Er zijn veel verschillende soorten batterijen en de meeste hebben verschillende voltages, variërend van 1,5-volt AA-batterijen tot de gewone 12-volt auto-accu. Veel mensen weten echter niet precies waar de term 'spanning' naar verwijst.

Fysica en terminologie

De term 'spanning' in een batterij verwijst naar het verschil in elektrisch potentieel tussen de positieve en negatieve aansluitingen van een batterij. Een groter verschil in potentieel resulteert in een grotere spanning.

Elektrische potentiaal betekent het verschil in lading tussen twee punten - in dit geval de twee klemmen van een batterij. De ene is positief geladen en de andere is negatief geladen. Een negatieve lading betekent eenvoudigweg dat er een overmaat aan negatief geladen deeltjes, of elektronen, op de terminal is, terwijl een positief geladen terminal een tekort heeft aan die elektronen. Fysieke scheiding van de twee terminals voorkomt dat de elektronen van de negatief geladen terminal naar de positief geladen terminal gaan. Zodra de twee terminals zijn verbonden, bijvoorbeeld via een circuit, zijn de elektronen vrij om langs het pad van de schakeling te bewegen, waarbij ze van de negatieve elektrode naar de positieve gaan. Deze beweging van elektronen wordt elektrische stroom genoemd, die wordt gemeten in ampère of ampères.

Geschiedenis

De eenheid van elektrisch potentieel, de volt, wordt genoemd ter ere van Alessandro Volta, een fysicus gecrediteerd met het uitvinden van de eerste elektrochemische cel in 1800. Zijn cel bestond uit een zink en een koperen elektrode ondergedompeld in een elektrolytische oplossing van zout en water. Hij populariseerde ook de elektroforus, een machine die grote hoeveelheden statische lading kon produceren. Hij heeft het echter niet uitgevonden, hoewel hij dat vaak wel wordt toegeschreven. Volta werd in 1810 door Napoleon Bonaparte meegeteld en een van de SI-eenheden van elektriciteit, de volt, werd naar hem vernoemd in 1881.

Misvattingen

Omdat het een verschil is in elektrisch potentieel in plaats van een hoeveelheid elektrische stroom, hoogspanning is niet per se gevaarlijk, terwijl hoge stroom kan zijn. Bij het bespreken van elektriciteit wordt vaak de analogie van een waterslang gebruikt. In deze analogie wordt spanning vergeleken met waterdrukverschil - een hoge drukverschil resulteert in een snellere elektronenstroom. Stroom, gemeten in ampère, beschrijft hoe snel een bepaald volume elektronen voorbij een bepaald punt in het circuit reikt. De meeste op de markt verkrijgbare batterijen hebben mogelijk hoge spanningen, maar de beschikbare stroomsterkte is afhankelijk van het circuit waarin de batterij wordt gebruikt, niet van de batterij zelf.

Toepassingen

Naarmate de accutechnologie is gevorderd, apparaten die op accuvoeding werken, zijn kleiner en krachtiger geworden. Het wijdverspreide gebruik van lithium-ion (Li-ion) batterijen, bijvoorbeeld, heeft ervoor gezorgd dat mobiele telefoons exponentieel kleiner zijn geworden dan hun voorouders, vooral vanwege hun lage vermogen /gewichtsverhouding. In deze batterijen beweegt een lithiumion zich een weg tussen de anode en de kathode tijdens het ontladen en de andere kant tijdens het opladen.

De Toyota Prius, een populaire hybride auto, debuteerde op de markt met nikkelmetaalhydride ( Ni-MH) -batterijen. De volgende generatie batterijen, beschikbaar eind 2009, zal ook lithium-ion zijn vanwege hun voordelen ten opzichte van het Ni-MH-batterijpakket.

Conclusie

Batterijen variëren in voltage van een paar honderdsten van een volt tot vele honderden volt, afhankelijk van zowel de grootte van de batterij als de materialen waaruit deze is gemaakt. Ze zijn een uitstekende manier om verschillende soorten apparaten van stroom te voorzien, ongeacht de spanningsvereisten van die apparaten.