O baterijah

Baterija je galvanski člen, ki pri kemijski reakciji (oksidacija – redukcija) proizvaja električno energijo. Ves čas razvoja baterij je bila težnja raziskovalcev izdelati baterijo, ki bo ob danih dimenzijah oddala kar največ energije. Tako nam danes trg nudi širok izbor baterij, in sicer:
-baterije namenjene za enkratno uporabo: Zn-C baterije, Zn-Cl baterije, alkalne baterije, Li-Mg baterije, Zn-zrak baterije, Ag-O baterije, Hg-O baterije,...
-baterije, ki jih po izpraznitvi lahko ponovno napolnemo: Ni-Cd baterije, Ni-kovinski hidrid baterije, Pb-kislina baterije, Li-ion baterije, Li-ion polimer baterije
Med baterijami namenjenimi široki potrošnji najdemo na policah trgovin najpogosteje Zn-Cl in alkalne baterije. Slednje v zadnjem času močno izpodrivajo Zn-Cl baterije predvsem zaradi:
-do desetkrat daljšega časa praznjenja ob enaki obremenitvi
-manjše občutljivosti na temperaturne spremembe
-obstojnosti vsebovane energije v primeru skladiščenja. Pri alkalnih baterijah pade kapaciteta največ 5% letno, pri Zn-Cl pa 15% letno.
 

Zgradba alkalne baterije	Zgradba cinkove baterije

V baterijah poteka reakcija med elektrolitom, katodo in anodo. Pri reakciji nastajajo negativni ioni, ki se zbirajo na negativnem priključku baterije in pozitivni ioni, ki se zbirajo na pozitivnem priključku. Tako nastane napetost med poloma.
Pri Zn-C in Zn-Cl baterijah predstavlja anodo posodica iz cinkove pločevine, katodo pa prah MgO₂. Med elektrodama se nahaja elektrolit v obliki paste iz Zn-Cl oz. MgO₂. Katodni prah obdaja grafitno palico, ki je zaključena z jekleno kapico. Zunanjo podobo daje bateriji valjasto ohišje iz jeklene pločevine z izolirano ločenima poloma na obeh čelnih ploskvah.
Alkalne baterije sestavlja anoda iz cinkovega prahu, katoda iz magnezijevega prahu in elektrolit iz kalijevega hidroksida v obliki paste. Ime teh baterij izvira iz bazične-alkalne narave elektrolita. Ohišje predstavlja jeklen ali plastičen valj, ki je na obeh konceh zaključen z izolirano ločenima poloma.
Ko baterija troši svojo energijo, se vpliv glavnih sestavin zmanjšuje. Katoda in anoda postaneta izčrpani in v reakciji med anodo in katodo nastajajo stranski produkti. Pri tem se zmanjšuje napetost. Iz tega sledi, da imajo volumsko večje baterije več energije.
Z dodajanjem raznih dodatkov elektrodama in elektrolitu ter z izbiro zrnatosti prahu proizvajalci prilagajajo lastnosti baterij različnim zahtevam uporabe. Tako npr. povečajo sposobnost baterij po zagotavljanu zadostnega toka pri hitrem praznjenju (npr. digitalne kamere), sposobnost delovanja pri nizkih temperaturah in podobno. V splošnem imamo namreč tri možne načine praznjenja baterij, in sicer:
-pri konstantnem uporu
-pri konstantnem toku
-pri konstantni moči
Zato je zelo pomembno, da ob iskanju ustrezne baterije za napajanje določene naprave na embalaži preberemo za kakšne porabnike je posamezna baterija primerna. To se razen v lastnostih odraža tudi v ceni. 
Ko na baterijo priključimo voltmeter, nam ta pokaže njeno nazivno napetost, ker ima sam tako veliko upornost, da lahko tok skozenj zanemarimo. Če pa je v tokokrog vključen porabnik (breme), merimo z voltmetrom padec napetosti na porabniku. Tok, ki teče v tokokrogu povzroči pri tem tudi padec napetosti na notranjem uporu baterije. V primeru, da je upornost porabnika majhna, steče skozi tokokrog velik tok in baterija se začne segrevati. Zato je za pravilno praznjenje baterije pomembno, da ima porabnik nekajkrat večjo upornost od notranje upornosti baterije, ki znaša za tip AA tipično 0,08 - 0,1 W.
Pri naši nalogi smo poskušali ugotoviti s koliko energije lahko računamo pri baterijah najbolj pogostih proizvajalcev. Meritve smo opravili pri praznjenju pri konstantnem uporu.