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孩子問「為什麽電器用的電池型號不一樣?」,如何向孩子解釋?

2022-05-14親子

善於觀察的小朋友已經發現了電池存在於我們生活的方方面面,遙控器、會唱歌的玩具熊貓、爸爸媽媽的手機、會行走的機器人玩具、做飯時用的油煙機、體重秤、泡泡機……我們的生活中幾乎離不開電池。

當我們電池用到沒電了,我們要去買新的, 那怎麽知道自己要買哪個型號呢?

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第一步:把舊電池拆下來,拿到超市去;
第二步:在電池櫃台那裏逐一對比,哪個和我們舊電池一樣大小就買哪個!

這也是個好辦法,我們也曾經這麽做。「為什麽電器用的電池型號不一樣呢?」,小寶貝不僅你有疑惑,我曾經也很納悶。 如果型號造成一樣的,我們買電池就不用這麽麻煩了是嗎?

最近我帶著社群的小朋友在科技館聽了相關的專業講座,今天把這個問題的解題思路分享給大家~

上周去的科技館

1.電池家族介紹

1)電池的祖先

伏特電池是義大利物理學家伏特在1800年發明的,在早期被稱為「電堆」。

伽伐尼在1789年做了一個實驗,用鐵棒把青蛙吊起來,然後用銅絲接觸青蛙的肌肉,青蛙會因此發生抽搐,伽伐尼對這個現象並未在意。

但是伏特卻對這個現象產生了興趣,伏特在研究中發現,導電物體可以分為兩大類:一類是金屬物體,另一類就是液體,也就我們今天所說的電解液。

陜西科技館實拍

兩種不同的導體進行接觸,會產生電勢差。這種電勢差很微弱,但是如果把電勢差疊加起來,就能產生很大的電勢差。

1800年,伏特根據電勢差疊加的思想設計了一種裝置。

將鋅板和銅板用布片隔開,疊在一起,然後浸在酸性溶液中,連人回路,產生了電流二這種裝置實驗成功後,伏特將其命名為「電堆」,也就是電池組。這種電堆就是早期的電力來源,後來的電池就是在此基礎上發明的。 [1]

2)電池的型號和用途

我們常見的電池有:1、2、5、7號,5號和7號尤為常用。

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1號電池(左起第1個)在家裏常用於電子打火裝置,手電筒燃氣竈等;2號電池比1號電池略小一些,多用於手電筒和影音裝置裏;9V電池是小方電池,多用於萬用表和煙感器等裝置;5號電池和7號電池在小朋友生活中使用最多,玩具中大部份是這2個型號;紐扣電池,多用於微型電子產品,電子表、小算盤等。

有時候我們看到的電池並沒有用幾號標註,而是AA或者AAA表示,其實AA就是我們通常所說的5號電池,一般尺寸為:直徑14mm,高度49mm; AAA就是我們通常說的7號電池,一般尺寸為:直徑11mm,高度44mm。

除此之外還有很多小朋友接觸比較少電池,比如3C數位的電池,手機電池、筆記本電池、相機電池;還有電動車電池等。

在我們剛開始用智慧型手機和電腦的時候,手機一般帶2塊電池板,沒電的時候取下電池,用萬能充電器給電池板充電。

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2.電器使用哪個型號的電池設計依據是什麽?

1)和電器額定功率相關。

剛好裝修的時候裝修公司發過常用電器的功率、工作電流給我。給大家舉幾個例子,電熱水壺,額定功率1800W,工作電流8A;電飯煲額定功率800W,工作電流4A;電壓力鍋額定功率1100W,工作電流5A;洗衣機額定功率440W,工作電流2A……

我記得之前考試中經常會考常用的電器的電流,我們需要記住大概範圍。比如,電子小算盤使用時的電流約100毫安、手機待機電流約為15-50毫安、家用電風扇約320毫安、家用電冰箱約1安、家用電熨鬥約2.3安、電飯煲約3.2-4.5安、電壓力鍋約5A、燃氣熱水器約1安……

而電器要選擇使用哪個型號的電池和電器額定功率相關,最大的參考因素就是輸入功率。功率越大需要的電量越大,就需要更大的電池。(裝電池的裝置)

小朋友 理解版本:

如果小朋友理解不了,可以用柯吉拉和食量和人的食量來類比。

小朋友一頓可以吃一個漢堡、一盒薯條、一份雞翅,吃完這些小朋友就可以支撐一天的運動、學習、玩耍、睡覺;而座頭鯨或者藍鯨每天要消耗5000萬卡路裏,換成漢堡的話,相當於要吃70000-8000個漢堡,吃完這麽多漢堡才能支撐座頭鯨一天的正常運動和生活。

這就是小朋友和柯吉拉的食量大小差異。

那麽類比在各個電器裏是這樣的:有些電器的「食量」特別大,有些電器的「食量」就很小,比如冰箱的「食量」要比玩具小車車的「食量」大。

這個額定功率(電器食量)很大程度上決定設計時選用哪個型號的電池?以及需要同時安裝幾個電池?

