Monday, December 28, 2015

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් III (Electronics) - 3


රසායනිකව විදුලිය නිපදවීම හා බැටරි

යම් යම් රසායනික ද්‍රව්‍ය එකිනෙකට ප්‍රතික්‍රියා කරන විට ඉලෙක්ට්‍රෝන/අයන වෙන් වීම නිසාද විදුලියක් හටගන්නවා. මෙලෙස සාදා ගන්නා විදුලිය තමයි බැටරිවල තිබෙන්නේ. බැටරි අප නිතරම භාවිතා කළත්, බැටරි යනු එක්තරා විදියකින් අකාර්යක්ෂම විදුලි ප්‍රභවයකි. ඊට හේතුව වන්නේ බැටරියකින් අපට ලබා දෙන මුලු ශක්තියට වඩා අතිවිශාල දැවැන්ත ශක්තියක් බැටරි නිෂ්පාදකයන් විසින් වැය කරනවා එම බැටරිය සාදා නිම කිරීමට.
සටහන  
මිනිසා කෘත්‍රිමව සිදු කරන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවලින් සේම ස්වාභාවිකවම සතුන් හා ශාක තුල සිදුවන ප්‍රතික්‍රියා හා ක්‍රියාකාරිත්වයන් බොහොමයකම යම් විදුලි ක්‍රියාකාරිත්වයන් ඇත. සමහරුන් ජීවී ශරීරයක විදුලිය තිබෙන බව පවසන්නේ එනිසාය. ජීවීයකු තුල සිදුවන සමහර ක්‍රියාකාරිත්වයන්හි උදාසීන රසායනික ද්‍රව්‍ය වෙනුවට ධන අයන (සෝඩියම් අයන වැනි) හා ඍණ අයන (ක්ලෝරයිඩ් අයන වැනි) වශයෙන් එම ද්‍රව්‍ය නිදහස්ව පවතිනවා. ඉතිං මෙම ආරෝපිත ද්‍රව්‍ය (අයන) ගමන් කරන විට, එයම විදුලියක් ගමන් කිරීමක් ලෙස සැලකිය හැකියි නේද? විශේෂයෙන්ම ජීවියකුගේ ස්නායු පද්ධතිය තුළ පණිවිඩ ගලා යන්නේම මෙම අයන ස්වරූපයෙනි. ඒ කියන්නේ ස්නායු පද්ධතියත් එක්තරා ආකාරයක විද්‍යුත් පරිපථයක්. එහෙත් ඇත්තම තත්වය නම්, ශරීරය පුරා ගමන් කළේ උදාසීන හා උදාසීන නොවූ (එනම් ආරෝපිත) අංශු/ද්‍රව්‍ය ටිකකි. ඒ නිසා විදුලිය හා රසායන යන දෙකම එකට යොදා ජීවියකු තුළ සිදුවන මෙම ක්‍රියාකාරිත්වය විද්‍යුත්-රසායනික (electrochemical) ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලෙස හඳුන්වනවා.
ස්නායු පද්ධතියේ තිබෙන මෙම විද්‍යුත්රසායනික ක්‍රියාකාරිත්වය නිසාම ඉලෙක්ට්‍රෝනික මෙවලම් ඊට ඍජුවම සම්බන්ධ කිරීමට හැකියාව පවා ලැබී තිබෙනවා (කෘත්‍රිම අත්පා ආදිය). එවිට මොලයෙන් ස්නායු පද්ධතිය හරහා එන විද්‍යුත්රසායන පණිවුඩ මඟින් එම අවයව පාලනය කළ හැකියි. තවද සමහර බැක්ටීරියා වර්ග මඟින් එම බැක්ටීරියා තුළ සිදුවන මෙම විද්‍යුත්රසායන ක්‍රියාකාරිත්වය උපයෝගි කොටගෙන සරල විදුලි යන්ත්‍ර පවා නිපදවා තිබෙනවා (තාම පර්යේෂණ අවධියේ තිබෙන්නේ). එලෙසම ගස්වල සිදුවන මෙම ක්‍රියාකාරිත්වයෙන්ද විදුලිය පිටතට ගැනීමටද ක්‍රම මෑතකදී සොයාගෙන ඇත (එයත් පර්යේෂණ අවධියේ තිබෙන්නේ). මුහුදේ සිටින විදුලි ආඳා (electric eel) ගැන ඔබ අසා ඇති. එම සත්වයාට හැකියාවක් තිබෙනවා අධිසැර වෝල්ටියතාවක් නිකුත් කර ප්‍රතිවාදියාව දුර්වල කරන්නට. සතකුට කොහොමද විදුලියක් ඇති කළ හැක්කේ කියා දැන් ඔබ දන්නවා; එතැන පුදුම වන්නට දෙයක් නැත.


සටහන  
ද්‍රව්‍යවල තිබෙන රසායනික ශක්තිය බැටරියකදී කෙලින්ම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකි සේම, එම රසායන ද්‍රව්‍යම යොදාගත හැකියි වක්‍ර ක්‍රමවලින් විදුලිය නිපදවීමට. එහෙමත් නැතිනම් එම ද්‍රව්‍යවල රසායනික ශක්තිය ඍජුවම විදුලිමය නොවන ශක්තියකට (තාපය වැනි) පරිවර්තනයද කළ හැකියි.
බොහෝවිට මෙම රසායනික ද්‍රව්‍යවල රසායනික ශක්තිය ඍජුවම තාපය බවට පත් කර ගැනේ. දර/ලී, ඛනිජ තෙල්, හෝ දහනය කළ හැකි ඕනෑම දෙයක් දහනය කළ විට ලැබෙන්නේ තාප ශක්තියයි. අවශ්‍ය තැනවලදී මෙම තාප ශක්තිය කෙලින්ම භාවිතයට ගනී (උදාහරණ ලෙස, ආහාර පිසීමට දර දහනය).
අභ්‍යන්තර දහන එන්ජිම්වලදී (Internal Combustion Engine – ICE) හෙවත් "වාහන එන්ජින්" වලදී පෙට්‍රල්, ඩීසල්, භූමිතෙල් (kerosine) වැනි ඉන්ධනයක් දහනය කරනවා. එකවර ඇති කරන එම දහනය නිසා ඇතිවන පීඩන වෙනස මඟින් තමයි එන්ජින් එකේ ඇති කුඩා සිලින්ඩර් තුළ ඇති පිස්ටන් ක්‍රියා කරවමින් වාහන ආදිය ධාවනය කරනු ලබන්නේ. ඒ අනුව මෙයත් රසායනික ශක්තියක් දහනය මඟින් ඍජුවම භාවිතාවට ගන්නා අවස්ථාවක් (රසායනික ශක්තිය චාලක ශක්තිය බවට).
අවශ්‍ය නම්, ඉහත ආකාරයට ක්‍රියාකාරි වන එන්ජිමකට ටර්බයිනයක්/ඩයිනමෝවක් සවිකර ඉන් විදුලිය නිපදවිය හැකියි. ඇත්තටම තාප (තෙල්) හා ගල් අඟුරු බලාගාර ක්‍රියා කරන්නේ ඒ ආකාරයට තමයි. විදුලිය ඇනහිටි අවස්ථාවලදී ක්‍රියා කරන ජෙනරේටර් ක්‍රියා කරන්නේද මෙම ක්‍රමයටයි. තණකොල කපන මැෂින්, ගස් කපන කියත් වැනි තෙල්වලින් දුවන යන්ත්‍රවල ඇති මෝටර් ක්‍රියාකාරි වන්නේද එවැනි එන්ජිමකිනි.
