மின்கலம்

கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிப்பீடியாவில் இருந்து.
Jump to navigation Jump to search
மின்கலம்
Battery
Batteries.jpg
பல்வேறு வகை மின்கலங்கள் (மேல்-இடது புறத்திலிருந்து கீழ்-வலது புறம் வரையுள்ள மின் கல வகைகள்): இரண்டு AA வகை மின்கலங்கள், ஒரு D வகை மின்கலம், ஒரு கையடக்க அமெச்சூர் வானொலியுள்ள மின்கலம், இரண்டு 9-வோல்ட்டு மின்கலங்கள், இரண்டு AAA வகை மின்கலங்கள், ஒரு C வகை மின்கலம், ஒரு நிகழ்படக்கருவியுள்ள மின்கலம், ஒரு கம்பியில்லா தொலைபேசியுள்ள மின்கலம்
வகை ஆற்றல் மூலங்கள்
செயல் கோட்பாடு மின்வேதியியல், மின்னியக்கு விசை
முதல் தயாரிப்பு கிபி 1800 கள்
இலத்திரனியல் குறியீடு
Battery symbol2.svg
ஒரு மின்சுற்றில் மின்கலனுக்கான குறியீடு]].

மின்கலம் (Battery) என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மின்வேதிக் கலங்களை ஒன்றாகச் சேர்த்த அமைப்பு ஆகும். மின் கலங்கள் மின் ஆற்றலை வேதி ஆற்றலாக மாற்றி சேமித்து, தேவையான போது அவ்வேதி ஆற்றலை மீண்டும் மின் ஆற்றலாக மாற்றித்தருகின்ற கருவிகளாகும். கை மின் விளக்கு (flashlights), திறன்பேசி, மின் தானுந்து போன்ற மின்னியற் கருவிகள், மின்கலன்களிலிருந்து மின்னாற்றலைப் பெறுகின்றன[1]. ஒரு மின்கலத்தின் நேர்மின் முனை நேர் மின்வாய் எனவும், அதன் எதிர்மின் முனை எதிர்மின்வாய் எனவும் அழைக்கப்படுகின்றன.[2].

எதிர்மின் முனையிலிருந்து உருவாகும் இலத்திரன்கள், வெளிப்புற மின்சுற்றுடன் இணைக்கப்படும் போது, அவை இயங்கத் தேவையான ஆற்றலை வழங்குகிறது. ஒரு மின்கலம் வெளிப்புற மின்சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்டால் , வேதிவினைகளை அனுமதித்து நிறைவு செய்வதன் மூலம் மின்பகுளிகளால் அவற்றுக்குள் அயனிகளை நகர்த்த முடியும். அயனிகள் நகர்வுதான் மின்னாற்றலை வெளிப்புற மின்சுற்றுக்கு வழங்குகிறது. வழங்கப்பட்ட மின்னாற்றல் தேவையான வேலையை நிகழ்த்துகிறது [3]. வரலாற்றில் மின்கலம் என்பது பலமடங்கு தனிசெல்களால் ஆக்கப்பட்ட ஒரு கருவி என வரையறுக்கப்படுகிறது. இருப்பினும் அதன் பயன்பாடு நோக்கில் தனிசெல்லால் ஆக்கப்பட்ட கருவி என்கின்றனர் [4].

