แบตเตอรี่รถยนต์ทำงานอย่างไร

0
1629
โครงสร้างแบตเตอรี่ แบตเตอรี่รถยนต์

แบตเตอรี่รถยนต์ มีการทำงานอย่างไร?


ถ้าพูดถึง แบตเตอรี่รถยนต์ ก็คงหนีไม่พ้นส่วนประกอบที่เป็นเป็นอันตรายของมัน ซึ่งก็คือ ตะกั่ว และ กรด และส่วนประกอบทั้งสองก็คือส่วนที่ขาดไม่ได้ในแบตเตอรี่ คือถ้าตะกั่วและกรดไม่มี แบตเตอรี่ก็ไม่สามารถใช้งานได้เลย โดยตะกั่วคือโลหะหนักที่สร้างปัญหาทางสุขภาพมาให้ผู้คนมาแล้วนับไม่ถ้วน ส่วนกรดก็เป็นสารละลายที่ไม่มีใครอยากแตะ ซึ่งใครที่ไม่รู้จักการทำงานและส่วนประกอบของแบตเตอรี่ คงจะคิดว่าถ้าไอ้สองอันนี้มาอยู่ด้วยกันละก็ เละเป็นโจ๊กแน่ๆ

แต่ด้วยวิทยาการที่ก้าวไกลของมนุษย์ บวกกับความอยากรู้อยากเห็นที่เป็นตัวจุดประกาย โดยการนำการเกิดปฏิกิริยาระหว่างตะกั่วและกรดมาใช้เป็นประโยชน์ จนเกิดเป็นแบตเตอรี่ที่เราใช้งานกันอยู่ทุกวัน  บ้านไหนไม่มีแบตเตอรี่ก็คงจะคิดได้เลยว่า บ้านนั้นคงอยู่ในยุคหิน เพราะแม้แต่ในโทรศัพท์เครื่องเท่าฝ่ามือเราก็มีแบตเตอรี่ และวันนี้เราจะมาอธิบายถึงหลักการทำงานของ “แบตเตอรี่รถยนต์” ว่าทำงานอย่างไร อย่ารอช้า ไปดูกันเลย

หลักการเก็บพลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรี่

การเก็บพลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่รถยนต์
ตัวแบตเตอรี่ประกอบไปด้วยบรรจุภัณฑ์ที่เป็นภาชนะเก็บประจุไฟฟ้า กรดและตะกั่ว หน้าที่หลักของแบตเตอรี่คือเก็บประจุไฟฟ้าและถ่ายประจุไฟฟ้าผ่านทางสายเชื่อมไปให้จุดหมายต่อไป แบตเตอรี่ มี 2 ประเภทคือ

  1. แบตเตอรี่ปฐมภูมิ คือแบตเตอรี่ที่มีความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าและบรรจุกระแสไฟฟ้าได้เองจากส่วนประกอบของมัน ถ้าประจุหมดไปจากแบตเตอรี่ จะไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป ส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ปฐมภูมิคือ คาร์บอนและสังกะสี บางชนิดอาจเป็น สังกะสีและแมงกานีสไดออกไซด์ เช่น ถ่านไฟฉายบางยี่ห้อที่ไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ ถ่านไบออส เป็นต้น
  2. แบตเตอรี่ทุติยภูมิ คือแบตเตอรี่ที่มีความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าและบรรจุได้เอง หรือจะมาจากการเติมประจุเข้าไปก็ได้ ซึ่งแปลว่าถ้าแบตเตอรี่ชนิดนี้หมด ก็สามารถนำไปชาร์จได้หลายต่อหลายครั้ง จนกว่าปัจจัยที่จำเป็นภายในแบตเตอรี่จะหมดไป โดยทั่วไปจะมีราคาที่แพงกว่าแบบปฐมภูมิ ส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ทุติยภูมิคือนิกเกิลและแคดเมียม หลักการทำงานของมันคือรับประจุไฟฟ้า ปล่อยกระแสไฟฟ้า และวนซ้ำไปเรื่อยๆได้

แบตเตอรี่รถยนต์จะใช้แบตเตอรี่แบบทุติยภูมิ โดยจะประกอบได้ด้วยตะกั่วและกรดซัลฟิวริกซึ่งให้ประจุถ่ายได้ดี และเป็นที่นิยมมากกว่าแบบชนิดอื่น


