Хімічні джерела живлення (одноразові елементи)

Доброго здоров'я, шановний читачу. Цього разу ми розглянемо хімічні джерела живлення. У першій частині мова піде про одноразові елементи.

У практичній частині обговоримо технологічний процес паяння, пристосування для його полегшення, деякі секрети.

----------------------------------------------

Хімічні джерела ЕРС, у не так уже й давні часи, були єдиним джерелом постійного струму. Історія їхнього використання налічує більше двох сотень років. За цей час з'явилося досить багато різновидів таких джерел, та інженерна думка не стоїть на місці, стають доступними все нові й нові. Чому? Мабуть тому, що кожен вид хімічного елементу має як переваги, стосовно своїх попередників, так і недоліки, які не задовольняють розробників все нових і нових видів. Саме розгляду таких нюансів і присвячено цей огляд.

Основа роботи елементу живлення – хімічна реакція між катодом та електролітом, як правило – рідиною, але використання рідини позбавляє таке джерело мобільності. Тому з'явилися нові хімічні елементи із желеподібними електролітами (гелями), насиченими рідиною сипучими електролітами. Також, останнім часом розробники відмовляються від активних кислот, лугів, шкідливих металів у складі елементів живлення.

Як би там не було, а ЕРС хімічного джерела залежить від кількості енергії, що вивільняється під час реакції. Не так уже й багато видів речовин та хімічних реакцій, які можна для цього використати, для більшості джерел живлення, вивільнена енергія складає від 0,8 до 2,3 В на один елемент, за виключенням не таких уже й давніх літієвих джерел. Напруга літієвого елементу становить більше 3,0 вольтів. Вказаний діапазон напруги є стандартом хімічної дії, і її неможливо змінити шляхом перебудови внутрішнього устрою чи збільшення розмірів елементу.

На відміну від напруги, яка є, як наголошено, практично стандартною для елементу того чи іншого хімічного складу, струм, безпосередньо залежить саме від розмірів, від внутрішньої будови. Тож існує зв'язок між фізичним розміром та ємністю елемента. Така залежність вносить певні обмеження у використання мобільних девайсів. Надто великий розмір елементів живлення робить пристрій менш портативним, отже, не дуже зручним.

Багато видів різноманітних елементів було створено починаючи з 1790 року, часу винайдення таки елементів живлення, та більшість із них була забута і навіть не згадується в літературі. До середини ХХ століття дійшов тільки один тип елементу – елемент Лекланше, який є нічим іншим, як звичайною "батарейкою".

Неймовірний прогрес мініатюризації електроніки дав поштовх революційним змінам і стосовно елементів живлення та акумуляторів. Адже сучасні мобільні пристрої потребують мініатюризації джерел живлення, універсальність таких пристроїв потребує високого струму віддачі, логіка споживання потребує елементів живлення із малим саморозрядом. Такі вимоги підштовхують винахідників до роботи з досить екзотичними, з погляду наших нещодавніх предків, матеріалами.

Одноразові та багаторазові елементи

Одноразовим елементом вважається той, у якому хімічна реакція не може бути відновленою. Коли елемент виснажується, а таке відбувається при розчиненні електролітом усього матеріалу катода, чи виснаженні деполяризатора, його перезарядження, з метою відновлення початкового стану, неможливе. Хоча, слід визнати, що деякі типи одноразових елементів живлення (це стосується, зокрема, лужних елементів) здатні, до певної міри, відновлювати свою початкову ЕРС. Правда, для цього використовується особлива технологія перезаряду. Зазвичай, заряджання одноразового елементу живлення, навіть здатного до часткового відновлення, у звичайних зарядних пристроях призводить до надмірного вивільнення газу і як наслідок – його розриву!