பிரைமரி பேட்டரி எனப்படும் பிரதம மின்கலன்களை ஒரு முறைதான் பயன்படுத்தமுடியும். இரண்டு வெவ்வேறு உலோகங்கள் வேதிப் பொருட்களுக்கு இடையில் வைக்கப்பட்டு இவ்வகை மின்கலன்களில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இங்கு உற்பத்தியாகும் மின்சாரம் குறைவானது ஆகும். குறிப்பிட்ட நேரம் வரை மட்டுமே இக்கருவி செயல்படும். பின்னர் மின் சக்தியை இழந்து விடுகிறது. தொடர்ந்து இக்கருவி இயங்க வேண்டுமானால் மின்கலனுள் இருக்கும் அனைத்து பொருள்களையும் மாற்ற வேண்டும். மின்கல விளக்குகளுக்குப் பயன்படும் கார மின்கலன்கள், கையடக்க மின் கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படும் மின்கலன்கள் முதலானவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். செகண்டரி பேட்டரி எனப்படும் இரண்டாம்நிலை மின்கலன்கள் பிரதம் மின்கலன்களுக்கு எதிரானவையாகும். இவற்றை மறுமின்னூட்டம் செய்து பலமுறை பயன்படுத்த முடியும். இதில் உற்பத்தியாகும் மின் ஆற்றலின் அளவும் அதிகமாகும். வாகனங்களில் பயன்படும் ஈய-அமில மின்கலன்கள், திறன்பேசி, மடிகணினி போன்றவற்றில் பயன்படும் இலித்தியம்,-அயனி மின்கலன்கள் உள்ளிட்டவை இதற்கு எடுத்துக் காட்டுகளாகும்.

திறன்பேசிகளில் பயன்படுத்தப்படும் சிறிய, மெல்லிய மின்கலன்கள் முதல் கார்கள் உள்ளிட்ட வாகனங்களில் பயன்படுத்தும் பெரிய ஈய- அமில மின்கலன்கள் வரை பல்வேறு அளவுகளிலும் வடிவங்களிலும் மின்கலன்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. தொலைபேசி நிலையங்கள், கணிப்பொறி தரவு நிலையங்கள் போன்ற நிறுவனங்களுக்காக மிகப்பெரிய அளவு மின்கலன்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. 2005 ஆம் ஆண்டு எடுக்கப்பட்ட கணக்கீட்டின்படி உலகாய அளவில் மின்கலன் தொழிற்சாலைகள் மூலமாக ஒவ்வோர் ஆண்டும் 48 பில்லியன் அமெரிக்க டாலர்கள் அளவுக்கு 6% ஆண்டு வளர்ச்சியுடன் விற்பனை செய்யப்பட்டுள்ளன [5].

பெட்ரோல் போன்ற பொதுவான எரிபொருள்களை விட மின்கலன்கள் மிக குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டிருக்கின்றன. எரிப்பு இயந்திரங்கள் ஒப்பிடுகையில் வாகனங்களில் உயர்திறன் இயந்திரச் செயல்பாடுகள் மூலம் இது ஓரளவு ஈடுகட்டப்படுகிறது,

வரலாறு[தொகு]

மின் சாதனங்களின் குழுவை விவரிப்பதற்காக மின்கலன் என்ற சொல்லைப் பயன்படுத்துவது 1748 ஆம் ஆண்டில் பெஞ்சமின் பிராங்களின் காலத்தில் ஆரம்பமாகியுள்ளது. ஆயுதங்கள் ஒன்றிணைந்து செயல்படுதல் [6]). என்ற பொருள் கொண்ட பேட்டரி என்ற சொல் இராணுவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது [7]. இச்செயல்பாட்டை ஒத்த செயல்பாடு கொண்ட பல லேடன் சாடிகள் இணைந்த கருவியாகத் தெரிவதால் பிராங்களின் பேட்டரி என்ற சொல்லை அங்கிருந்து பெற்று பயன்படுத்தியுள்ளார்.

முதலாவது வோட்டாயிக் மின்கல அடுக்கு
இத்தாலிய இயற்பியலாளரான அலெசான்ட்ரோ வோல்டா 1800 ஆம் ஆண்டில் தான் தயாரித்த முதல் மின் வேதியியல் மின்கலமான வோட்டாயிக் மின்கல அடுக்கு குறித்து நெப்போலியன் போனபார்ட்டிடம் விவரிக்கிறார்.

