию в щелочном элементе и тем самым продлить срок его службы и уменьшить саморазряд батареи, в них раньше добавляли кадмий и ртуть. Эти вещества замедляли химическую реакцию, и цинк окислялся медленнее. Однако из-за токсичности ртути и кадмия их больше не используют, а применяют другие, менее вредные ингибиторы.
Многие батареи даже маркируются как 0% кадмия и ртути или 0% Hg & Cd. Это маркетинговая уловка, чтобы внушить, что эти батареи безопасны.
Если вы дошли до этих строк, поздравляем, потому что теперь вы знаете, как устроена и работает щелочная батарейка. И поэтому его не нужно разбирать. . Кроме щелочных батарей существуют и другие, но об их устройстве мы поговорим в другой раз.
Практически все ЭПУ, все радиоэлектронные и электротехнические изделия, изготавливаемые промышленными организациями и предприятиями, домашними умельцами, юными техниками и радиолюбителями, содержат определенное количество различных покупных ЭПУ и компонентов, произведенных в основном отечественной промышленностью. Но в последнее время наметилась тенденция к использованию компонентов и узлов иностранного производства. В первую очередь можно упомянуть ППП, конденсаторы, резисторы, трансформаторы, дроссели, электрические разъемы, батареи, ХИТы, выключатели, монтажные изделия и некоторые другие виды ЭРЭ.
Используемые компоненты, будь то покупные или самодельные ЭРЭ, обязательно отражаются в принципиальных и электрических схемах оборудования, чертежах и другой технической документации, которая составляется в соответствии с требованиями стандартов ESKD.
Особое внимание уделяется принципиальным электрическим схемам, на которых обозначены не только основные электрические параметры, но и все компоненты, входящие в состав оборудования, и электрические соединения между ними. Для того чтобы понять и прочитать принципиальные схемы, необходимо иметь глубокое представление о содержащихся в них компонентах и принадлежностях, доскональное знание области применения и принципа действия рассматриваемого устройства. Как правило, информация об используемых ЭЭО приводится в инструкциях и спецификациях — перечень этих компонентов.
Список аппаратов связан с графическими символами аппаратов с помощью символов элементов.
Стандартизированные геометрические символы используются для построения обычных графических символов для ЭЭО, каждый символ используется отдельно или в сочетании с другими. Значение каждого геометрического изображения в условном символе во многих случаях зависит от того, с каким другим геометрическим символом оно используется в сочетании.
Стандартизированные и наиболее часто используемые символы ЭРЭ в электрических схемах показаны на рис. 1. 1. Эти символы применяются ко всем компонентам, включая ЭРЭ, провода и соединения между ними. Условие правильной маркировки компонентов и продуктов одного типа имеет здесь первостепенное значение. Для этого используются обозначения позиций, обязательной частью которых является буквенное обозначение типа компонента, типа его конструкции и цифровое обозначение номера ЭРЭ. На схемах также используется дополнительная часть обозначения элемента ERE, указывающая на функцию компонента, в виде буквы. Основные типы буквенных обозначений для элементов схемы приведены в таблице 1.1.
Обозначения на чертежах и схемах элементов общего назначения относятся к квалификационным обозначениям, указывающим род тока и напряжения, вид соединения, режимы регулирования, форму импульса, вид модуляции, электрические соединения, направление тока, сигнала, энергии и т.д.
В настоящее время в пользовании у населения и в коммерческой сети находится значительное количество различных видов электронных, радио- и телевизионных приборов и оборудования, производимых зарубежными компаниями и различными акционерными обществами. В магазинах можно приобрести различные типы ЭРЭ и ЭРЭ с иностранной маркировкой. В таблице 1. 2 приведена информация о наиболее распространенных ЭРЭ зарубежных стран с соответствующей маркировкой и их отечественных эквивалентах.
Такой объем информации публикуется впервые.