Багаторазовим елементом вважається той, хімічна реакція якого здатна відновлюватися. Так би мовити – нагромаджувати, акумулювати зовнішню енергію. Не вдаючись до особливих подробиць, яким саме чином відбувається таке відновлення, хочу сказати, що різновидів таких хімічних реакцій ще менше, ніж для використання у одноразових елементах. Це і є причиною того, що нові багаторазові елементи не що інше, як модифікація колишніх технологій. Скажімо, популярні нікель-кадмієві (Ni-Cd) елементи, модифікація нікель-залізного (Ni-Fe) елементу винайденого Едісоном ще наприкінці 19-го століття. Сьогодні їх з успіхом витісняють нікель-гідридні та літій-іонні акумулятори.

З'єднання елементів живлення

Якщо з'єднаємо якусь кількість елементів живлення – отримаємо батарею, коли такі елементи здатні до відновлення, тобто – акумулятори, батарея називатиметься акумуляторною. Нам уже відомо, що елементи можна поєднати послідовно (про що я згадував у першій частині вступу), їх також можна поєднати паралельно, або у будь-якій комбінації, принаймні теоретично. Ефективність таких з'єднань різна, що і зображено на схематичному малюнку поданому нижче. На практиці, елементи з'єднують у батареї, майже завжди, – послідовно.

При послідовному з'єднанні елементів живлення їхня сумарна ЕРС зростає, так само, як і внутрішній опір. Це означає, що сумарна напруга такої батареї буде залежати від кількості поєднаних елементів, а от здатність постачання кіл живлення струмом, лишатиметься на рівні віддачі струму одним елементом зі складу такої батареї.

При паралельному з'єднанні елементів живлення їхня спільна ЕРС залишається на рівні одного елементу батареї, а от внутрішній опір падає. Згадайте паралельне з'єднання резисторів та розрахунок опору при такому поєднанні елементів кіл. Парелельне з'єднання елементів живлення дозволяє отримати більший струм. Та якщо ЕРС елементів батареї не буде абсолютно однаковою, лишається ризик того, що струм виникне між самими елементами, що призведе до локального перегріву. Це і є головною причиною того, що паралельне з'єднання одноразових елементів майже ніколи не використовується при створенні батарей. Навіть акумуляторні батареї, які складаються з елементів здатних до регенерації, тобто відновлення ЕРС, а тому більш поблажливі до таких нюансів, дуже рідко виготовляються з використанням паралельного з'єднання, а якщо це робиться, то елементи підбираються дуже ретельно.

Більші струми, при потребі, отримують шляхом створення елементів живлення більшого фізичного розміру. Вони забезпечують більший струм і мають більший термін експлуатації за рахунок того, що у їхньому корпусі вміщено більшу кількість основних хімічних речовин необхідних для вироблення електричної енергії. Межа фізичного розміру – мобільність. Якщо такий елемент надто великий, його практична цінність падає. Акумуляторні елементи мають менші значення внутрішнього опору, тож коли потрібен більший струм при однакових розмірах, перевагу слід віддати акумулятору. Втім, одним з недоліків поширеного нікель-кадмієвого акумулятора, є швидкий саморозряд, отже, особливо при великих часових проміжках між їхнім використанням, лишається ймовірність того, що такі елементи живлення виявляться непридатними до використання саме у потрібну мить. Тож їх слід завжди заряджати саме перед ймовірним використанням.

Важливими параметрами будь-якого типу елементу живлення є його рівень ЕРС (напруга), "типова" величина внутрішнього опору, термін придатності, ресурс активності та потужність.

Внутрішній опір – це опір електроліту та інших конструктивних провідників елементу. Його величина обмежує струм, який може віддати такий елемент, бо саме внутрішній опір призводить до падіння вихідної напруги елементу під час споживання струму зовнішнім колом. Чим більший внутрішній опір, тим більше падіння напруги під навантаженням.

Термін придатності вказує на те, як довго можна зберігати елемент живлення, зазвичай при температурі не вищій за 25°С, до того часу, поки внутрішні хімічні процеси суттєво не вплинуть на його здатність працювати.

