Strømkilder: karakteristik af batteri og solcelle

Strømkilder

Fysik

Formål:

Finde karakteristikken for et batteri.

Finde karakteristik og virkningsgrad for solcelle.

Teori:

Batteriet:

Kort om batteriet

Man bruger batterier mange steder, i vores moderniserede verden, lige fra små batterier i fjernbetjeninger, til bilbatteri osv. Alle batterier har egentlig samme funktion, at oplagre kemisk energi, som frigives som strøm. Batterier er lavet til at kunne oplagre energien i lang tid, uden det store tab. i en længere periode, til forskellige brugsgenstande. Batterier har forskellige størrelser og udformninger, men består i bund og grund af det samme. Et batteri består af en positivt ladet pol +, og en negativt ladet -, havde man f.eks et 12v batteri, betyder det at man kan måle en spændingsforskel mellem polerne på 12v, det hedder galvanisk spænding, som altid er jævnspænding. I fysikkens verden, kalder vi et batteri for et galvanisk element, eller bare element.

Hvad består et batteri af

Batterier kan som sagt være udformet på flere måder, men vi tager nu udgangspunkt i et almindeligt AA batteri, som vist på billedet. I den ene ende har vi + polen (katoden), og –polen i modsatte ende (anoden). Polerne er forbundet af en kulstav, kulstaven opfanger energien fra Elektrolyden som den er omringet af. Kul er et rigtigt godt til at opfange ionerne og lede dem, og dermed den kemiske energi. Derfor bruger man kul i mange andre brugsgenstande, med en motor i, det kunne være en vaskemaskine. Batteriet er beskyttet af en stålkappe, inde bag stålkappen er der et zinkbæger. Det skyldes, at zink Zn afgiver de negative elektroner, dermed bliver zinken ligeså stille nedbrudt. Inden i zinkbægeret, er der et sortbrunt pulver som hedder Mangandioxid MnO2, som også kaldes brunsten, som navnet brunstensbatteri også indikerer. Zinken afgiver –ioner til Mangandioxiden, som er +ladet. Det giver spændingsforskellen, som der kan hives energi ud af. Brunstensbatterier kan ikke genoplades, det kan kun afgive den energi som er der i fra start. Hvis man tilslutter et sådant batteri i en oplader, vi zinkkappen normalt blive ødelagt, og elementet bliver utæt.