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首先，讓我們先看看充電的原理。我們使用的電池大體上分為2類：一是一次性電池，比如干電池，顧名思義，它只能使用一次，當(dāng)電能耗盡以后只能丟棄，不可以再次利用；二是可充電電池，當(dāng)其電能耗盡以后可以通過充電器充電，恢復(fù)電能，可以多次重復(fù)利用。 怎么樣才能給電池充進(jìn)電去呢？我們先看看電池放電的過程，想一想，無論什么電路，只要是使用電能，也就是電池向外部供電，都有一個共同點：電從電池正極流出，經(jīng)過外部電路以后回到電池負(fù)極。充電是放電的相反過程，所以，我想，你也猜到了：只要想辦法讓電流倒過來流動－－從電池正極進(jìn)入電池，從負(fù)極出來－－就可以充電，的確如此。 那怎么樣才能讓電流倒過來流動呢？先思考一個問題：電為什么會流動？導(dǎo)線里面的電荷如果不接電源，它是不會流動的，會基本上呆在原地；一旦接通電源以后，每個電荷都會受到一個壓力，所有的電荷在這個壓力下沿著導(dǎo)線被迫向一個方向流動，形成電流。這個壓力，就是電壓，所以，在外部電路保持不便的情況下，電壓越大，電流越大。 當(dāng)電池接入電路以后，會迫使導(dǎo)線里面的電荷在它的驅(qū)使下流動，而我們還要想讓電荷逆流而上，如何實現(xiàn)呢？只有一個辦法：再給電荷施加一個方向相反的更大的壓力，把電荷“頂”回去！最簡單的電路如圖1  電池1的“意愿”是讓電流順時針方向流動；電池2的“意愿”是讓電流逆時針方向流動?？墒?，電池2的電壓小于電池1的電壓，電池2“心有余而力不足”，沒有辦法，只能聽“老大”的，讓電流順時針流動，誰叫人家“力量”大呢？對電池1來講，是在放電；對電池2來說，是在充電。這就是給電池2的充電電路。當(dāng)然，前提條件是電池2得是充電電池，如果電池2是一次性電池，那是不可能充進(jìn)去電的?，F(xiàn)在市場上有一種給手機電池充電的應(yīng)急設(shè)備，它可以在沒有市電的情況下通過購買幾節(jié)干電池給手機電池充電，其實就是上面這個原理。呵呵，簡單的不能再簡單了。我不知道那個東西售價是多少，如果你花費了很多的錢買了它，那，你去哭吧...... 上面這個圖是不是實用的電路圖呢？嗯，還不是，還差那么一點點。我們已經(jīng)知道了，只要讓電流倒著流進(jìn)電池，就可以給電池充電。那么要充多長時間才能充滿呢？我想你也應(yīng)該可以想象的出：電流越大充電越快，所用的時間也就越短。但問題是，就像其它的設(shè)備一樣，如果電流過大是會燒壞電池的，電池也是有可以承受的最大電流的，無論是充電還是放電。也就是說，充電過快會損壞電池，放電過快同樣也會損壞電池。所以，我們還要限制充電電流的大小，怎么限制呢？串聯(lián)一個電阻即可。如圖2  上面我說的那個通過干電池給手機應(yīng)急充電的東西我沒有看過，不知道里面具體電路如何，我猜就是上面這個電路。如果它有防止因電池接反而損壞的功能，那就再串聯(lián)一個二極管，如果沒有，就是上面這個電路！聲明：我猜的。那個東西你買了沒有？如果買了，今天你哭了沒有？如果沒有，再哭一次吧...... 用電阻可以限制充電電流的大小，從而保護(hù)電池。那么充電電流應(yīng)該調(diào)整為多大才合適呢？這個和電池的容量有關(guān)。什么是電池的容量呢？通俗點說，就是電池可以容納的電能的多少，通常用“安時”這個單位來表示，表示為AH。如果說一節(jié)電池的容量是2安時，其含義是這個電池如果以2安培的電流放電，可以持續(xù)放電1小時。標(biāo)準(zhǔn)的充電方式是使用電池容量的1/10電流充電10小時。2AH容量的電池，標(biāo)準(zhǔn)的充電方式是用0.2安培電流連續(xù)充電10小時。 知道了充電的原理，也知道了該如何充電，還有個問題：充進(jìn)電池的電從那里來呢？一般情況下，我們都是使用220v市電。那是不是直接把220v市電接到充電電池上呢？