Ресурс активності визначити не так уже й просто, бо він залежить від поточного струму споживання і, як правило, розраховується та вказується для декількох таких величин.

Потужність елементу живлення визначається як добуток ЕРС, струму і ресурсу, розраховується з врахуванням найбільш сприятливих умов продукування струму та часу його роботи. У більшій мірі залежить від типу хімічної реакції та кількості активних компонентів (ваги елемента), ніж від конструктивних особливостей.

Простий елемент живлення

Сучасні елементи живлення беруть початок від вольтової батареї, яка була створена А. Вольта у 1782 році. Ця батарея, неначе бутерброд, почергово набиралася із пластинок міді та цинку, між якими вкладалися прокладки із тканини просоченої сольовим розчином. Коли набиралася певна кількість таких елементів, батарея була здатна віддавати відчутну енергію.

Наступним кроком було створення елементарного хімічного джерела живлення, у якому було використано дві металеві пластини – мідна та цинкова занурені у розчин сірчаної кислоти, як електроліт, для забезпечення хімічної реакції. Суть дії такого елементу полягала в тому, що під час розчинення цинку в активному електроліті вивільнялися електрони, які, за умови утворення зовнішнього кола споживачами, поверталися назад до хімічної системи через мідний електрод, продукуючи електричний струм.

Стосовно напрямку електричного струму, ви уже знаєте, що таке рішення було прийняте до з'ясування факту існування електронів, тож прийнято вважати, що струм витікає з позитивної мідної пластини – аноду, у напрямку до негативної цинкової – катоду.

Усі хімічні елементи мають у своїй основі процес розчинення катоду у кислотному або лужному середовищі, який вивільняє електрони, що повертаються до хімічної системи з допомогою інертного (нейтрального до електроліту) металевого електроду зануреного у розчин. Первинний тип хімічного елементу цинк-сірчана кислота відомий як елементарний (основний) гальванічний елемент живлення.

Основний елемент живлення має певні недоліки, які роблять його непридатними для застосування окрім демонстрації принципів отримання постійного струму. Через рідку сірчану кислоту, такий елемент неможливо пристосувати для будь-якого мобільного використання, бо вона може перелитися. Навіть той розчин, який використовується як електроліт в основному елементі, може завдати суттєвої шкоди. Елемент неможливо зробити герметичним, бо під час реакції виділяється газ, отже він потребує вентиляції.

Втім, існують більш серйозніші недоліки. Сірчана кислота розчиняє цинковий електрод незалежно від споживання струму зовнішнім колом, отже такий елемент має дуже обмежений ресурс активності, не кажучи вже про термін зберігання. Окрім того, напруга елементу, яка становить близько 1,5 В, швидко падає до нуля, від початку віддачі хоча б незначного струму у зовнішнє коло, бо внутрішній опір збільшується до неймовірних значень. Це робить елемент непридатним для використання, принаймні до того часу, поки цинковий електрод не буде вийнятий та очищений.

Зусилля, спрямовані на з'ясування та розуміння недоліків простого елементу, дали свої результати. Проблема розчинення цинкового електроду, без споживання струму зовнішнім колом, була вирішена за допомогою використання хімічно чистого металу або покриття цинкового електроду ртуттю. Використання хімічно чистого цинку позбавило електрод від утворення під час реакції короткозамкнених клітин із домішок. Слід визнати, що такий шлях суттєво продовжив ресурс активності хімічного елементу, втім, технологія отримання хімічно чистого цинку на той час ще була недосконалою, тож обрали інший шлях – покриття цинкового електроду ртуттю. Ртуть блокувала домішки анода і на той час така технологія була простішою. На сьогодні використання ртуті в елементах живлення визнано шкідливим, бо цей матеріал досить отруйний для людей та довкілля.