இத்தாலிய இயற்பியலாளரான அலெசான்ட்ரோ வோல்டா 1800 ஆம் ஆண்டில் தான் தயாரித்த முதல் மின் வேதியியல் மின்கலமான வோட்டாயிக் மின்கல அடுக்கு குறித்து விவரித்தார் [8]. இம்மின்கலத்தில் நேர்மின் தகடாக செப்பும், எதிர்மின் தகடாக துத்தநாகமும் ஒரு மின்பகு கரைசலுக்குள் வைக்கப்பட்டு மின் உற்பத்தி செய்யக்உடிய ஒரு அமைப்பாகும். இவ்வமைப்பு நீண்ட நேரத்திற்கு மின் உற்பத்தி செய்து கொடுக்கும். வேதி வினைகளால் மின் உற்பத்தி நிகழ்கிறது என்பதை வோல்ட்டா புரிந்து கொள்ளவில்லை. அவருடைய செல்கள் ஆற்றலுக்கான மூலங்கள் என்று அவர் கருதினார் [9]. இம்மின்கலனில் உணரப்பட்ட குறைகளை 1934 ஆம் ஆண்டில் மைக்கேல் பாரடே சுட்டிக்காட்டினார்.

தொழிற்படும் முறை[தொகு]

மின்கலத்தின் மின்வாய்களில் நடைபெறும் ஒடுக்க-ஏற்ற வேதிவினைகள் மூலமே மின்சாரம் உற்பத்தியாக்கப்படுகின்றது. ஒரு மின்வாயில் தாழ்த்தல் தாக்கமும் மற்றைய மின்வாயில் ஒக்சியேற்றல் தாக்கமும் நடைபெறும். மின்கலத்தின் இரு மின்வாய்களையும் மின்கடத்தி ஒன்றால் (உ-ம்:செப்புக் கம்பி) மின்கலத்தின் மறை மின்வாயில் பொதுவாக ஒக்சியேற்றல் தாக்கங்கள் நடைபெற்று இலத்திரன்கள் உருவாக்கப்படும். இவ்விலத்திரன்கள் நேர்மின்வாயை அடைந்து அங்குள்ள இரசாயனப் பொருட்களை தாழ்த்தும். இவ்விரு தாக்கங்களும் கூட்டாக நடைபெறும் போதே மின்கலத்தால் நேர் மின்னோட்டம் உற்பத்தியாக்கப்படுகின்றது. மீள் மின்னேற்றக்கூடிய மின்கலங்களில் மீண்டும் மின்சாரத்தைச் சேமிக்கக்கூடிய வகையில் இரசாயனப் பொருட்கள் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும். இவை ஒக்சியேற்றல் மற்றும் தாழ்த்தல் ஆகிய இரு தாக்கங்களுக்கும் உள்ளாகக்கூடிய பொருட்களாக இருக்கும். மறை மின்வாயிலுள்ளவை மின்னிறக்கப்படும் போது ஒக்சியேற்றப்படுகின்றன. மின்னேற்றப்படும் போது தாழ்த்தப்படுகின்றன. நேர் மின்வாயிலுள்ள இரசாயனப் பொருட்கள் மின்னிறக்கப்படும் போது தாழ்த்தப்படுகின்றன. மின்னேற்றப்படும் போது ஒக்சியேற்றமடைகின்றன. மின்கலங்கள் மின்னிறக்கப்படும் போது மின்கடத்தியினூடாகச் செல்லும் இலத்திரன்களிலுள்ள சக்தியைக் கொண்டே மின்கலங்களின் சக்தியில் வேலை செய்யும் கடிகாரங்கள், சிறிய வானொலிகள் என்பன தொழிற்படுகின்றன.

வகைகள்[தொகு]

மின்கலங்களைப் பிரதானமாக இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்

  1. முதன்மைக் கலங்கள்- மீண்டும் மின்னேற்றப்பட முடியாத மின்கலங்கள். ஒரு முறை மாத்திரமே பயன்படுத்த முடியும்.
  2. துணைக் கலங்கள்- மீண்டும் மீண்டும் மின்னேற்றி பல முறை பயன்படுத்தக்கூடிய மின்கலங்கள்

முதன்மைக் கலங்கள்[தொகு]

இவற்றில் கொள்வனவு செய்யும் போது சேமிக்கப்பட்டிருந்த சக்தி முடிவடைந்த பின்னர் இவற்றை மீண்டும் மின்னேற்றிப் பயன்படுத்த இயலாது. அவ்வாறு மின்னேற்றினால் வெடித்தல், கசிதல் போன்றன நிகழலாம். வழமையாக கடிகாரம், சிறிய மின்பகுப்பு ஆய்வுகள், சிறுவர்கள் விளையாடும் விளையாட்டு உபகரணங்கள் போன்ற மின்சாரத்தில் இயங்கும் பொருட்கள் முதன்மை மின்கலங்களிலேயே இயங்குகின்றன. துத்தநாக-கரிம மின்கலம் மற்றும் கார மின்கலம் என்பன பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முதன்மை மின்கலங்களாகும்.