ඕනෑම ද්‍රව්‍යයක අභ්‍යන්තරයේ විවිධ රසායනික බන්ධන පවතී. එම බන්ධනවල විශාල ශක්ති ප්‍රමාණයක් ගබඩා වී පවතින අතර, ඉන් යම් කොටසක් පමණයි විවිධ ක්‍රමවලින් (දහනය කිරීමෙන් හෝ වෙනත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවලට ලක් කිරීමෙන්) අප ලබා ගන්නේ. අප නිතර භාවිතා කරන ද්‍රව්‍ය/ඛනිජ කිහිපයක තිබෙන ශක්ති ප්‍රමාණ පහත දැක්වේ. මෙම ශක්ති අගයන් සියල්ල දහනය කිරීමෙන් ලැබෙන තාප ශක්තිය හෙවත් කැලරි ශක්තිය (caloric energy) ලෙස හැඳින්වේ.
1. වියලි දර කිලෝග්‍රෑම් 1ක ශක්තිය - මෙගාජූල් 19
2. ගල් අඟුරු කිලෝග්‍රෑම් 1ක ශක්තිය - මෙගාජූල් 29
3. හයිඩ්‍රජන් වායු කිලෝග්‍රෑම් 1ක ශක්තිය - මෙගාජූල් 120
4. පෙට්‍රල් (ගැසලින්) ශක්තිය - ලීටරයකට මෙගාජූල් 32 හෙවත් කිලෝග්‍රෑමයකට මෙගාජූල් 42
5. ඩීසල්/භූමිතෙල් ශක්තිය - ලීටරයකට මෙගාජූල් 36 හෙවත් කිලෝග්‍රෑමයකට මෙගාජූල් 43
6. LPG (LP Gas – Liquefied Petroleum Gas) – 46MJ/kilogram හෙවත් 26MJ/Liter
7. ජීවවායු (biogas)/ස්වාභාවික වායු (natural gas) – 49MJ/kilogram
ඉහත ඉන්ධනයකින් ලැබෙන කැලරි ශක්තිය ඍජුවම යම් යම් දේවල් රත් කිරීමට යොදා ගතහොත් කාර්යක්ෂමතාව 100% ට ආසන්න විය හැකියි. එහෙත් එම ශක්තිය උපයෝගි කොටගෙන විදුලිය හෝ චාලක ශක්තිය හෝ බවට පත් කරන්නට යන විට අවාසනාවකට මෙන් 50% කට වඩා ශක්තියක් අපතේ යනවාමයි (ඒ කියන්නේ කාර්යක්ෂමතාව 50% ට වඩා අඩුය). තාප ශක්තිය තාප නොවන වෙනත් ශක්තියක් ලෙස ප්‍රයෝජනයට ගැනීමේදී තිබෙන ලොකුම අවාසිය මෙයයි. වාහන එන්ජින්වල තත්වයද එයයි. ඔබ වාහනයකට යොදන ඉන්ධනවලින් ප්‍රයෝජනවත් ශක්තියක් (useful energy) ලෙස ලැබෙන්නේ 15% කටත් වඩා අඩු ප්‍රමාණයක් විය හැකියි.
ඔබ දන්නවා ආහාරවලද (රසායනික) ශක්තියක් තිබෙනවා. එම ශක්තිය තමයි අප ආහාර කෑමෙන් අපේ ශරීරයට ලැබෙන්නේ (කෑමවලින් ශක්තියට අමතරව පෝෂණ පදාර්ථද ලැබේ). අප ගන්නා බොහෝ ආහාරවල ග්‍රෑම් එකකට කොපමණ ශක්ති ප්‍රමාණයක් පවතීද යන්න පර්යේෂණාත්මකව සොයාගෙන වගුගත කර ඇත. (ශක්තියට අමතරම ඒ ඒ ආහාරයේ අඩංගු පෝෂක පදාර්ථවල ප්‍රතිශතද මෙම වගුවල සටහන් වේ.) විවිධ ආහාර වර්ග දසදහස් ගණනක් සඳහා එවැනි සුප්‍රසිද්ධ වගුවක් ඇමෙරිකානු කෘෂි දෙපාර්තමේන්තුව (USDA) විසින් සකස් කර නොමිලේම ඔවුන්ගේ වෙඩ් අඩවි හරහා ලබා දේ (එම දත්ත ගබඩාව මෙන්ම පරිගණක ප්‍රෝග්‍රෑම් එකක්ද ඔවුන් නොමිලේම ලබා දෙනවා). එහෙත් මෙම වගුවල ආහාරවල ශක්තිය සොයන්නේද ඉහත ඉන්ධනවල ශක්තිය සොයන ආකාරයටමයි. එනම් යම් ආහාරයක් විශේෂ භාජනයක් තුළ පුලුස්සා ඉන් ඇතිවන තාප ශක්තිය ගණනය කිරීමෙනි (එනිසා ආහාර සඳහා නම් මෙම ක්‍රමය හොඳ නැති බව කවුරුත් දන්නවා; එහෙත් තවමත් මීට වඩා පහසු ප්‍රායෝගික ක්‍රමයක් නැත ආහාරයක ඇත්තටම අපට ලැබෙන ශක්ති ප්‍රමාණය සෙවීමට සමත්). ඒනිසා ඒ ආහාරවල ශක්තියද caloric energy ලෙස හැඳින් වෙනවා (ආහාරයේ කැලරි අගය ලෙස අප මෙය හඳුන්වන්නට පුරුදුව සිටිනවා). දළ වශයෙන් ප්‍රධාන පෝෂකවල තිබෙන කැලරි අගයන් පහත දැක්වේ.
කාබෝහයිඩ්‍රේට්/පිෂ්ටය හා ප්‍රෝටීන – 4 kilocalorie/gram මේදය/තෙල් (ෆැට්) - 9 kilocalorie/gram විටමින් හා පෝෂක ඛනිජ ලවන - කිසිදු ශක්තියක් නැත (මේවා ක්ෂුද්‍ර පෝෂක පදාර්ථ පමණි).
විද්‍යා හා තාක්ෂණයේදී සාමාන්‍යයෙන් ශක්තිය ජූල්වලින් දැක්වූවත්, ආහාර සම්බන්ධයෙන් තවමත් ශක්තිය මනින්නට පුරුදුව ඇත්තේ කැලරි (calorie) නම් ඒකකයෙනි. කැලරි එකක් ජූල් 4.2 ක් පමණ වේ.
බැටරියක් (battery) සෑදී තිබෙන්නේ විදුලිය නිපදවන ඊටත් කුඩා කොටස් (cell) කිහිපයක එකතුවෙනි. බොහෝවිට එක සෙල් එකකින් ලැබෙන වෝල්ටියතාව/ධාරාව අඩු නිසා එවැනි සෙල් ගණනාවක් (ශ්‍රේණිගතව හා/හෝ සමාන්තරගතව) එකතු කිරීමෙන් තමයි බැටරිය සාදන්නේ. පහත දැක්වෙන්නේ සෙල් එකක හා බැටරියක සංඛේත වේ (බැටරිය දක්වන්නේ සෙල් දෙකක් හෝ කිහිපයක් ඇඳීමෙන් බව පෙනෙනවා).

 
විවිධාකාරයේ බැටරි ඇත (ඉතා කුඩා බොත්තමක ප්‍රමාණයේ සිට විශාල ප්‍රමාණයන් දක්වාම). මේ සෑම බැටරියක් තුළම යම් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු වෙනවා එම බැටරියෙන් විදුලිය ලබා ගන්නා විට. ඒ කියන්නේ බැටරිය පාවිච්චි නොකරන විට රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව සිදු නොවන බවයි. ඔව් සිදුවිය යුත්තේ නම් එය තමයි. එහෙත් ප්‍රායෝගිකව එම බැටරි තුළ බැටරිය භාවිතා නොකරන කාලය තුලත් ඉතා සෙමින් ප්‍රතික්‍රියාව සිදු වෙනවා. ඒ කියන්නේ සෙමින් සෙමින් බැටරිය ඩිස්චාජ් වෙනවා එය පාවිච්චි නොකර නිකං තිබ්බත් (මෙය self-discharging ලෙස හැඳින්වෙනවා). මින් ව්‍යංගයෙන් කියන්නේ බැටරිය තුළ ස්ට්‍රේ රෙසිස්ටන්ස් එකක් තිබෙන බව නොවේද? ඔව්, සෑම බැටරියකම මෙවැනි අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයක් තිබෙන අතර, ඒ ගැන මොහොතකින් විස්තර කෙරෙනු ඇත. එවිට, භාහිරින් බැටරියකට කිසිම උපකරණයක් සවි නොකර තිබුණත්, මෙම අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය දැන් හරියට බැටරියට සවි කර තිබෙන උපාංගයක් සේ ක්‍රියා කර එහි ශක්තිය ජූල් තාපනයෙන් තාප ශක්තිය බවට සෙමින් සෙමින් පත් වෙනවා. බැටරිය උණුසුම් පරිසරයක නම් තිබෙන්නේ මෙම සෙල්ෆ්-ඩිස්චාජ් වීම වැඩි වැඩියෙන් සිදු වෙනවා. දළ වශයෙන් බැටරියේ උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 10කින් ඉහළ යන විට, සෙල්ෆ්-ඩිස්චාජ් වීම තිබූ වේගය මෙන් දෙගුණයක් වෙනවා.


