{"id":51282,"date":"2023-02-27T06:27:36","date_gmt":"2023-02-27T05:27:36","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/akumulator-elektryczny-czym-jest-i-gdzie-jest-wykorzystywany\/"},"modified":"2023-07-14T08:54:36","modified_gmt":"2023-07-14T06:54:36","slug":"elektrische-batterie-was-ist-sie-und-wo-wird-sie-eingesetzt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/elektrische-batterie-was-ist-sie-und-wo-wird-sie-eingesetzt\/","title":{"rendered":"Elektrische Batterie – Was ist sie und wo wird sie eingesetzt?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 4<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Elektrische Batterie - was ist das und wo wird sie eingesetzt?<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Batterien und Akkumulatoren<\/a> sind chemische Quellen elektrischer Energie und werden in zahlreichen Anwendungen in einem weiten Bereich der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt. Dieser Artikel gibt einen allgemeinen \u00dcberblick \u00fcber das Prinzip von elektrischen Batterien am Beispiel einer Autobatterie.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die Batterie im Auto<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Batterie ist ein wesentlicher Bestandteil f\u00fcr den Betrieb der meisten elektrischen und elektronischen Ger\u00e4te, so auch fast immer im elektrischen System von Kraftfahrzeugen. Sie erm\u00f6glicht den Betrieb von Licht und L\u00fcftung im Stand sowie das Anlassen des Motors.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Autobatterie - Grundprinzip der Funktionsweise<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Wenn die Z\u00fcndung eingeschaltet und der Motor des Fahrzeugs angelassen wird, beginnt in der Batterie eine Reihe chemischer Reaktionen, die zu einer elektromotorischen Kraft f\u00fchren. Um diese Abfolge aufrechtzuerhalten, erzeugt eine vom Motor angetriebene Vorrichtung, die Lichtmaschine, eine Spannung, die einen Stromfluss erzwingt, um die Batterie zu laden, w\u00e4hrend der Motor l\u00e4uft.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Was passiert im Inneren einer Autobatterie?<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Eine Standardbatterie enth\u00e4lt 12 Gitter auf sechs SLI-Batteriezellen, d. h. zwei Gitter pro Zelle. Ein Gitter besteht aus Blei und das andere aus Bleioxid. Insgesamt liefert die Batterie eine Spannung von etwa 12 V, wobei jede Zelle 2 V erzeugt – die Zellen sind in Reihe miteinander verbunden. Die beiden Gitter werden in eine L\u00f6sung von Schwefels\u00e4ure (VI) getaucht, die die Reaktion zwischen ihnen ausl\u00f6st. Die saure L\u00f6sung katalysiert eine Emissionsreaktion, bei der Blei-(II)-Ionen und Sulfat (VI) entstehen. Die in der ersten Reaktion gebildeten Ionen reagieren mit dem zweiten Gitter, wobei Wasserstoff und Bleisulfat entstehen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die Elektronen aus diesen Reaktionen erzeugen den Strom, der f\u00fcr den Antrieb des Fahrzeugs ben\u00f6tigt wird. Dieser Elektronenfluss in den Zellen aktiviert die Batteriepole, die den Strom \u00fcber Kabel an das gesamte Fahrzeug weiterleiten. Es ist m\u00f6glich, die Richtung umzukehren, wenn die Lichtmaschine nicht arbeitet, um die Batterie zu laden. Um eine Entladung der Batterie zu vermeiden, sollten Sie darauf achten, dass sie bei laufendem Fahrzeug geladen wird – bei laufendem Motor sollte die Spannung an den Klemmen der 12-Volt-Batterie etwa 14,4 Volt betragen. Ihre Autobatterie gibt nicht nur Elektronen ab, die Energie erzeugen, sondern sorgt auch f\u00fcr eine gleichm\u00e4\u00dfige Stromversorgung, damit Ihr Fahrzeug in Betrieb bleibt.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Aufbau einer Autobatterie<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Autobatterie \u00e4hnelt nicht den Zellen, die in kleineren elektronischen Ger\u00e4ten wie tragbaren Spielkonsolen verwendet werden. Sie besteht aus sechs weiteren kleineren Zellen, die in Reihe geschaltet sind. Durch diese Verbindung addiert sich die Energie jeder Zelle zu einer Spannung von 12 Volt, die von jeder Zelle stammt (6 x 2 Volt), obwohl die korrekte Berechnung f\u00fcr eine unbelastete Batterie etwa 12,6 Volt ergibt. Das Prinzip der Energieabgabe bleibt das gleiche. Bei einigen Modellen kann die Ausgangsspannung jedoch um Bruchteile eines Volts abweichen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Welche chemischen Reaktionen laufen im Inneren einer Autobatterie ab?<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die \u00fcbliche Methode, mit der eine Batterie in Verbindung mit einem Stromkreis funktioniert, ist die Abgabe von Elektronen. Einfach ausgedr\u00fcckt, hat das Elektron eine negative Ladung (der einzige negative Teil des Atoms) und spielt die wichtigste Rolle bei der Bereitstellung von Energie. In einer typischen Blei-S\u00e4ure-Zelle gibt es einen positiven und einen negativen Anschluss. Der positive Pol ist das Bleioxid (Kathode) und der negative Pol ist das Bleielement (Anode). Der als saure L\u00f6sung bekannte Katalysator ist Schwefels\u00e4ure (H2SO4), die beim Betrieb der Batterie Bleisulfat an den Polen bildet. Diese Pole tauchen tief in die Schwefels\u00e4urel\u00f6sung ein, reagieren mit der Anode und geben Elektronen ab.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Die Kathode sendet dann diese Elektronen zur\u00fcck in die L\u00f6sung, um das chemische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Diese Elektronen\u00fcbertragung ist eine v\u00f6llig neue Reaktion zwischen der Kathode und der S\u00e4ure, die sich von der ersten Reaktion unterscheidet. Wenn die Batterie entladen ist, bedeutet dies, dass eine dieser Reaktionen unvollst\u00e4ndig war. Wenn man diesen Prozess mit Hilfe von chemischen Reaktionsgleichungen auf der Basis von Summenformeln ausdr\u00fcckt, ergibt sich folgendes Bild:<\/p>