மின்கலம் மறை
(மின்வாய் (-)
நேர்
(மின்வாய் (+)
அதிகூடிய மின்னழுத்த வித்தியாசம்
(V)
அவதானிக்கப்பட்ட மின்னழுத்த வித்தியாசம்
(V)
தன் ஆற்றல் [MJ/kg] விளக்கம் 25 °C வெப்பநிலையில் ஆயுட்காலம்(80% கொள்ளளவு) (மாதங்களில்)
துத்தநாக-கரிம மின்கலம் Zn MnO2 1.6 1.2 0.13 விலை குறைவு. 18
துத்தநாக- குளோரைட்டு மின்கலம் 1.5 "heavy-duty" மின்கலம் என அழைக்கப்படுகின்றது, விலை குறைவு.
கார மின்கலம் Zn MnO2 1.5 1.15 0.4–0.59 நடுத்தர சக்திச்செறிவு. 30
நிக்கல்-ஒக்சி-ஐதரொக்சைட் மின்கலம் 1.7 நடுத்தர சக்திச் செறிவு. நீண்ட காலம் பயன்படுத்தலாம்.
இலித்தியம்
(இலித்தியம்-செப்பொக்சைட்)
Li–CuO
1.7 தற்போது தயாரிக்கப்படுவதில்லை.
இலித்தியம்
(இலித்தியம்-இரும்பு சல்பைடு)
LiFeS2
1.5 விலை அதிகம்.
இலித்தியம்
(இலித்தியம்-மங்கனீசீரொக்சைட்)
LiMnO2
3.0 0.83–1.01 விலை அதிகம்.
நீண்ட காலம் அதிக மின்வலுவை வழங்கும்.
இலித்தியம்
(இலித்தியம்-கரிமபுளோரைடு)
Li–(CF)n
Li (CF)n 3.6 3.0 120
இலித்தியம்
(இலித்தியம்-குரோமியம் ஒக்சைடு)
Li–CrO2
Li CrO2 3.8 3.0 108
இரச ஒக்சைடு Zn HgO 1.34 1.2 நீண்ட காலம் சீரான மின்னழுத்தம்.
பல நாடுகளில் இரசத்தின் விஷத்தன்மை காரணமாகத் தடை செய்யப்பட்டுள்ளது.
36
நாக-வளி Zn O2 1.6 1.1 1.59[10] Used mostly in hearing aids.
வெள்ளி ஒக்சைடு (வெள்ளி-துத்தநாகம்) Zn Ag2O 1.85 1.5 0.47 மிகவும் விலை கூடியது.
வணிக ரீதியாக பொத்தான் மின்கலங்களாக மாத்திரம் பயன்பாட்டிலுள்ளது.
30
மக்னீசியம் Mg MnO2 2.0 1.5 40

துணைக் கலங்கள்[தொகு]

துணைக்கலங்களில் மீண்டும் மின்னேற்றும் போது பழைய நிலைக்கு மீளக்கூடிய பதார்த்தங்கள் உள்ளடக்கப்பட்டுள்ளன. பொதுவாகப் பயன்படும் மின்கலமாக ஈய-அமில மின்கலம் உள்ளது. வாகனங்களில் துணைக்கலங்களே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நிக்கல்-நாகம், நிக்கல்-கட்மியம் ஆகிய உலோகங்களைக் கொண்டுள்ள சிறிய துணைக்கலங்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. துணைக்கலங்களைப் பயன்படுத்தும் போதும் அவதானமாகச் செயற்பட வேண்டும். இவற்றை அளவுக்கதிகமாக மின்னேற்றினால் கசிவு/ வெடித்தல் ஏற்படலாம்.