Швидкий ріст внутрішнього опору виявився складнішою проблемою. Суть її полягала в тому, що поверхню анода щільно вкривав шар бульбашок водню, газу який утворювався при розчиненні цинку, цей ефект назвали поляризацією. Газ на електроді утворювався під впливом електронів, які надходили у розчин із зовнішнього кола. Позаяк водень є ізолятором, цей ефект суттєво зменшував площу цинкового електроду, що й призводило до росту опору. З'ясували, що процес утворення водневого шару у простому гальванічному елементі починався з моменту його активації, тобто – додавання електроліту. У модифікованого елемента, де використовувався електрод хімічно чистого цинку або цинку вкритого ртуттю, процес утворення водневого шару починався з моменту споживання струму зовнішнім колом, тобто – під час його роботи. До речі, ізоляція, яку забезпечує шар водню, використовується, як діелектрик, в електролітичних конденсаторах, конструкція яких практично дублює простий хімічний елемент.

Проблему можна було вирішити лише шляхом видалення водню, або застосування хімічної реакції, яка б не генерувала газ. І таке рішення було знайдене. Видалення водню досягли за допомогою окисного матеріалу – деполяризатора. Шар такого матеріалу мусив упаковуватися навколо цинкового електроду, він не повинен був давати жодних побічних хімічних ефектів і бути нерозчинним. Оксид марганцю і відповідав таким вимогам. Його успішно використовували в минулому і використовують ще й досі.

Елемент Лекланше

Елемент живлення, винайдений французьким хіміком Лекланше у 19 столітті, має надзвичайно довгу історію і в "сухому" вигляді використовується досі, хоч тепер його називають вугільно-цинковою батарейкою. У своєму первісному вигляді його електроліт був рідиною, розчином хлориду амонію. Це слабко-кислотна речовина і не має таких корозійних властивостей, як сірчана. Одним із наслідків використання менш кислотних електролітів стало те, що цинк, навіть не особливо чистий, розчинявся набагато повільніше при відсутності струму у зовнішніх колах. Анодом елементу є вугільний стрижень, матеріал хімічно нейтральний, а тому не впливав на електроліт. Такий вугільний стрижень вкривається пастою двоокису марганцю запакованою у пористий циліндр, що дає змогу вільного доступу для електроліту. Працювати елемент починає при утворенні зовнішнього кола споживачів, а суть хімічного процесу лишається такою ж самою: цинк розчиняється у слабко-кислому середовищі, вивільняючи електрони для утворення електричного струму.

На аноді електрони вступають у реакцію з водою електроліту утворюючи водень, та дія діоксиду марганцю і полягає саме в тому, щоб нейтралізувати водень за рахунок реакції відновлення. Поки елемент працює – цинк розчиняється, а діоксид марганцю поступово вичерпується і коли запаси одного із цих компонентів закінчуються, робота джерела струму припиняється.

ЕРС елемента становив близько 1,5 В, а внутрішній опір міг бути меншим ніж 1 Ом. Такий елемент міг працювати дуже довго. Та ще й врахуйте те, що елемент Лекланше чудово поновлюється. Можна замінити цинковий електрод, додати хлорид амонію, відновити запас діоксиду марганцю і продовжити роботу елементу. При такій його експлуатації ресурс активності збільшується на невизначений термін.

"Суха" форма елементу Лекланше стала тим джерелом живлення, який до недавнього часу був практично єдиним. Конструктивно вона повторювала свого предка але електроліт з хлориду амонію був желеподібним, а не рідким. Діоксид марганцю змішувався із графітом і частиною желе, щоб забезпечити вологість цієї суміші. Робота такого елемента була тотожною рідкому предку, та завдяки тому, що "сухий" елемент був менший за розміром ніж мокрий, а його желеподібний електроліт мав меншу провідність, така форма елементу, як правило, мала більший внутрішній опір. Втім, перевага портативності перекривала недоліки збільшення опору, що й зробило цей елемент основою протягом великого відрізку часу у двадцятому столітті.