2)電池體積、重量和電量的關系

當我們了解到電器的額定功率不同,需要的電量就不同。對於非充電電池而言,電池體積和電量一般成正相關。同一型別電池,大體積一般意味著大電量,小體積意味著小電量。

用五號和七號電池舉例:

五號電池體積重量均大於七號電池,電量的話,五號電池也大於七號電池。功率高的用電器用五號大電池,功率低的用電器用七號小電池。

如果在功率高的電器上用較小的電池,我們就需要隔三差五的換電池或者需要用的電池數量比較多。這樣成本就會變高,加上電池的內阻過高,容易造成電池發熱且不能大電流放電。

設計用什麽型號的電池,不能光看體積和重量,容量也是很重要的參數。

小朋友理解版本 :

現在有2輛車,一輛是小朋友可以坐在裏面的大汽車,啟動後能坐人行走,另外一輛是手掌大小的汽車,帶上電池,它也能向前跑。這兩輛車現在都需要電池,剛好你有一個大電池,還有一個小電池。你會怎麽分配電池呢?

對,我們需要把大電池裝到大汽車上,把小電池裝到小汽車上。

這就像咱們吃飯的時候,爸爸媽媽用大碗吃飯,寶寶用小碗吃飯。如果給爸爸媽媽換成小碗吃飯的話,他們就需要不停盛飯,吃好幾碗,這樣就很麻煩。

我們吃飯的時候,不光要看碗的大小,還要看碗裏盛飯的多少。如果爸爸的飯量比較大,我們不僅需要給爸爸用大碗盛飯,還需要把碗盛滿。

3)和電器大小、使用頻率、使用場景也有相關

電池型號的選擇和電器本身大小也有關系,比如電子手表、藍芽耳機、車鑰匙等小物件,如果想給它裝個1號大電池,也裝不上對吧?

有些電器雖然功率很大,但是日常生活使用的頻率很低,屬於偶爾一次,那麽其他它也不用設計大型號的電池。

使用場景的話,主要會牽涉到電器的便攜程度,在一些不註重便攜型但是對用電量比較高的場合,比如燃氣竈上使用1號電池,這種大電池可以支撐很長時間時間。

總結:

具體一個電器到底要設計使用什麽樣的電池,是一個需要綜合考慮的問題。它的額定功率、它自身的形狀、大眾生活中使用的頻次、使用的場景、美觀性、便攜性等等都對電池的選擇有影響。

3.關於電池的其他相關小知識

1)借助電池轉接筒,以小充大,應急使用

如果燃氣竈打火的1號電池沒電了,你現在也買不到1號電池,如果你家裏有電池轉接筒的話,可以用5號、7號等小電池來應急,這個電池轉接筒讓小個頭電池變成大個頭電池。

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實在買不到的情況下,可以借助它來應急。

小朋友理解版本, :

小朋友本來穿25的鞋子,媽媽買了一雙25半或者26的鞋,現在沒有其他鞋子可以選擇,而你必須出門一趟,只能穿大鞋子了,我們可以鋪一雙(雙十)鞋墊來應急。

電池轉接筒和鞋墊類似功能。

2)使用電池安全規範,如何處理廢舊電池?

尤其對小朋友,紐扣電池不能吞,千萬不能放在嘴裏。電池也不能自己玩著加熱,不能在家裏給電動車的蓄電池充電。

廢舊電池如何處理?之前我們一直放在有害垃圾裏,看到一個新聞,一居民在武漢城市留言板留言說家裏積攢了不少5號、7號電池,該如何處理?

根據記者報道, 武漢市城管委環衛科工作人員表示廢棄幹電池目前已不屬於有害垃圾。生活中常見的1號、5號、7號等幹電池已實作無汞,按照國家現行垃圾分類標準屬於其他垃圾,廢棄時可隨生活垃圾一同丟棄,垃圾分類時直接投入其他垃圾桶中。


中國致力於從源頭推進電池的「無汞化」,比如中國輕工總會、原國家環保總局、國家品質技術監督局等9個部委局於1997年12月31日聯合釋出了【關於限制電池產品汞含量的規定】,要求到2002年1月1日禁止在國內生產和經銷汞含量大於電池重量0.025%的電池,到2006年1月1日禁止在國內生產和經銷汞含量大於電池重量0.0001%的堿性鋅錳電池。

資料顯示,自電池的「限汞令」釋出之後,中國電池企業積極革新生產工藝、改進原料配方,目前正規電池生產企業生產的電池已經基本實作無汞。

需要註意的是除幹電池外,有很多電池都是有害垃圾。比如紐扣電池、手機舊電池、電動車的鉛酸電池等都含有重金屬,因此,投放時都應該放入有害垃圾回收桶。

@知乎親子

希望我的回答能為小朋友答疑解惑❤️,六一兒童節快樂呀。

參考

  1. ^https://wiki.cnki.com.cn/HotWord/4016091.htm