當(dāng)然不是了，不僅僅是因為市電是交流電，不可以直接來充電；更重要的是它的電壓太高了，如果接到電池上瞬間就會損壞電池的，所以，我們首先要想辦法把電壓降下來，使用下圖這樣的元件－－變壓器。實際上，變壓器的結(jié)構(gòu)非常簡單，就是圖3  兩個線圈繞到同一個鐵心上。如下圖，這就是一個變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。中間是一根鐵棒，上面纏繞了2個線圈，給其中一個線圈接通交流電，另外一個線圈就會感應(yīng)出同頻率的交流電。兩個線圈兩端的交流電壓比等于線圈的匝數(shù)比。舉例來說，如果一個線圈匝數(shù)為2200匝，接通220v交流電；另外一個線圈是220匝，那么它兩端的輸出電壓就是22v。當(dāng)然，下面這個圖僅僅是示意圖，實際的變壓器為了獲得更好的性能采取了一些措施，例如中間用的不是鐵心，而是多個硅鋼片重疊在一起等等。這些我們暫時不必細(xì)說，了解一下就可以了。圖4  一個比較實用的充電電路如下圖。圖左邊的新出現(xiàn)的符號是變壓器，用字母“T”表示，其它的大家應(yīng)該都比較熟悉了。線路的原理如下：220v交流電經(jīng)過變壓器降壓后再經(jīng)過全波整流電路變成直流電以后給充電電池充電，電阻R可以調(diào)整充電電流的大小。圖5  鎳鎘電池的容量隨著生產(chǎn)廠家的不同而不同，有450mAH，也有800mAH的，購買時注意察看電池的包裝，上面都會注明的。下面我們以給常用的1.2v450mAH鎳鎘電池設(shè)計充電電路為例具體說明一下各個元件的選取。 首先看看變壓器。鎳鎘電池充滿電以后電壓約是1.35v左右，因此充電器的輸出電壓只要比1.35v高出一些就可以，而這個電壓的大小是由變壓器的輸出電壓決定的。那么變壓器應(yīng)該買什么樣規(guī)格的呢，是買220v變1.5v的呢還是買220v變3v的呢？ 是后者。前者不但不是很好買，而且還無法為電池充電。為什么呢？讓我們仔細(xì)分析一下電路就清楚了。無論從變壓器出來的電流怎么流動（記?。鹤儔浩鬏敵龅目墒墙涣麟娕叮?，都要經(jīng)過2個二極管，我們前面已經(jīng)說過了，硅材料制造的二極管即使正向?qū)〞r也會有0.7v左右的電壓損耗，那么兩個二極管就是1.4v，再加上充電電池兩端的1.35v左右的電壓就是2.75v了，所以變壓器我們不可以選用1.5v的，它的電壓不夠，只能選用3v的； 其次，計算電流。這個似乎沒有什么好說的，容量450mAH，電流是其十分之一，45mA； 再次，計算電阻。變壓器輸出電壓3v，去掉電池上的電壓1.35v，去掉兩個二極管上的電壓1.4v，剩下的電壓0.25v，這也是加在電阻上的電壓。由于電阻和電池串聯(lián)，電流相同，也是45mA。因此電阻 R = 0.25V ÷ 0.045A ＝ 5.55 Ω 實際上沒有這個阻值的電阻，因此選用5.6Ω的電阻。“為什么沒有5.55Ω的電阻呢？”你想想啊，如果每個整數(shù)的電阻都有，那1Ω，2Ω,3Ω......100MΩ......得多少個?。。?！因此，標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值只有為數(shù)不多的一些數(shù)值，但這已經(jīng)足夠了。詳細(xì)的見附表。 [Page] 衡量電阻的可不僅僅是阻值這一個參數(shù)，還有功率呢。計算一下電阻上消耗的功率 P = I x I x R = 0.045 x 0.045 x 5.6 = 0.01134 W 我們常用的直插電阻是0.25w，選用它綽綽有余。記?。哼x用電阻時，不僅僅要考慮阻值，還要考慮其功耗。如果你選用實際功率比計算功率小得多的電阻，通電用不了多久就會把電阻燒冒煙的。切記！ 通過二極管的電流自然也是45mA，用1N4007吧，還記得其電流是多大么？1A，足夠了。 總結(jié)一下：變壓器選用220v變3v的，二極管選用1N4007，電阻選用5.6Ω0.25W的，按照上圖連接，這個充電器就做成了。 |
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