Сухий вугільно-цинковий елемент, як його почали називати, не відпрацьовував повністю на 100 відсотків своїх можливостей. Цьому заважала або перфорація цинку, або повне вичерпання деполяризатора – діоксиду марганцю. Одним із слабких місць оригінального дизайну було те, що цинковий електрод був і кожухом (стаканчиком) самого елементу тому, коли у ньому утворювалися отвори, електроліт витікав назовні, саме це було причиною того, що деякі користувачі, відкриваючи відсік живлення свого портативного приймача, натрапляли на липку неприємну субстанцію – це був желеподібний електроліт. Термін "сухий" до такого елементу пасував не зовсім. Проблема не вирішувалася виготовленням товстого корпусу та зменшенням кількості деполяризатора, бо при закінченні діоксиду марганцю, критично зростав внутрішній опір припиняючи роботу елементу, а цинк не вичерпувався.

Вугільно-цинковий елемент не відрізняється великим терміном зберігання, до того ж, після першого увімкнення, електроліт починав активно розчиняти цинк – повільно але невідворотно. Такий процес є наслідком внутрішньої реакції, яка називається струмом саморозряду. Саме тому перфорація корпуса (стаканчика) виникала неодмінно, особливо якщо елемент забували у батарейному відсіку. Та ще й підвищена температура прискорювала процес "самознищення", чим вища температура середовища, тим швидше він протікав.

Така ситуація підштовхнула конструкторів до розробки герметичного елементу зі сталевою оболонкою, яка окутувала цинковий електрод. В результаті захисту від витоку електроліту, почали використовувати більш тоншу цинкову оболонку, що зробило такий елемент дешевшим. До того ж, така технологічна хитрість дозволила повніше використовувати цинк, розчиняючи його практично повністю. Втім, застосування сталевої оболонки не давало повної гарантії витоку електроліту, бо навіть у сталевому корпусі могла виникнути хімічна перфорація, а закатані кришечки інколи втрачали свою герметичність. Незважаючи на це, використання сталевої оболонки суттєво покращило споживацькі властивості такого елементу живлення. Так з'явилася сольова батарейка.

Лужні елементи живлення

Сьогодні на ринку превалює досить широка група хімічних елементів, де електролітом є не кислота, а луг. На корпусі таких елементів ви знайдете слово "ALKALINE". Принцип розчинення металу в електроліті і вивільнення електронів такий самий як і в кислотних, а от деталізація хімічної реакції інша. Гадаю, читачу цікавіші електричні характеристики ніж хімічні деталі, тому їх опускаю. Єдиною особливістю, яка заслуговує уваги, є те, що лужні реакції не генерують водень і це дозволяє зробити елементи живлення суцільно герметичними, на відміну від вугільно-цинкових. Це, також, позбавляє від проблеми деполяризації, тож будова лужних елементів, принаймні теоретично, простіша ніж у кислотних. Особливості хімічної реакції дозволяють частково відновити ЕРС такого елемента, тим самим подовживши його ресурс активності, втім, спроба їх підзарядити, без дотримання спеціальної методики, а найкраще – процесу керованого мікроконтролером, призводить до генерації газу, збільшення внутрішнього тиску і, як наслідок, розриву контейнера.   

Найбільш відомий лужний тип – марганцевий елемент. Він був винайдений у США Семом Рубеном у 1939 році і експериментально використовувався у технічних засобах армії. Повномасштабне виробництво марганцево-лужних елементів було розпочате лише у 60-х роках минулого століття. В елементі використовується цинк, як катод, з електролітом – розчин гідроксиду калію або у вигляді рідини, або, як гель. А анод – це суміш оксиду марганцю з графітом, якою вкритий із середини сталевий корпус. Елемент герметично запечатаний, бо реакція не виділяє газу, а оксид марганцю використовується не як деполяризатор, а як речовина що містить необхідний для реакції марганець.