 
එක් එක් බැටරි වර්ගයක් තුළ තිබෙන රසායනික ද්‍රව්‍ය වෙනස්ය. එවිට සිදුවන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව වෙනස්ය. එවිට ඉන් ඇතිවන වෝල්ටියතා/ධාරා ප්‍රමාණය වෙනස්ය. මේ නිසා තමයි වෝල්ට් 1.5, 1.2, 3.0 ආදී විවිධ වෝල්ටියතාවන් සහිත සෙල් තිබෙන්නේ. උදාහරණ ලෙස, ලිතියම් රසායනිකය යොදා ගන්නා සෙල්වල වෝල්ට් 3, නිකල් යොදා ගන්නා සෙල්වල වෝල්ට් 1.2ක්ද ආදී ලෙස සාමාන්‍යයෙන් විවිධ බැටරි වෝල්ටියතා ඇත. බැටරියේ තිබෙන රසායනිකය අනුව බැටරියෙන් බැටරියට සෙල්ෆ්-ඩිස්චාජ් වන වේගයද වෙනස් වේ. ඇත්තටම බැටරියක් සම්බන්ධයෙන් කතා කරන සියලු ගතිගුණ වෙනස් වෙනවා එම බැටරියේ ඇති රසායනිකයන් අනුව.
මූලිකව බැටරි වර්ග දෙකක් ඇත. නැවත නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බැටරි Rechargeable battery හෙවත් secondary battery යනුවෙන් එක් වර්ගයක් ඇත. රීචාජබල් බැටරිවල සාමාන්‍යයෙන් Rechargeable යන වචනය බැටරියේ බදෙහි සටහන් කර තිබෙනු ඇත. වරක් භාවිතා කළ පසු ඉවත ලන බැටරිද (disposable) තිබෙන අතර ඒවා primary battery නම් වේ.
සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රයිමරි බැටරිවල සෙකන්ඩරි බැටරිවලට වඩා වැඩි ශක්ති ප්‍රමාණයක් ගබඩා වී තිබෙනවා. ඔබ බිත්ති ඔරලෝසුවක් වැනි බැටරිවලින් වැඩ කරන උපකරණයකට රීචාජබල් බැටරි යොදා ඇත් නම් ඔබට පැහැදිලිව පෙනේවි සාමාන්‍ය ප්‍රයිමරි බැටරිවලට වඩා බොහොම කලින් රීචාජබල් බැටරි බසින බව. ඊට හේතු දෙකකි. එකක් නම් බැටරියේ අඩු ශක්ති ප්‍රමාණයක් ගබඩා වී තිබීමයි. අනෙක නම්, රීචාජබල් බැටරිවල සෙල්ෆ්-ඩිස්චාජ් වීම වේගවත් වීමයි ප්‍රයිමරි බැටරිවලට වඩා.
ප්‍රයිමරි බැටරියක මිල සෙකන්ඩරි බැටරියකට වඩා ලාබයි. එහෙත් දිගු කාලීනව ප්‍රයිමරි බැටරි පාඩුයි පමණක් නොව පරිසර දූෂනයද එහි ඉහළය (මොකද භාවිතයෙන් පසුව ඉවත දමන නිසා). මතකද ඉහතදී පැවසුවා බැටරියක් නිෂ්පාදනය කිරීමට එම බැටරියේ ගබඩා ශක්තිය මෙන් අතිවිශාල ගුණයක ශක්තියක් වැය කරන බව? ඒ කියන්නේ එම බැටරිය 100 පාරක් නැවත චාජ් කරමින් භාවිතා කළ හැකි නම්, බැටරිය වෙනුවෙන් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී වැය කළ ශක්තියද 100 ගුණයකින් අඩු වෙනවා; එනම් නාස්තිය විශාල ලෙස අඩු වෙනවා රීචාජ්බල් බැටරිවල.
සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රයිමරි බැටරි ක්‍රමයෙන් ඩිස්චාජ් වීගෙන යන විට, වෝල්ටියතාවද ඊට අනුරූපව ක්‍රමයෙන් අඩුවේගෙන යනවා. එහෙත්, සෙකන්ඩරි බැටරිවල (ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරි හැර) එසේ නොවේ. බැටරිය බොහෝදුරට බැස තිබුණත් එය වෝල්ටියතාව අඩු වීමක් ඇති කරන්නේ නැත (හරියට කොතරම් කරදර තිබුණත් පිටතට හොඳින් හිනාවෙලා ඉන්න අය වගේ). මෙම ලක්ෂණය flat discharging curve ලෙස හැඳින්වෙනවා. එහෙත් යම්දුරකට එය ඩිසචාජ් වූවාට පසුව, එ් මොහොතේ සිට සීඝ්‍රයෙන් වෝල්ටියතාව පහත යයි. බොහෝ පරිපථවලට ඒකාකාර වෝල්ටියතාවක් අවශ්‍ය වේ. එනිසා සෙකන්ඩරි බැටරිවල මෙම විශේෂ ගතිගුණය නම් පරිපථවලට හොඳින් ගැලපෙනවා නේද? පහත රූපයේ නිල් පාටින් පෙන්වන්නේ රීචාජබල් බැටරියක් භාවිතා කෙරෙන (ඩිස්චාජ් වන) සෑහෙන්න පරාසයක් තුළ වෝල්ටියතාව සැලකිය යුතු මට්ටමේ විචලනයක් නොදක්වා පවතින ෆ්ලැට් ඩිස්චාජිං කර්ව් එකයි.


 
රීචාජබල් බැටරි නැවත නැවත චාජ් කළ හැකි උපරිම වාර ගණනක්ද (charging cycles) තිබෙනවා. මෙහිදී එක් චාජිං සයිකල් එකක් යනු, බැටරිය උපරිම අගයට චාජ් කර, එය අවම අගය දක්වා ඩිස්චාජ් කිරීම (හෙවත් පාවිච්චි කිරීම) වේ. මෙම වාර ගණන ඉක්මවූවාට පසුව බැටරියේ චාජ් එක අල්ලලා හිටින්නේ නැති ගතියක් ඇති වෙනවා. තමන් යොදා ගන්නට යන රීචාජබල් බැටරිය වැඩි වාර ගණනක් රීචාජ් කළ හැකි බැටරියක් වීම වඩා ප්‍රයෝජනවත්ය. මෙම වාර ගණන බැටරි වර්ගයෙන් වර්ගයට වෙනස්ය (එය තනා ඇති රසායනිකය අනුව). රීචාජබල් බැටරිවල මෙම චාජිං සයිකල් අගය සාමාන්‍යයෙන් (විස්තර පත්‍රිකාවෙහි) දක්වනවා. උදාහරණයක් ලෙස, එම අගය 1000 ලෙස දක්වා තිබුණේ නම්, ඉන් කියන්නේ මෙම බැටරිය සම්පූර්ණයෙන්ම චාජ් කර සම්පූර්ණයෙන්ම ඩිස්චාජ් කිරීම 1000 වරක් කළ හැකි බවයි.