การเก็บประจุไฟฟ้าด้วยตะกั่วและกรด

การเก็บประจุไฟฟ้าด้วยตะกั่วและกรด
ประวัติของแบตเตอรี่ ย้อนไปที่ปี ค.ศ. 1850 หรือ พ.ศ. 2393 ในประเทศไทยยังอยู่ในรัชสมัยรัชกาลที่ 4 อยู่เลย แต่ต่างประเทศได้คิดค้นแบตเตอรี่ตะกั่วและกรดขึ้นมาเป็นครั้งแรกได้สำเร็จ และได้มีการพัฒนาวัสดุบรรจุและรูปแบบแบตเตอรี่เรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน โดยยึดหลักเดิมที่ถูกสร้างไว้

หลักการทำงานคร่าวของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดคือ แบตเตอรี่จะคายอิเล็กโทรไลท์ ซึ่งจะกลายเป็นกรดซัลฟิวริกที่เจือจางมากๆ และแผ่นตะกั่วที่ดูดซับกรดซัลฟิวริกมาจะกลายเป็นตะกั่วซัลเฟต และเมื่อถึงปฏิกิริยาย้อนกลับตะกั่วซัลเฟตส่วนใหญ่จะกลับไปเป็นตะกั่วและกรดซัลฟิวริกเหมือนเดิม ทำให้ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาผกผันแปลกลับได้

แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะเสียกระซัลฟิวริกไปบ้าง ซึ่งทำให้เกิดความไม่เสถียร ไม่สมดุล แต่เหตุผลที่เรายังใช้แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดมากกว่าแบบอื่นก็เพราะ ต้นทุนการผลิตที่ต่ำ และความสามารถในผลิตกระแสไฟฟ้ากำลังสูงได้ ทำให้ค่ายรถยนต์ใช้แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดในการช่วยสตาร์ทเครื่องยนต์

หลักการทำงานของแบตเตอรี่

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่รถยนต์
แบตเตอรี่รถยนต์มีหน้าที่หลักคือ สตาร์ทเครื่อง และจ่ายไฟให้ไฟหน้า ซึ่งถ้ารถยนต์ติดเครื่องแล้ว การทำงานของแบตเตอรี่ถือว่าลดลงฮวบเลยทีเดียว โดยแบตเตอรี่จะทำงานได้  2 แบบคือ แบบปล่อยกระแสไฟน้อย ซึ่งเป็นการปล่อยที่กระแสไฟที่มีปริมาณมาก แต่ปล่อยได้ได้เวลาสั้นเท่านั้น เหมาะสำหรับการสตาร์ทเครื่องยนต์ อีกแบบหนึ่งคือปล่อยกระแสไฟได้มาก คือปล่อยกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่น้อยแต่ปล่อยได้นาน เหมาะสำหรับเครื่องเสียงหรือการเปิดวิทยุเล่นเพลงนานๆ แต่ทั้งสองแบบก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานของผู้ขับขี่ว่าเลือกแบบใด


เทคโนโลยีที่ล้ำสมัย

แบตเตอรี่ VRLA แบตเตอรี่รถยนต์
แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะยังคงรูปแบบมาจากอดีตโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆเลย แต่ในส่วนของวัสดุบรรจุและเทคนิคการบรรจุถือว่าได้ก้าวล้ำไปจากยุคก่อนๆมาก ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากมายในวงการอุตสาหกรรมแบตเตอรี่

ปัจจุบันได้มีการพัฒนาแบตเตอรี่ขึ้นมาใหม่ที่เรียกว่า แบตเตอรี่ VRLA หรือแบตเตอรี่ชนิดปรับแรงดันภายในได้ โดยหลักการทำงานยังคล้ายแบบเดิมแต่จะไม่มีความเสี่ยงเมื่อคว่ำหน้าหรือจะไม่ปล่อยก๊าซเป็นอันตรายออกมาเหมือนแบบเก่า แต่ทั้งหมดที่เป็นข้อดีก็ต้องแลกด้วยต้นทุนการผลิตที่สูงเอาเรื่องพอสมควร

ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีจะก้าวล้ำสมัยไปเพียงใด การผลิตวัสดุต่างๆก็ยังขึ้นอยู่กับธรรมชาติอยู่ดีว่ามีกำลังผลิตพอหรือไม่ ไม่แน่ถ้าโลกนี้ไม่มีน้ำมันหรือไม่มีไฟฟ้าใช้แล้ว สิ่งที่เรากำลังทำ กำลังปรับปรุง กำลังพัฒนากันอยู่นี้ อาจจะเป็นสิ่งที่ไร้ค่าก็ได้ ดังนั้นทางที่ดีควรคำนึงถึงธรรมชาติเป็นหลัก เพราะมนุษย์ยังต้องพึ่งธรรมชาติในการดำรงชีวิตอยู่เสมอ

LEAVE A REPLY