ЕРС свіжого елементу становить близько 1,5 В, і початкова ЕРС зазнає не надто суттєвих змін протягом усього життєвого циклу. Вміст енергії, тобто коефіцієнт енергія-вага, більший за вугільно-цинковий елемент разів у 5, а термін зберігання значно більший, завдяки практично повній відсутності вторинних хімічних процесів. Все це робить елементи надзвичайно привабливими для живлення портативного обладнання, особливо такого, яке має досить тривалі неактивні періоди.

Хоч елементи і не містять кислоти, слід пам'ятати, що гідроксид калію є каустичним матеріалом, який розчиняє шкіру і досить небезпечний для очей. Щільно запечатаний елемент ніколи не повинен розбиратися, також не слід робити жодний спроб перезарядити його звичайним способом.

Мініатюрні хімічні елементи – ґудзики, таблетки, монетки

Мініатюрні хімічні елементи призначені, в основному, для слухових апаратів, калькуляторів, годинників, хоч їх можна зустріти і у більш серйозних пристроях, де вони використовуються як джерела резервного живлення для забезпечення збереження інформації у енергозалежній пам'яті. Основою мініатюрних елементів живлення є оксид срібла або ртуті. Термін "ртутний елемент" - оманливий, бо металева ртуть зовсім не використовується.

Мініатюрні елементи живлення правильніше називати оксидно-ртутним. Як електроліт у них використовується гідроксид калію, в якому, до насичення, розчинений оксид цинку, отже елементи можна кваліфікувати як лужні. Катодом є знайомий цинк, який використовується або у формі перфорованої цинкової фольги, або спеченого у невеличкий циліндрик цинкового порошку. Катод прикріплено до верхньої кришки елементу ізольованої від основного корпусу. Анодом є покриття із суміші оксиду ртуті з графітом для поліпшення провідності. Цією сумішшю вкрита зсередини поверхня основного корпусу, який виготовлений з нікельованої або нержавіючої сталі. ЕРС такого елементу не надто високий – 1,2-1,3 В, зате енергетичний вміст суттєвий, з тривалим терміном зберігання. Все це завдяки мізерному, практично відсутньому, струму саморозряду.

Елемент з використанням оксиду срібла конструктивно має аналогічну будову у порівнянні з елементом де використовується оксид ртуті. Різниця полягає лише в тому, що на аноді використовується обмазка із суміші оксиду срібла з графітом. Катод – цинк, а електроліт – гідроксид калію. ЕРС становить 1,5 В, величина якої зберігається протягом більшої частини "життя". Енергетичний вміст високий, а термін зберігання – тривалий.

Усі такі мініатюрні елементи живлення призначені для застосування у пристроях з малими струмами споживання, там вони працюють довго, не потребуючи заміни. У зв'язку з цим, слід дотримуватися певних правил поводження з мініатюрними хімічними елементами. Якщо такий елемент взяти руками – це обов'язково утворить на його поверхні плівку поту, яка є непоганим провідником. Це створить сторонній місток споживання струму і суттєво скоротить термін "життя". Найліпше, оперуючи з таким елементом, використовувати пластиковий пінцет. А, якщо без рук не обійтись, слід використати сухі гумові рукавички. Гадаю, більшість із вас про це чує вперше, та це факт. Порушення такого правила дійсно скорочує життя хімічних мініатюрних елементів. Такі елементи категорично забороняється розбирати, заряджати, особливо ті, які містять сполуки ртуті.

Літієві елементи

Літій – метал, схожий на калій або натрій, дуже активний, настільки, що його не можна піддавати впливу повітря, а з водою він може зреагувати аж до вибуху! Такі властивості літію кажуть про те, що водяний розчин речовин не можна використовувати як електроліт. Шляхом чисельних досліджень вдалося знайти речовину, яка здатна іонізуватися і не бути надмірно чутливою до літію. Як електроліт у таких елементах використовується сірково-хлорна сполука – тіоніл хлорид, з достатньою, для забезпечення необхідної провідності, кількістю розчиненої солі літію. Літієвий елемент – найновіший тип хімічного джерела живлення з несподівано високою ЕРС.