Рис. 1.1 Графические обозначения ЭРЭ в электрических, радиотехнических цепях и цепях автоматизации
1-транзистор со структурой p-n-r в корпусе, общий символ;
2-транзистор со структурой n-r-n в корпусе, общий символ,
3 — полевой транзистор с p-n-переходом и n-каналом,
4 — полевой транзистор с p-n-переходом и p-каналом,
5 — однопереходный транзистор с базой p-типа, b1, b2 — выводы базы, e — вывод эмиттера,
7 — выпрямительный диод,
8 — односторонний стабилитрон (лавинный выпрямительный диод),
9 — термоэлектрический диод
10 — сигнальный диод, диод обратной блокировки
11 — стабилитрон (лавинный выпрямительный диод) с двунаправленной проводимостью
12 — тиристорный триод
14 — переменный резистор, реостат, общее обозначение
15 — переменный резистор
16 — переменный резистор с резьбой,
17 — триммерный резистор-потенциометр;
18 — термистор прямого нагрева с положительным коэффициентом (нагрев)
20 — конденсатор фиксированной емкости, общее обозначение;
21 — поляризованный конденсатор фиксированной емкости
22 — поляризованный оксидный электролитический конденсатор, общее обозначение
23 — фиксированный резистор, общее обозначение;
24 — фиксированный резистор, мощность 0,05 Вт
25 — фиксированный резистор мощностью 0, 125 Вт;,
26 — фиксированный резистор с номинальной мощностью 0, 25 Вт,
27 — фиксированный резистор с номинальной мощностью 0, 5 Вт
28 — фиксированный резистор мощностью 1 Вт
29 — фиксированный резистор мощностью 2 Вт
30 — фиксированный резистор с номинальной мощностью 5 Вт
31 — Резистор постоянного тока с одним дополнительным симметричным выходом;
32 — Резистор постоянного тока с одним несимметричным вспомогательным выходом;
Рис. 1.1 Графические символы ЭРЭ в электрических, радиотехнических и автоматических цепях
33 — Неполяризованный оксидный конденсатор
34 — переходной конденсатор (дуга обозначает корпус, внешний электрод)
35 — конденсатор переменной емкости (стрелка указывает на ротор);
36 — подстроечный конденсатор, общее обозначение;
38 — конденсатор подавления помех
40 — туннельный диод;
41 — лампа накаливания для целей освещения и сигнализации
42 — зуммер; 42 — электрический зуммер;
43 — гальванический или батарейный элемент;
44 — линия электрической связи с одним ответвлением
45 — линия электрической связи с двумя ответвлениями;
46 — группа проводов, подключенных к одной точке электрического соединения. Два провода;
47 — четыре провода, подключенные к одной точке электрического соединения;
48 — батарея гальванических элементов или аккумулятор;
49 — коаксиальный кабель. Крышка соединена с корпусом;
50 — обмотка трансформатора, автотрансформатора, дросселя, магнитного усилителя
51 — рабочая обмотка магнитного усилителя;
52 — управляющая обмотка магнитного усилителя;
53 — трансформатор без сердечника (магнитопровода) с постоянной связью (точки обозначают начало обмотки);
54 — трансформатор с магнитодиэлектрическим сердечником;
55 — индуктор, дроссель без магнитного сердечника
56 — однофазный трансформатор с ферромагнитным сердечником и экраном между обмотками
57 — однофазный трехобмоточный трансформатор с ферромагнитным магнитопроводом с отводом во вторичной обмотке;
58 — однофазный автотрансформатор с регулировкой напряжения;
60 — выключатель предохранителя;
62 — контактное соединение штекера;
63 — усилитель (направление передачи сигнала обозначено вершиной треугольника на горизонтальной линии связи);
64 — соединительный штекер;
Рис. 1.1 Графические символы ЭРЭ в схемах радиосвязи и автоматизации
65 — гнездо для подключения штекера,
66 — съемный соединительный контакт, например, с зажимом
67 — контакт неразрывного соединения, например, выполненный пайкой
68 — однополюсный переключающий контакт с защелкивающейся кнопкой
69 — размыкание контактов коммутационного аппарата, общее завершение
70 — контакт коммутационного устройства (выключателя, реле), общая маркировка Однополюсный переключатель
71 — переключающее устройство контактное, которое переключает, общее обозначение. Однополюсный переключатель для двух направлений.
72 — Трехполюсный переключающий контакт с нейтральным положением
73 — Контакт без фиксации
74 — Кнопочный выключатель с переключающим контактом
75 — Кнопочный выключатель с размыкающим контактом
76 — Кнопочный выключатель с кнопочным возвратом
77 — Кнопочный выключатель для дымовых газов с НЗ контактом
78 — Кнопочный выключатель с кнопочным сбросом
79 — Электрическое реле с размыкающим контактом и переключающим контактом
80 — Поляризованное реле для направления тока одной обмотки с нейтральным положением
81 — Поляризованное реле для обоих направлений тока обмотки с нейтральным положением
82 — Электротермическое реле без самосброса, со сбросом с помощью вспомогательной кнопки,
83 — однополюсное штекерное соединение
84 — гнездо пятиполюсного разъема
85 — штекер коаксиального разъема
86 — штекерный разъем
87 — четырехпроводной соединительный штекер
88 — четырехпроводная соединительная розетка
89 — система изолирующих переключателей с перемычками
Таблица 1.1 Алфавитные обозначения элементов схемы