மின்கலம் மின்னழுத்த
வித்தியாசம் (V)
தன் ஆற்றல்
[MJ/kg]
குறிப்புகள்
NiCd 1.2 0.14 விலை குறைவு.
நீண்டகாலப் பாவனை
கட்மியத்தின் விஷத்தன்மை காரணமாக ஐரோப்பாவில் தடை செய்யப்பட்டுள்ளது.
ஈய-அமிலம் 2.1 0.14 நடுத்தர விலை.
நடுத்தர சக்திச் செறிவு.
பயன்படுத்தப்படும் ஈயம் விஷத்தன்மையானது, சூழல்ப்பாதிப்பை ஏற்படுத்தும்.
வாகனங்களில் அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
NiMH 1.2 0.36 விலை குறைவு.
சக்திச் செறிவு குறைவு
சில கார்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
NiZn 1.6 0.36 நடுத்தர விலை.
நீண்ட காலப்பாவனை.
விஷத்தன்மையான கூறுகள் இல்லை
2009ஆம் ஆண்டு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. குறிப்பிட்டளவு பருமன்களிலேயே கிடைக்கின்றது.
AgZn 1.86
1.5
0.46 இலித்தியம்-அயன் மின்கலத்தை விட கனவளவு குறைவு.
வெள்ளி உள்ளடங்குவதால் விலை மிகவும் அதிகம்.
அதிக சக்திச்செறிவு.
நீண்ட காலம் பயன்படுத்தாவிட்டால் மின்கலம் அரிப்படையும்.
இலித்தியம்-அயன் 3.6 0.46 விலை அதிகம்.
அதிக சக்திச்செறிவு.
சாதாரண மின்கல அளவுகளில் கிடைப்பதில்லை.
மடிக்கணனி, கைத்தொலைபேசி, இலத்திரனியல் புகைப்பிடிப்பான் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
நீண்ட காலம் மின்னிறக்கும்.
வெடிக்கும் ஆபத்து உடையது.

வெளி இணைப்புகள்[தொகு]

காரீய அமில இரண்டாம் நிலை சேமிப்பு மின்கலம்

மேற்கோள்கள்[தொகு]

  1. Crompton, T. R. (2000-03-20). Battery Reference Book (third ). Newnes. பக். Glossary 3. ISBN 0080499953. https://books.google.ca/books?id=QmVR7qiB5AUC&lpg=PA11&ots=ckHhIPVdcC&dq=battery%20one%20or%20more%20cells&pg=PA11#v=onepage&q&f=false. பார்த்த நாள்: 2016-03-18. 
  2. Pauling, Linus (1988). "15: Oxidation-Reduction Reactions; Electrolysis.". General Chemistry. New York: Dover Publications, Inc.. பக். 539. ISBN 978-0-486-65622-9. 
  3. "Battery - Definition of battery by Merriam-Webster". merriam-webster.com.
  4. Pistoia, Gianfranco (2005-01-25). Batteries for Portable Devices. Elsevier. பக். 1. ISBN 0080455565. https://books.google.ca/books?id=XMe1EnEMuMEC&lpg=PA1&dq=battery%20two%20or%20more%20cells&pg=PA1#v=onepage&q&f=false. பார்த்த நாள்: 2016-03-18. 
  5. Power Shift: DFJ on the lookout for more power source investments Archived 1 December 2005 at the Wayback Machine..Draper Fisher Jurvetson. Retrieved 20 November 2005.
  6. National Geographic Society. "Quiz: What You Don't Know About Batteries". National Geographic.
  7. Bellis, Mary. History of the Electric Battery. About.com. Retrieved 11 August 2008.
  8. Bellis, Mary. Alessandro Volta – Biography of Alessandro Volta – Stored Electricity and the First Battery. About.com. Retrieved 7 August 2008.
  9. Stinner, Arthur. Alessandro Volta and Luigi Galvani Archived 10 September 2008 at the Wayback Machine. (PDF). Retrieved 11 August 2008.
  10. Excludes the mass of the air oxidizer.
"https://ta.wikipedia.org/w/index.php?title=மின்கலம்&oldid=2511291" இருந்து மீள்விக்கப்பட்டது