Što je struja punjenja?

Kada baterija za višekratnu upotrebu izgubi pohranjeni naboj, može se ponovno napuniti primjenom struje punjenja koja pretvara kemikalije u bateriji u pohranjenu električnu energiju. Baterija pohranjuje ovaj naboj dok ne bude ponovno potrebna, kada obrnuta kemijska reakcija oslobađa električnu energiju pohranjenu u bateriji. Struja punjenja je ono što omogućuje višekratnu upotrebu baterije, a kako struja utječe na bateriju ovisi o kemikalijama koje se u njoj koriste.

Olovne baterije naširoko se koriste u transportnoj opremi, skladištenju solarne energije i drugim aplikacijama koje zahtijevaju veliki kapacitet pohrane električne energije. Ove baterije su napravljene od niza olovnih ploča koje se drže u mješavini sumporne kiseline i vode. Između olova i kiseline dolazi do kemijske reakcije te se stvara električna struja. Svaka ćelija u olovnoj bateriji stvara oko 2.2 volta, tako da će baterija od 12 volti imati šest ćelija i puno punjenje nešto više od 13 volti.

Kada se olovno-kiselinska baterija više puta prazni ili stari, reakcija olova i kiseline stvara olovni sulfat, koji na kraju može obložiti olovne ploče i uzrokovati kvar baterije. Pravilna struja punjenja može preokrenuti dio ove reakcije, zvane sulfacija. Tehnologija razvijena u kasnom 20. stoljeću, nazvana pulsno punjenje ili modulacija širine impulsa, može u velikoj mjeri preokrenuti sulfatizaciju i vratiti dobar električni kapacitet starijim baterijama.

Struja punjenja mora se pažljivo kontrolirati ili regulirati, jer će višak snage koji se šalje u bateriju uzrokovati njeno pregrijavanje. Vruće baterije ne samo da imaju manji kapacitet punjenja, već mogu i otkazati ako voda proključa ili ispari zbog viška topline. Mnogi punjači koriste kontrolere punjenja kako bi snizili protok struje dok se baterija puni, a neki mogu provjeriti temperaturu baterije kako bi spriječili pregrijavanje.

Manje punjive baterije, uključujući nikal-metal-hidridne i litij-ionske baterije, mogu se, u nekim slučajevima, puniti. Nikl-hidridne baterije su osjetljive na struju punjenja, a ako se slabija baterija stavi u punjač s jačim baterijama, možda neće pravilno prihvatiti punjenje. Mnogi punjači sadrže sklopove koji pune svaku bateriju zasebno, umjesto da ih kombiniraju u jedan krug. Zasebno punjenje omogućuje svakoj bateriji da primi određenu struju kako bi se optimiziralo njeno ponovno punjenje.

Struja punjenja također se odnosi na električnu snagu potrebnu za punjenje kondenzatora. Kondenzator je uređaj u čvrstom stanju koji sadrži dvije ploče izrađene od materijala koji može provoditi ili propuštati elektrone. Dvije ploče su odvojene dielektričnim materijalom, koji se do određenog stupnja opire strujanju elektrona. Kada se kondenzator puni, struja teče do jedne ploče, stvarajući višak negativnog naboja. U isto vrijeme, suprotna ploča razvija pozitivan naboj.
Ovaj pohranjeni električni naboj djeluje kao baterija i može se pohraniti dulje vrijeme. Kada prekidač spoji kondenzator na električni krug, elektroni prolaze kroz dielektrik i ulaze u pozitivno nabijenu ploču, stvarajući protok električne energije. Električna struja će teći sve dok se kondenzator ne isprazni, nakon čega se može ponovo puniti. Kondenzatori se široko koriste u elektronici za pružanje različitih funkcija, uključujući kontrolu napona i snage.