නිෂ්පාදකයා විසින් පළ කරන සයිකල් ගණනේ යම් දෝෂද තිබිය හැකියි. ඊට හේතුව මෙයයි. යම් බැටරි නිෂ්පාදකයෙක් තමන් නිපදවන බැටරියක සයිකල් ගණන තීරණය කරන්නේ එම බැටරිය අඛණ්ඩව ඩිස්චාජ් කර චාජ් කරමින්ය. සාමාන්‍ය භාවිතයේදී යම් බැටරියක් දවසකට එක් වරක් එක සයිකල් එකක් නිම කළොත් එය සමහරවිට, අවුරුදු 10කින් පමණ සයිකල් 3600 නිම කරාවි. එහෙත් බැටරි නිෂ්පාදකයාට එතරම් කලක් පුරාවට ටෙස්ටිං එක සිදු කළ නොහැකියි. ඒ වෙනුවට ඔවුන් වේගයෙන් බැටරිය ඩිස්චාජ් චාජ් කිරීම සිදු කරනවා. උදාහරණයක් ලෙස, දවසකට සයිකල් 10ක් පමණ සිදු කරාවි. එවිට කෙටි කාලයකින් බැටරියේ සයිකල් ගණන සෙවිය හැකියි. මෙහි ඇති ප්‍රශ්නය වන්නේ බැටරිය වයසට යෑම නිසා ක්‍රමයෙන් ඇතිවන බැටරිය දුර්වල වීම නිසා බැටරියේ සයිකල් ගණනට ඉන් කෙරෙන බලපෑම අසු නොවීමයි. මින් ව්‍යංගයෙන් කියන්නේ අලුතින් නිපදවන බැටරි සමග පළ කරන සයිකල් දත්තය එතරම්ම නිවැරදි නොවිය හැකි බවයි.
දැන් යම් බැටරියක එම සයිකල්/වාර ගණනට පසුව එම බැටරිය ඉවත දැමිය යුතු බවද? නැහැ. ඇත්තටම මෙම අගයෙන් කියන්නේ දක්වා ඇති වාර ගණනක් චාජ්-ඩිස්චාජ් කළ පසුව බැටරියේ චාජ් එක අල්ලලා සිටීමේ හැකියාව (හෙවත් ආරෝපණ ධාරිතාව/කැපෑසිටි එක) එහි නියමිත (හෙවත් මුල්) අගයෙන් 80% දක්වා අඩු වන බවයි. ඒ කියන්නේ බැටරියේ මුල් ශක්තිය 100Wh වූවා නම්, එම වාර ගණනට පසුව දැන් එහි උපරිමව දැරිය හැකි ශක්තිය වන්නේ ඉන් 80%ක් වන 80Wh බවයි. ඒ කියන්නේ ඔබේ අවශ්‍යතාවේ හැටියට බැටරිය තව දුරටත් භාවිතා කළ හැකියි. දැන් ඔබට සිතේවි ධාරිතාව 20% දක්වා පමණ තෙක්ම බැටරිය භාවිතා කරන්නට පුලුවන් නේද කියා.
එහෙත් එසේද නොවේ. කාලය හා භාවිතයත් සමගම බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයද ක්‍රමයෙන් වැඩි වෙනවා. එනිසා බැටරියේ තවමත් සැලකිය යුතු ශක්තියක් ඇතැයි සිතුනත්, බැටරිය භාවිතා කරන විට, අර ඉහල අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය විසින් එම ශක්තියෙන් විශාල පංගුවක් අපතේ යවනවා (මේ ගැන සවිස්තරාත්මකව බැටරි අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ගැන කතා කරන විට බලමු). මෙම හේතුව නිසාම තමයි සාමාන්‍යයෙන් බැටරියේ උපරිම චාජ්-ඩිස්චාජ් සයිකල් ප්‍රමාණය තීරණය කිරීමේදී 80% වැනි ඉහල අගයක් ගෙන තිබෙන්නේ (එම අගය ලොකු වැඩියි නේද කියා ඔබට පෙනෙන්නේ ඔබ එහි දකින්නේ එක් පැත්තක් පමණක් නිසාය; අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වැඩි වීම නිසා ඇති වන ගැටලුව එහි පෙනුනේ නැති නිසා). යොදා ගන්නා බැටරි වර්ගය (රසායනය අනුව), ප්‍රායෝගිකව ඔබ එම කියූ වාර ගණනට වඩා වැඩි වාර ගණනක් ඇත්තටම බැටරිය තවමත් භාවිතා කළ හැකි වේවි.
තවද, එම වාර ගණන වලංගු වන්නේ බැටරිය ෆුල් චාජ් හා ෆුල් ඩිස්චාජ් කරනවා නම්ය. මෙය deep charging හා deep discharging ලෙස හැඳින් වෙනවා. පොදුවේ deep cycle ලෙසද එය හැඳින්වෙනවා. එහෙත් ඔබ චාජ් කරන්නේ හා ඩිස්චාජ් කරන්නේ භාගෙට නම්, බැටරියේ සඳහන් කර ඇති වාර ගණනට වඩා වැඩි වාර ගණනක් ඔබට ලැබේ. එසේ වැඩි පුර ලැබෙන වාර ගණන තීරණය වන්නේ ඔබ චාජ් කරන හා ඩිස්චාජ් කරන මට්ටම අනුවයි. උදාහරණයක් ලෙස, බැටරිය 50% ක් දක්වා ඩිස්චාජ් කර, නැවත 100% දක්වා චාජ් කළේ නම්, මෙතැන සම්පූර්ණ එක් සයිකල් එකක් නොව සයිකල් භාගයක් පමණයි සිදු වී තිබෙන්නේ. එවැනි චාජ් කිරීම් දෙකක් කළ විටයි දැන් එක් සයිකල් එකක් වන්නේ. ඔබ ඩිස්චාජ් කළේ 10% කින් නම් (එවිට නැවත චාජ් කිරීමට තිබෙන්නේද 10% කි), එතැන ඇත්තේ සයිකල් 0.1 කි. එවිට, මෙවැනි චාජ් කිරීම 10ක් කළ විටයි, එක් සයිකල් එකක් බවට පත් වන්නේ. ඔබ ඩිස්චාජ් කරන මට්ටම depth of discharging (DOD) ලෙස හැඳින් වෙනවා. DOD එක 1% නම්, එවැනි අවස්ථා 100ක් කළ විටයි, එක් සයිකල් එකක් වන්නේ. මේ ආකාරයට ඔබට දැන් සිතා ගත හැකි විය යුතුයි සයිකල් එකක් ගණනය කරන්නේ කෙලෙසද කියා.
ඕනෑම බැටරියක් (ප්‍රයිමරි හා සෙකන්ඩරි) භාවිතා නොකර නිකං තිබ්බත් එහි උපරිම ජීව කාලයක් තිබෙනවා. මීට හේතුවත් කාලයත් සමග ස්වභාවයෙන්ම බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ඉහල යාමයි. උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට, මෙම ක්ෂය වීම තවත් වේගවත් වේ (සෙල්සියස් අංශක 10ක වැඩිවීමකදී මෙම ක්ෂය වී යෑම දෙගුණ වේ). මෙලෙස බැටරියක් ක්ෂය වීම නිසා, එහි මුල් ධාරිතා අගයෙන් 80% දක්වා ධාරිතාවක් දක්වා බැටරිය දුර්වල වූ විට, එම බැටරියේ ආයු කාලය නිම විය යුතු යැයි සම්මතයක් ලෙස පවතිනවා. මෙම ආයු කාලය battery shelf life ලෙස හැඳින් වෙනවා.
ඕනෑම බැටරියක් ගත් විට, වැදගත් සාධක කිහිපයක්ම පවතී.