PbO2 + 4H+ + SO2- + 2e- \u2192 PbSO2 + 2H2O<\/p>

Pb + SO2- \u2192 PbSO4 + 2e-<\/p>

Reaktion eins nimmt Elektronen auf, w\u00e4hrend Reaktion zwei Elektronen abgibt.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie speichert eine Autobatterie Energie?<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Der schnelle Elektronenfluss von den Klemmen trifft auf den Motor des Autos und veranlasst die Lichtmaschine, Elektronen zu liefern. Die Zink-Kupfer-Salz-Batterie von Alessandro Volta kehrt die Elektronenreaktion nicht so schnell um wie die H2SO4-Bleibatterie von Gaston Plant\u00e9. Die \u00fcbersch\u00fcssig erzeugten Elektronen gehen in die L\u00f6sung, die sie zur Stromerzeugung an die Klemmen zur\u00fcckgibt. Diese Reaktionsabl\u00e4ufe in beide Richtungen sind eine zuverl\u00e4ssige Stromquelle f\u00fcr Autos.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie erfolgt das Aufladen der Autobatterie?<\/h2><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Nutzer m\u00fcssen eine Autobatterie schnell aufladen, damit sie sich nicht entl\u00e4dt, daher ist eine zuverl\u00e4ssige Lademethode unerl\u00e4sslich. Andernfalls wird die Batterie, sobald sie die zum Starten des Fahrzeugs ben\u00f6tigte Energie geliefert hat, zwangsl\u00e4ufig dauerhaft besch\u00e4digt und ist f\u00fcr die weitere Verwendung ungeeignet. In einem typischen modernen Auto l\u00e4dt die Lichtmaschine die Batterie w\u00e4hrend der Fahrt auf, w\u00e4hrend in \u00e4lteren Modellen die Lichtmaschine die Ladefunktion \u00fcbernimmt. Beide sind von einem vom Motor angetriebenen Riemensystem abh\u00e4ngig, das einen Rotor in den Kabeln der Lichtmaschine dreht. Der Rotor nimmt Elektronen auf, indem er kleine Teilchen magnetisiert, w\u00e4hrend die Kupferkohle den Eisenklemmring auf der Stange anzieht.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die Drehung des Elektromagneten im Inneren der Statorspule erzeugt elektrische Energie. Der Fluss der Elektronen ist alternierend. Das hei\u00dft, er flie\u00dft vorw\u00e4rts und r\u00fcckw\u00e4rts, je nach der Richtung des Rotors. Um einen besseren Wirkungsgrad zu erzielen, muss er jedoch gleichgerichtet werden, um Gleichstrom zu erzeugen. Der Generator erzeugt Wechselstrom, der durch Dioden, die die Elektronen in Vorw\u00e4rtsrichtung flie\u00dfen lassen, in unidirektionalen Wechselstrom umgewandelt (gleichgerichtet) wird. Ein Regler im Inneren des Generators sorgt f\u00fcr die Stabilisierung der gelieferten Spannung. Beide Ger\u00e4te befinden sich innerhalb oder au\u00dferhalb des Generatorengeh\u00e4uses.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wenn die Batterie nicht ordnungsgem\u00e4\u00df geladen wird, leuchtet die Batteriekontrollleuchte im Armaturenbrett auf, wenn der Motor l\u00e4uft – in den meisten F\u00e4llen ist die Ursache daf\u00fcr eine abgenutzte Kohleb\u00fcrste, ein besch\u00e4digter Schleifring, ein Ausfall des Spannungsreglers oder der Gleichrichterdioden sowie Kurzschl\u00fcsse oder Unterbrechungen in den Rotor- oder Statorwicklungen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In einer solchen Situation ist es ratsam, eine Ersatzbatterie zur Hand zu haben, um sicher zur n\u00e4chsten Werkstatt fahren zu k\u00f6nnen, um die Lichtmaschine zu reparieren oder zu ersetzen. Ein Ladeproblem tritt auch dann auf, wenn die Ladespannung zu hoch ist, was auf eine St\u00f6rung des Spannungsreglers hinweist – in diesem Fall ist es ratsam, mit eingeschalteter L\u00fcftungsanlage und Heckscheibenheizung zu fahren, um eine Last zu erzeugen, die die Batterie vor Sch\u00e4den sch\u00fctzt.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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