Сітка із нержавіючої сталі вкрита шаром літію і відокремлена від решти об'єму елементу пористим поліпропіленовим контейнером. Анод – суміш оксиду марганцю та графіту також нанесена на сітку із нержавіючої сталі. Елемент досить ретельно герметизований. Його хімічна реакція забезпечує високу ЕРС – 3,7 В, тривалість терміну зберігання – 10 і навіть більше років, високий вміст енергії. ЕРС практично постійна протягом життя елементу, а внутрішній опір може бути досить малим.

Літієві елементи не дешеві, та їхні унікальні властивості компенсують такий "недолік". Корпус герметичний, та враховуючи те, що під час споживання великих струмів може виділятися газ, на корпусі влаштовують "запобіжний клапан" – місце, де стінка витончена, тож вона і видимається, компенсуючи надмірний тиск. Розрив корпуса такого елемента небезпечний, адже літій отримає контакт із вологою повітря! Для захисту від такої неприємності, слід обмежувати максимальний струм споживання від літієвого елементу. На крайній випадок, можна використати швидкий запобіжник.

Літієві елементи не рекомендують з'єднувати паралельно, навіть послідовне з'єднання допускається у крайньому випадку, як виняток, не більше двох елементів підряд. Деякі різновиди літієвих елементів реагують на зовнішнє коло, тож максимальну ЕРС розвивають лише після навантаження. Ці хімічні елементи не призначені для великих робочих струмів, що можна зрозуміти з графіка типового діапазону напруги, струму та ресурсу активності елементів живлення при 20°С. Ще було помічено одну дивовижну особливість літієвих елементів. Найбільшу кількість енергії вони віддають у випадку вертикального розташування, позитивний полюсом догори!

Декілька слів стосовно типорозмірів

На білому світі існує МЕК, це Міжнародна Електротехнічна Комісія. Некомерційна організація стандартизації в області електричних, електронних та суміжних технологій. Як я розумію, стандарти МЕК є суто рекомендаційними, принаймні у мене склалося таке враження. Чому? Бо кожен більш-менш знаний виробник намагається маркувати свій виріб власним стандартом. Мабуть тому, коли придбаваєш батарейку, на блістері перелічено цілий ряд типорозмірів різних стандартів. Тут тобі і МЕК, і Seiko, і Varta, і Sony, і Duracell, і бозна ще хто. Можливо я чогось не розумію?

Хоча, якщо звернути увагу на загальну тенденцію маркування електронних компонентів, особливого здивування не виникає. Добре, що існує Інтернет.

Просто слід знати деякі нюанси. Якщо у вас виникає сумнів щодо того сольовий це елемент, чи лужний, запам'ятайте одну відмінність. Об'ємний хімічний елемент, відповідно до класифікації МЕК позначається літерою R, далі ідуть цифри, які ідентифікують його типорозмір. Так от, літерою R позначаються сольові хімічні елементи живлення, а для вказівки на лужний електроліт такого елементу, до неї додається літера L. Наприклад, відомі нам хімічні елементи типорозміру АА (узагальнене позначення, ринкове) у відповідності зі стандартом МЕК кодуються як: R6 – сольові, LR6 – лужні; елементи типорозміру ААА: R03 – сольові, LR03 – лужні; елементи типорозміру D: R20 – сольові, LR20 – лужні. Зрозуміло? Тож шукайте потрібні символи на елементі.

Трохи відрізняється позначення цікавих для аматорів 9-ти вольтових батарей, які колись називалися "Крона": 6F22  – вугільно-цинкова,  6LR61 – лужна, 6KR61 – нікель-кадмієва, найбільшу потужність серед них має, звісно ж, лужна (565 мА/год), якщо не брати до уваги літієвого варіанту, який маркується відповідно до класифікації ANSI – 1604LC (1200 мА/год).

