Co to jest prąd ładowania?
Gdy akumulator wielokrotnego użytku straci zgromadzony ładunek, można go naładować poprzez zastosowanie prądu ładowania, który przekształca chemikalia w akumulatorze w zgromadzoną energię elektryczną. Akumulator przechowuje ten ładunek, dopóki nie będzie potrzebny, kiedy odwrotna reakcja chemiczna uwalnia energię elektryczną zgromadzoną w akumulatorze. Prąd ładowania pozwala na wielokrotne używanie akumulatora, a wpływ prądu na akumulator zależy od zastosowanych w nim substancji chemicznych.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe są szeroko stosowane w urządzeniach transportowych, magazynowaniu energii słonecznej i innych aplikacjach wymagających dużej pojemności elektrycznej. Baterie te są wykonane z szeregu płyt ołowiowych utrzymywanych w mieszaninie kwasu siarkowego i wody. Między ołowiem a kwasem zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje prąd elektryczny. Każde ogniwo w akumulatorze ołowiowo-kwasowym wytwarza około 2,2 wolta, więc 12-woltowy akumulator będzie miał sześć ogniw i pełne naładowanie nieco powyżej 13 woltów.
Gdy akumulator kwasowo-ołowiowy jest rozładowywany wielokrotnie lub starzeje się, reakcja ołowiu i kwasu powoduje siarczan ołowiu, który ostatecznie może pokryć płyty ołowiowe i spowodować awarię akumulatora. Właściwy prąd ładowania może odwrócić część tej reakcji, zwaną siarczanowaniem. Technologia opracowana pod koniec XX wieku, zwana ładowaniem impulsowym lub modulacją szerokości impulsu, może w dużym stopniu odwrócić zasiarczenie i przywrócić dobrą pojemność elektryczną starszych akumulatorów.
Prąd ładowania musi być dokładnie kontrolowany lub regulowany, ponieważ nadmierna moc wysyłana do akumulatora spowoduje jego przegrzanie. Gorące akumulatory mają nie tylko niższą pojemność ładowania, ale mogą również ulec awarii, jeśli woda się zagotuje lub odparuje z powodu nadmiernego ciepła. Wiele ładowarek używa kontrolerów ładowania, aby obniżyć przepływ prądu podczas ładowania akumulatora, a niektóre mogą sprawdzić temperaturę akumulatora, aby zapobiec przegrzaniu.
Mniejsze akumulatory, w tym akumulatory niklowo-wodorkowe i litowo-jonowe, mogą w niektórych przypadkach być ładowane. Akumulatory niklowo-wodorkowe są wrażliwe na prąd ładowania, a jeśli słabsza bateria zostanie umieszczona w ładowarce z mocniejszymi bateriami, mogą nie przyjmować prawidłowo ładowania. Wiele ładowarek zawiera obwody, które ładują każdy akumulator osobno, zamiast łączyć je w jednym obwodzie. Oddzielne ładowanie pozwala każdemu akumulatorowi otrzymać określony prąd w celu zoptymalizowania jego ładowania.
Prąd ładowania odnosi się również do energii elektrycznej wymaganej do naładowania kondensatora. Kondensator jest urządzeniem półprzewodnikowym zawierającym dwie płytki wykonane z materiału, który może przewodzić lub przepuszczać elektrony. Dwie płyty są oddzielone materiałem dielektrycznym, który do pewnego stopnia jest odporny na przepływ elektronów. Podczas ładowania kondensatora prąd przepływa do jednej płytki, tworząc nadmiar ładunku ujemnego. Jednocześnie przeciwna płytka rozwija ładunek dodatni.
Ten przechowywany ładunek elektryczny działa jak akumulator i może być przechowywany przez długi czas. Kiedy przełącznik łączy kondensator z obwodem elektrycznym, elektrony przechodzą przez dielektryk do dodatnio naładowanej płyty, tworząc przepływ prądu. Prąd elektryczny będzie płynął do momentu rozładowania kondensatora, w którym to czasie można go wielokrotnie ładować. Kondensatory są szeroko stosowane w elektronice w celu zapewnienia różnych funkcji, w tym kontroli napięcia i mocy.