1. හොඳින් ආරෝපිත අවස්ථාවේදී ලැබෙන වෝල්ටියතාව - මෙය බැටරියේ උපරිම වෝල්ටියතාවද වේ. බැටරිය බසින විට මෙම වෝල්ටියතාව ක්‍රමයෙන් අඩු වේ (ප්‍රයිමරි බැටරිවල). සෙකන්ඩරි බැටරිවලදී බැටරිය සෑහෙන්න බසින තුරු මෙම වෝල්ටියතාව එතරම් අඩු නොවන බවද සිහිතබා ගන්න. මෙවැනි හැසිරීමක් (එනම් බැටරිය බසින විටත් බැටරි අග්‍ර දෙකෙහි පවතින වෝල්ටියතාව අඩු නොවීම) flat discharge curve ලෙස හැඳින්වෙන බවද ඔබ දැන් දන්නවා.
2. බැටරියේ විදුලි ශක්ති ධාරිතාව (capacity) - බැටරියක් හොඳින් චාජ්වී ඇතිවිට උපරිම ධාරිතාව එහි ඇත (එනම් උපරිම කූලෝම් ප්‍රමාණයක් එහි ගබඩා වී පවතිනවා). බසින විට ධාරිතාව ක්‍රමයෙන් අඩු වේ. ඕනෑම විදුලියක් හටගන්නේ ආරෝපණ (charge) නිසාය. ඒ කියන්නේ ධාරිතාව වැඩියි යනු වැඩිපුර ආරෝපණ ගබඩා කරගැනීමයි. එවිට, ධාරිතාව මැනිය යුත්තේ තිබෙන ආරෝපණ ප්‍රමාණය ගණනය කිරීම මඟින් නේද? (කූලෝම් නම් ඒකකයෙන්). ඔව්.
එහෙත් බැටරිවල ධාරිතාව මැනීමට වෙනත් ක්‍රමයක් තමයි නිතරම භාවිතා කරන්නේ. එය ඇම්පියර්-පැය (Ampere-hour – Ah) නම් ඒකකයි. කූලෝම්වලින් මැන්න විට ඉන් අපට එකවර කිසිදු ප්‍රායෝගික වටිනාකමක් සිහි නොවේ. එහෙත් ඇම්පියරඅවර් යැයි කී විට ප්‍රායෝගිකව ප්‍රයෝජනයක් එහි ඇත. ඇම්පියර්-අවර් 1ක් යනු, ඇම්පියර් 1ක ධාරාවක් එක පැයක් පුරාවට ලබා දිය හැකි බවයි (1Amp x 1 hour = 1Ah). එයම අපට මෙසේත් සිතිය හැකියි - ඇම්පියර් 2ක ධාරාවක් පැය භාගයක් පුරාවට ලබා දිය හැකියි (2Amp x 0.5 hour = 1Ah). මෙසේත් කිව හැකියි මිලිඇම්පියර් 1 බැගින් පැය 1000ක් පුරාවට ලබාදිය හැකියි (0.001Amp x 1000 hours = 1Ah). මේ ආදී ලෙස ධාරාව හා කාලය ගැන අපට ඉන් අදහසක් ගත හැකියි. සිතා බලන්න කූලෝම්වලින් එය කීවා නම්, එකවර මෙවැනි හැඟීමක් ඔබට ඉන් ලැබෙනවාද? නැත.
එහෙත් ඇම්පියර්අවර්වලින් එය කීවත් ඇම්පියර්අවර් කියන්නේද කූලෝම්ම තමයි. ඔබ දන්නවා ධාරාව = ආරෝපණය/කාලය නිසා, ආරෝපණ = ධාරාව x කාලය වේ. ඒ කියන්නේ ඇම්පියර් x පැය යනු ආරෝපණ නේද?
බැටරි කුඩාවන විට, ඒවායේ ධාරිතාව මිලිඇම්පියර්අවර් (mAh) වලින්ද සාමාන්‍යයෙන් දක්වනවා. මිලිඇම්පියර්අවර් 1000ක් ඇම්පියර්අවර් 1ක් බව ඔබට සිතාගත හැකියිනෙ. ෆෝන් බැටරියක් හෝ සාමාන්‍ය කුඩා බැටරියක් අරං බලන්න මෙම අගය දක්වා තිබේවි. යම් බැටරියක මෙම අගය වැඩිවන තරමට හොඳයි.
විවිධ බැටරි සසඳන විට මෙම අගය වැදගත් වෙනවා. ආකාර කිහිපයකින් සැසඳිය හැකියි. එකක් නම්, මිල සැසඳීමයි. විවිධ බැටරි වර්ගවල මිල සැසඳීමට මින් හැකි වෙනවා. එනම්, ඇම්පියර්අවර් එකකට කොපමණ මිලක් ගෙවිය යුතුද යන්නයි (price/Ah). බැටරි නිෂ්පාදකයන් සේම පාරිභෝගිකයන්ට අවශ්‍ය අඩුම මුදලට වැඩිම Ah අගයකි. බැටරි තාක්ෂණය දියුණුවත්ම මෙම අගය (price/Ah) එන්න එන්නම අඩු වේ.
තවත් සැසඳීමක් තමයි, කිලෝග්‍රෑම් (හෝ ග්‍රෑම්) එකකට කොපමණ Ah ප්‍රමාණයක් ගබඩා කර ගත හැකිද යන්නයි (Ah/kg). මෙම අගය වැඩි වෙන තරමට සැහැල්ලු බැටරි ලැබෙන බව සිතාගත හැකියි නේද? මෙය පසුවට හමුවන Wh/kg යන ඒකකයටද නෑකම් කියන්නකි.
3. බැටරියක පවතින ශක්තිය (energy) - මින් කියන්නේ බැටරිය උපරිමව චාජ් වී තිබෙන විට, එහි ඇති උපරිම ශක්ති ප්‍රමාණයයි. බැටරිය බසින විට ශක්තියද ක්‍රමයෙන් අඩු වේ. ශක්තිය මනින සම්මත ඒකකය වන්නේ ජූල්ය. එහෙත් බැටරිවලදී ඒ වෙනුවට වොට්අවර් (Watt-hour – Wh) නම් ඒකකය භාවිතා වේ. ඊට හේතුවත් පෙර ධාරිතාව ගැන කී දේමයි - එනම් වොට්අවර් කී විට ඉන් ප්‍රායෝගික වටිනාකමක් එකවර පෙනෙන අතර, ජූල් කී විට එවැනි හැඟීමක් එකවර නොලැබේ.
වොට්අවර් එකක් යනු වොට් 1ක් පැයක් පුරාම ලබා දිය හැකි බවයි (1Wh = 1Watt x 1 hour). එවිට, වොට් 4ක් පැය කාලක් පුරාද (1Wh = 4W x 0.25 hour), මිලිවොට් 1ක් පැය 1000ක් පුරාද (1Wh = 0.001W x 1000 hours) ලබාදිය හැකිවෙයි. මේ ආදී ලෙස එම ගණනය කිරීම් කළ හැකියි.
ඔබ දන්නවා ක්ෂමතාව (වොට්) = ශක්තිය/කාලය බව. එනිසා, ශක්තිය = ක්ෂමතාව x කාලය නිසා, වොට් x පැය වලින් කියන්නේද ශක්තිය නේද? වොට්පැය වෙනුවට අවශ්‍ය නම් වොට්තත්පර (Ws) යන ඒකකයද කුඩා ශක්ති ගැන කතා කරන විට භාවිතා වෙනවා (එවිට, 60x60 Ws = 3600Ws = 1Wh වේ). තවද, විශාල ශක්ති සඳහා කිලෝවොට්අවර් (kWh) යන ඒකකයද භාවිතා වෙනවා (1kWh = 1000Wh). විදුලිබල මණ්ඩලයෙන් ලබාදෙන විදුලිමීටර්වල ශක්තිය මනින්නේ මෙම ඒකකයෙනි (විදුලි මීටරය බලන්න). විදුලි බිල සකස් කිරීමේදී ඒකක (unit) 1ක් යනු කිලෝවොට්අවර් 1කි.