Описувати типорозміри та класифікацію мініатюрних хімічних елементів навіть і не намагатимуся, бо доведеться написати ще стільки ж, скільки я написав. Їх дуже багато, і вони найрізноманітніші, як за розмірами так і за своїми характеристиками. Наприклад, срібно-цинкові елементи одного розміру, однієї ємності, поділяються ще й на LD – елементи для живленні споживачів з низьким та рівномірним енергоспоживанням, та HD – елементи для живлення споживачів з високим та нерівномірним енергоспоживанням.

Стосовно позначення елементів живлення на схемах, ви уже все знаєте, тож додати, з приводу цього, нічого. 

-------------------------------------------------------------------

ВІДСТУП

про паяння

Ми вже коротко оглянули необхідний інструмент та компоненти для паяння. Знаємо, який нам потрібно паяльник, можливо маємо його. Зрозуміли, а якщо ні, запам'ятаймо: яким би флюсом ви не користувалися, тверда каніфоль у аматора мусить бути завжди.

Ще, для зручної роботи з паяльником, слід мати підставку. Її можна зробити самостійно, варіантів таких конструкцій дуже багато. Від простої зігнутої товстої дротини, до ексклюзивних, фантазійних витворів оснащених кінцевими вимикачами, стабілізацією температури, таймерами і подібне.

Виробники теж пропонують досить зручні конструкції підставок, з пружним елементом утримання паяльника та місцем під шматочок целюлози, який використовується для чищення жала. Цей шматочок повинен бути насичений водою, тобто вологим. Тільки тоді, обтираючи об нього робочу частину жала, ви отримаєте бажаний результат і не пошкодите його.

У мене цей шматочок целюлози постійно десь дівається, таке враження, що за ним полює домовик. Тож я, не особливо засмучуючись, використовую у своїй практиці старовинний, перевірений роками засіб. Шматок ганчірки, обов'язково бавовняної або льняної без домішок, гадаю знайдете такий у своєму господарстві, намочую і складаю у декілька шарів. Об нього можна витерти робочу частину жала паяльника, коли він лежить на столі. При необхідності, можна взяти у руки і ретельно витерти все жало. Ганчірка не згорить, бо волога, а при добрячій товщині такого "пакету", ви навіть не відчуєте температури жала, охопивши його ганчіркою. Суть та ж сама, основа та ж сама – целюлоза. До речі, якщо вам не сподобалася забруднена сторона, можете перекласти такий "пакет" по іншому, в решті решт – просто випрати.

Тож із підставкою розібралися, слід готувати паяльник до роботи. Як це робити із саморобним жалом ви уже знаєте (щоб пригадати, перечитайте: Сходинка друга "Конденсатори", частина друга, практичний матеріал "Інструменти та приладдя для паяння"), з готовими придбаними мідними жалами робимо теж саме. А от у мідного хромованого жала напилком зачищаємо лише робочу площину, а далі знову – каніфоль і припій. Для того, щоб процес лудження був якіснішим, рекомендую на робочому столі завести невеличку дощечку, бажано із твердої деревини (дуб, бук, береза). Вона вам знадобиться і для якісного лудження жала, і для лудження дротів вкритих лаком. Що і як з ним робити, цілком зрозуміло з малюнку (намальована калюжка, то калюжка каніфолі). Таке нехитре пристосування дуже зручне, повірте, скористаєтесь цим шматочком дерева ще не раз.

Сталеві жала, з напиленим на кінчик матеріалом для покращення адгезії олова, потребують трохи іншого ставлення. Його не потрібно лудити, воно вже вкрите спеціальним покриттям, тобто луджене. Таке жало просто прогрівають занурюють у каніфоль і вкривають свіжим тоненьким шаром олова. Буває, що з першого разу така операція виходить не зовсім вдало. Очистіть кінчик і повторіть її.

 

Продовження статті за посиланням.