මීට පෙර බැටරිය ගැන කතා කළ වෝල්ටියතාව හා ධාරිතාව යන දෙක එකට වැඩි කළ විට ලැබෙන්නේද මෙම ශක්තියම තමයි. වෝල්ටියතාව x ඇම්පියර් = ක්ෂමතාව (වොට්) වන නිසා, වෝල්ටියතාව x ඇම්පියර්-පැය = ක්ෂමතාව x පැය (වොට්අවර්) වේ.
පහත රූපයේ ඉහත කතා කළ අගයන් සියල්ලම පැහැදිලිවම දක්වා තිබෙනවා.




 
මෙම ඒකකය ආශ්‍රයෙන්ද බැටරි සැසඳිය හැකියි. කිලෝග්‍රෑමයකට ගබඩා කරගත හැකි ශක්තිය (Wh/kg) යන්න බහුලවම භාවිතා වන ඒකකයි. මෙය බැටරියේ ශක්ති ඝනත්වය (energy density හෝ specific energy) ලෙස හැඳින්වෙනවා. මෙම අගය වැඩිවන තරමට බැටරිය කුඩා හා සැහැල්ලු වේ. මෙය ඉහත Ah/kg යන ඒකකයට නෑකම් කියන මිම්මකි (එහෙත් Wh/kg හා Ah/kg යන මිමි දෙක එකක් නොව දෙකකි).
තවද, විවිධ බැටරි වර්ගවල මිල සැසඳීමටත් වොට්අවර් එකක මිල (cost/Wh) යන ඒකකය යොදා ගැනේ. බැටරි තාක්ෂණය දියුණුවත්ම මෙම අගය අඩු වේ (එවිට හොඳ බැටරි අඩු මුදලක මිල දී ගත හැකියි).
4. අඛණ්ඩව තත්පරයකට ලබා ගත හැකි උපරිම ධාරාව හෝ වොට් ගණන - මෙය සමහර බැටරිවල සඳහන් කරන්නේ නැත. එහෙත් මෙයත් වැදගත් සාධකයක්. උදාහරණයක් ලෙස 1වොට්අවර් බැටරියක් ගමු. පෙරත් පෙන්වාදුන් පරිදි ඉන් කියන්නේ පැයක් තුළ වොට් 1ක් ඉන් ලබාගත හැකි බවයි. තවද, පැය 1000ක් තුළ මිලිවොට් 1ක් ගත හැකි බවද, වොට් 1000ක් පැය 0.001 (හෙවත් තත්පර 3.6ක්) පුරාවට ලබාගත හැකි බවද ඉන් ගණනය කරන්නට පුලුවන්. මෙන්න මෙතැන තමයි අවුල හටගන්නේ. ගණිතය අනුව එය හැකි වුවත් ප්‍රායෝගිකව එය කළ නොහැකි වන්නට පුලුවන්. උපමාවකින් එය පැහැදිලි කරගමු. ඔබට පැයක් තුළ වලවල් 100ක් කැපීමට තරම් හැකියාවක් තිබෙනවා යැයි සිතන්න. එවැනි වලවල් ප්‍රමාණයක් ඔබට කැපීමට හැකියාව තිබෙන බව කවුරුත් පිළිගත්තත්, ඔබට තත්පර 1ක් තුළ එම වලවල් 100 කැපීමට බැහැ නේද? ඔබට වලවල් 100ක් කැපීමට හැකියාවක් තිබෙන නමුත්, එය කැපීමේ උපරිම වේගයක්ද ඔබට තිබෙනවා. ඔබ එම වේගයෙන් සීමා වෙනවා. බැටරියත් එසේමයි. ඊට පිට කල හැකි උපරිම ක්ෂමතාවක් තිබෙනවා.
බැටරිය තුළ සිදුවන්නේ රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක්. ඉතිං එම ප්‍රතික්‍රියාව සිදුවන යම් වේගයක් තිබෙනවා. එහි උපරිම වේගය අනුව, බැටරියෙන් පිට කළ හැකි උපරිම ශක්ති ප්‍රමාණය සීමා වෙනවා. බැටරියක් රත් කරන/වන විට, මෙම ප්‍රතික්‍රියාව තරමක් වේගවත් වීමෙන් බැටරියෙන් පිටතට යවන ක්ෂමතාවද තරමක් ඉහල යනවා. එහෙත් මේ සමගම බැටරියේ ආයුකාලය අඩුවෙනවා. එනිසා වැඩි ක්ෂමතාවක් ලබා ගැනීමට බැටරි රත් කිරීමෙන් වලකින්න. සමහරවිට බැටරි පුපුරා යෑමටද ඉන් හැකියි. (වැඩි ක්ෂමතාවක අවශ්‍ය නම් එවැනි අවශ්‍යතා වෙනුවෙන් සෑදූ බැටරියක් යොදා ගන්න.)
මෙම උපරිම ක්ෂමතාවට හේතුව බැටරියෙන් එලියට ධාරාව පිට කිරීමට තිබෙන වේග සීමාවයි. එනිසා මතක තබා ගන්න වොට්අවර් ගණනය කිරීම අනුව ගණිතානුකූලව ඔබට අතිවිශාල ජවයක් (ඒ කියන්නේ ධාරාවක්) කුඩා කාලයකින් ලබා ගත හැකියි වගේ පෙනුනත්, ප්‍රායෝගිකව බැටරියකින් පිටතට ධාරාව පිට කිරීමේ සීමාවක් ඇත. මෙම සීමාව C-rating ලෙස හැඳින්වෙනවා. එය සූත්‍රයක් ලෙස පහත ආකාරයට දැක්විය හැකියි.
උපරිම ධාරාව = (සී-රේටිං අගය)(බැටරි Ah ධාරිතාව) Imax = C-rating x Ah
සාමාන්‍යයෙන් සී අගය ප්‍රතිශතයක් වශයෙනුයි දක්වන්නේ. උදාහරණයක් ගෙන බලමු. 2000 mAh බැටරියක සී අගය 40% වේ. මෙම බැටරියන් තත්පරයකට ලබා ගත හැකි උපරිම ධාරාව කොපමණද? ඉහත සූත්‍රය අනුව, ධාරිතාව සී අගයෙන් වැඩි කළ විට උපරිම ධාරාව ලැබේ.
උපරිම ධාරාව = 40% x 2000 = 0.4 x 2000 = 800mA වේ. ධාරිතාව ලබාදී තිබුණේ mAh වලින් නිසා ලැබෙන පිළිතුරත් mA විය යුතුය. මින් කියන්නේ තත්පරයට මිලිඇම්පියර් 800 බැගින් මෙම බැටරියෙන් ධාරාව එලියට ලබා දිය හැකි බවයි. මීට වඩා වැඩි අගයක් ගතහොත් බැටරිය විනාශ වී යනවා. මෙම ප්‍රමාණයෙන් බැටරියෙන් ධාරාව ගතහොත් එය 2000/800 = 2.5 පැය ගණනක් අඛණ්ඩව විදුලිය ලබාගත හැකියි නේද?
 


සමහර බැටරිවල ඉතා කුඩා කාලයක් සඳහා පමණක් බැටරියේ උපරිම ක්ෂමතාවට වඩා වැඩි ක්ෂමතාවක් ලබා ගත හැකියි (පල්ස් එකක්). එහෙත් එය ඉතා කුඩා කාලයකට පමණි. එම කුඩා කාලයට පසුව බැටරියෙන් ලබා ගත යුත්තේම එහි උපරිම ක්ෂමතාවට වඩා අඩු අගයකි.
සමහර උපකරණ (කැමරා, මෝටර් වැනි) තිබෙනවා එය ක්‍රියාත්මක වන මොහොතේ එකවර අධික ධාරාවක් ලබා ගන්නා. ඒ කියන්නේ එවැනි උපකරණවලට වැඩි සී අගයක් තිබෙන බැටරියි යොදන්නට සිදුවන්නේ. ඒවා මිලෙන්ද වැඩිය. වැඩි සී රේට් එකක් තිබෙන බැටරි වෙනුවට අවශ්‍ය නම් ඉහත කියූ ලෙසම කුඩා කාලයක් තුළදී වැඩි ක්ෂමතාවක් පිට කළ හැකි බැටරි වුවත් මෙවැනි අවස්ථාවක යෙදිය හැකි වීමට පුලුවන්.
බැටරියෙන් පිටතට ධාරාව ගැනීමේදී ඉහත ආකාරයට සී රේට් එකක් (discharging c-rate) සේම, බැටරියට ධාරාව ඇතුලු කිරීමේදීද සී රේට් එකක් (charging c-rate) ඇත. බොහෝවිට මෙම චාජිං සී රේට් එක ඩිස්චාජිං සී රේට් එකට වඩා අඩුය (ඒ කියන්නේ උපරිම ඩිස්චාජ් වන වේගයට වඩා උපරිම චාජ් වන වේගය අඩුය).
ඕනෑම බැටරියක් පරිස්සමින් පරිහරණය කළ යුතු උපාංගයකි. ඒවා ගිනි ගැනීමට, පිපිරීමට ආදිය ලක් විය හැකියි නිසි පරිදි පරිහරණය නොකළොත්. බැටරි නිෂ්පාදකයන් ඒවා ඇත්තටම සාදන්නේ විශාල ආරක්ෂක සම්මතයන් රැසකට යටත්වයි. ඔබ සිතනවාට වඩා විශාල ආරක්ෂිත උපක්‍රම ප්‍රමාණයක් බැටරියෙන් සිදුවිය හැකි අනතුරු වැලැක්වීමට බැටරි නිෂ්පාදකයන් යොදා ගන්නවා. එසේ වුවත්, බැටරි අග්‍ර ෂෝට් වීම, අධික උෂ්ණත්වය යටතේ බැටරිය තැබීම/ක්‍රියාත්මක කිරීම වැනි ඔබ විසින් සිදු කරන භයානක ක්‍රියා වැලැක්විය හැක්කේ ඔබට පමණි. තවද, බැටරි සමග වැඩ කිරීමට කුඩා ළමුන්ට ඉඩ නොතබන්න. කුඩා පෙන්ටෝච් බැටරියක් පවා ෂෝට් කර පහසුවෙන් ගිනි ඇවිලෙන සුලු රෙදි වැනි දෙයක් සමග තැබූ විට ගින්නක් හට ගත හැකියි. බැටරියේ ගබඩා වී තිබෙන ශක්තිය වැඩි වන්නට වන්නට එය වැඩි වැඩියෙන් ආරක්ෂා කර ගත යුතුය (විශේෂයෙන් ෂෝට් වීමෙන් හා උෂ්ණත්වය ඉහල යෑමෙන්).
තවද, බැටරිවල ඇති රසායනික අනතුරුදායක විය හැකි නිසාම බැටරි සාදා තිබෙන්නේ ගැලවීමට නොහැකි පරිදියි. එනිසා ඒවා කපන්නට හෝ ගලවන්නට යෑම නුසුදුසුය. බැටරි ගින්දරකට දැමීමත් ඉතා භයානක විය හැකියි. එසේම එය වේගයෙන් පොලොවෙ ගැසීම හෝ පීඩනයකට ලක් කිරීමත් භයානක විය හැකියි. ලෝහ කැබැලි, අැන, හෝ වෙනත් සන්නායක කොටස්/කුඩු ආදිය තිබෙන පෙට්ටි/මලු/තැන්වල බැටරි තබන්නත් එපා (ෂෝට් විය හැකියි).
කිසිවිටක බැටරි අග්‍රවලට ඍජුවම සන්නායක/වයර් ඊයම් මඟින් පාස්සන්නට එපා. බවුතයේ තාපය නිසා බැටරියට හානි සිදු විය හැකි සේම, ඔබටද හානි ඇති විය හැකියි. බැටරි සම්බන්ධ කරන ටැබ් (tab) හෝ ක්ලිප් (clip) හෝ battery compartment (බැටරි දාන කුඩා පෙට්ටි) හෝ battery holderආදිය ඒ සඳහා භාවිතා කරන්න. විවිධ වර්ගයේ බැටරිවලට ගැලපෙන බැටරි පෙට්ටි/හෝල්ඩර් ඇත. බැටරි 1, 2, 3 ආදී වශයෙන් දැමිය හැකි ලෙසට ඒවා ගත හැකියි.
 

 
බැටරි ඕනවට වඩා චාජ් කරන්නට හෝ චාජ් වෙමින් තිබෙන්නට හරින්න එපා. එය විදුලිය අපතේ යෑමක් මෙන්ම බැටරිය රත් වී විනාශ වීමටද හේතුවක් වේ. වෙළඳපොලේ රුපියල් සීයට දෙසීයට පමණ ඇති චාජර් පරිස්සමින් භාවිතා කරන්න. ඒවා විසින් "ඔහේ" බැටරි චාජ් කරනවා පමණි. එවැනි ලාභ චාජර් විසින් බැටරිය චාජ් වූවාට පසුව හෝ බැටරිය කොතරම් රත් වුවත් චාජ් වීම නතර කරන්නේ නැත. එහෙත් හොඳ වර්ගයේ චාජර් මේ දෙකම සිදු කරනවා. උපරිම චාජ් වූවාට පසුව හෝ උෂ්ණත්වය ඉහල යන විට චාජ් වීම නතර කරනවා හෝ අඩු කරනවා. සාමාන්‍යයෙන් හොඳ චාජරයක් නම්, යොදන බැටරිය අනුව චාජ් කරන ක්‍රමය වෙනස් වේ.
බැටරියක් ඊට නියමිත ධාරා හා වෝල්ටියතා පමණක් යොදාගෙන චාජ් කළ යුතුයි. එසේ නැති වුවොත් බැටරියේ ආයුකාලය ක්‍රමයෙන් අඩු වෙනවා. විවිධ බැටරි වර්ගවල මෙම චාජ් කරන නියමිත ධාරා හා වෝල්ටියතා ප්‍රමාණයන් වෙනස්ය. එනිසා ඒ ඒ බැටරි වර්ගයට ගැලපෙන චාජර් එකක් ගැනීම වැදගත්. එක් වර්ගයක බැටරියක් චාජ් කරන චාජරයකින් තවත් වර්ගයක බැටරියක් චාජ් කිරීම සුදුසු නැත. සමහර මිල වැඩි චාජර් තිබෙනවා විවිධ වර්ගයේ බැටරි ගණනාවක්ම චාජ් කළ හැකි (එවැනි චාජරයක් නම් ඒ බව එහි සටහන් කර තිබෙනවා).



සටහන
බැටරි චාජ් කරන ප්‍රධාන ක්‍රම 3ක් තිබෙනවා.
1. නියත වෝල්ටියතා ක්‍රමය (constant voltage method) - මෙහිදී බැටරි අග්‍ර දෙකට ලබා දෙන වෝල්ටියතාව බැටරිය චාජ් කරන සම්පූර්ණ කාලය මුලුල්ලේම නියතව පවතී. බැටරියේ උපරිම වෝල්ටියතාව හෝ ඊට වඩා කුඩා ප්‍රමාණයක් වැඩි වෝල්ටියතාවකුයි මෙහිදී පවත්වාගෙන යන්නේ. වෝල්ටියතාව නියතව පවත්වා ගෙන ගියත්, ධාරාව එම කාලය පුරාවට විචලනය වේ.
2. නියත ධාරා ක්‍රමය (constant current method) - චාජ් වන කාලය පුරාවටම චාජිං කරන්ට් එක නියත වේ. එහෙත් වෝල්ටියතාව විචලනය වේ.
3. ට්‍රිකල් චාජිං ක්‍රමය (trickle charging) - මෙහිදී උපකරණය චාජ් වන්නේ "පොඩ්ඩ පොඩ්ඩ" වශයෙනි. ඉතා දිගු කාලයක් පුරාවට චාජ් වීම හෙමින් හෙමින් සිදු වේ. විශේෂයෙන් වැඩි කාලයක් හෝ දිගටම හෝ ප්‍රධාන විදුලියකට සම්බන්ධ බැටරි (standby battery) මේ ක්‍රමයට චාජ් වේ. ප්‍රධාන විදුලිය ඇනහිටියොත් මෙම බැටරියෙන් උපකරණයට විදුලිය යම් කාලයක් පුරාවට සපයනු ලැබේ. නැවත ප්‍රධාන විදුලිය ලැබුණු විට ට්‍රිකල් ක්‍රමයට බැටරිය නැවත චාජ් වේ. UPS එක, ලැප්ටොප් බැටරි ආදිය චාජ් වෙන්නේ මේ ක්‍රමයටයි.
සමහර බැටරි වර්ගවලට ඉහත ක්‍රම කිහිපයක්ම යෙදිය යුතු වෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස, බැටරිය යම් අගයක් දක්වා චාජ් වීමට එක් ක්‍රමයකුත්, එතැන් සිට තවත් අගයක් දක්වා චාජ් වීමට තවත් ක්‍රමයකුත්, එතැන් සිට තවත් ක්‍රමයකුත් ආදී වශයෙන් එම බැටරිය චාජ් කළ යුතු වෙනවා (එම බැටරිය දීර්ඝ කාලීනව හොඳින් පවත්වාගෙන යෑමට අවශ්‍ය නම්). බැටරිය චාජ් වන විවිධ අවස්ථා (stages) මතක තබා ගෙන ඒ එක් එක් අවස්ථාවට යොදාගත යුතු චාජිං ක්‍රමය වෙනස් කිරීමේ හැකියාව charge profile ලෙස හැඳින්වෙනවා. ඒ කියන්නේ "බුද්ධිමත් චාජර්" (smart chargers) චාජ් ප්‍රොෆයිල් එකකට අනුවයි චාජ් කරන්නේ. බාල වර්ගයේ ලාබ චාජර්වල මෙම හැකියාව නැත. ඒ ඒ බැටරි වර්ගයේ චාජ් ප්‍රොෆයිල් වෙනස් වේ. මෙලෙස චාජ් ප්‍රොෆයිල් කිහිපයක් වුවත් අනුගමනය කරන චාජර් වර්ගද තිබෙනවා (ඒවායින් විවිධ බැටරි වර්ග චාජ් කළ හැකියි).
fast charging නම් ක්‍රමයකින්ද බැටරි ඉක්මනින් චාජ් කළ හැකියි. බැලූබැල්මට එය අනර්ඝ වේගවත් පහසු ක්‍රමයක් සේ පෙනුනත් බැටරිය පැත්තෙන් එය අනර්ථකාරි ආරෝපණ ක්‍රමයකි. ඊට හේතුව මෙයයි. සාමාන්‍යයෙන් බැටරියක් ඩිස්චාජ් වීමේ (එනම් පිටතට ධාරාව යැවීමේ) උපරිම වේගයක් පවතිනවා සේම, බැටරියක් චාජ් කිරීමේද උපරිම වේගයක් ඇත (සී රේටිංස්). බැටරිය තුළ පවතින රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවලට එය ස්වාභාවිකව සිදුවන වේගයෙන් සිදුවීමට ඉඩ දිය යුතුය. එහෙත් ෆාස්ට් චාජිං ක්‍රමයකදී "බලහත්කාරයෙන්" එම ප්‍රතික්‍රියා සිදු කරවයි. එවිට අවශ්‍ය ප්‍රතික්‍රියා සේම අනවශ්‍ය ප්‍රතික්‍රියාද ඇති වී බැටරිය තුල තාවකාලික මෙන්ම සදාකාලික රසායනික වෙනස්කම් සිදු කරයි. එවිට බැටරිය ක්‍රමයෙන් මිය යනවා.
බැටරි ධණ ඍණ වරද්දවා සම්බන්ධ කරන්නට එපා. එය උපකරණය විනාශ වී යෑමට හේතුවක් වේවි. විශේෂයෙන් විශාල බැටරි (කාර් බැටරි වැනි) සම්බන්ධයෙන් මෙය ඉතාම වැදගත්ය. බැටරියකින් ලබා ගත හැකි උපරිම ධාරා ප්‍රමාණයට වඩා ගන්නට උත්සහ කරන්නත් එපා (එවිට බැටරිය අධිකව රත් වී විනාශ වේ).
සෙල් කිහිපයක් එකට එකතු කර බැටරියක් සාදා ගන්නා සේම, බැටරි කිහිපයක් වුවද එකට එකතු කළ හැකියි (මෙවිට ලැබෙන්නේ battery pack එකකි). එසේ එකතු කළ හැකි මූලික ක්‍රම දෙකකි - ශ්‍රේණිගත හා සමාන්තරගත. මෙම ක්‍රම දෙකෙන් අපට ලැබෙන්නේ වෙනස් ගතගුණයන් වුවත් කුමන ක්‍රමයට සම්බන්ධ කළත් ඇති පොදු ලක්ෂණය නම් බැටරිවල ශක්තින් එකතු වන බවයි (එය ඉතිං පැහැදිලියිනෙ මොකද බැටරි එකට ක්‍රියාත්මක වන විට, ඒ සියල්ලේම ශක්තිය එක්වෙනවා).
කුමන ආකාරයකින් සම්බන්ධ කළත්, රැකිය යුතු කොන්දේසි කිහිපයක් තිබේ.
1. හැමවිටම එකම වෝල්ට් ගණන සහිත බැටරි යොදන්න. උදාහරණයක් ලෙස, එක බැටරියක් වෝල්ට්  1.5ක් හා තවත් එකක් වෝල්ට් 2ක් ලෙස ගෙන ඒවා ශ්‍රේණිගතව හෝ සමාන්තරගතව නොයොදන්න. විවිධ වෝල්ටියතාවන් සහිත විට, වැඩි වෝල්ටියතාව සහිත බැටරිය විසින් අඩු වෝල්ටියතා සහිත බැටරි චාජ් කරන්නට පෙළඹීම නිසා බැටරි පැක් එක රත් වී අකාර්යක්ෂම වේවි.
2. අලුත් හා භාගෙට බැහැපු බැටරි එකට සම්බන්ධ කරන්න එපා. හැමවිටම අලුත් බැටරි යොදන විට, පැක් එකේ සියලුම බැටරි ගලවා අලුත් බැටරි යොදන්න. සමහර බැටරි බැස ඇති නිසා, ඒවායේ වෝල්ටියතාවන් අලුත් ඒවාට වඩා අඩු වේ. එවිට, පෙර පළමු කොන්දේසිය කැඩේ.
යම් පැක් එකක එක් බැටරියක් නරක් වී ඇති විටද, නරක් වෙච්ච බැටරිය විතරක් වෙනස් කිරීමද සුදුසු නොවන බව පේනවා. එහෙත් මෙලෙස කිරීම මිල අධික ක්‍රමවේදයක් බැටරි පැක් එක විශාල වන විට. එවිට, විශේෂිත උපක්‍රම/පරිපථ යොදාගෙන තනි තනි බැටරි වෙනස් කිරීමට හැකියාවද ඇති කර ගත හැකියි. එහෙත් අප භාවිතා කරන පරිගණක හා සියලුම ගෙදරදොර උපකරණවලදී බැටරි පැක් විශාල නොවන නිසා, එවැනි උපක්‍රම බොහෝවිට නොමැත.
3. වෝල්ට් ගණන සමාන වුවද, විවිධ ජාතියේ බැටරි නොයොදන්න (හැකි හැමවිටම එකම ජාතියේ පමණක් නොව, සියලුම බැටරි එකම නිෂ්පාදකයාගේ (බ්‍රෑන්ඩ් එක) ඒවාම යොදන්න). උදාහරණයක් ලෙස, එක් බැටරියක් ඇල්කලයින්ද තවත් එකක් ලිතියම්ද ඇති බැටරි 2ක් එකට සම්බන්ධ කරන්නට එපා. විවිධ ජාතියේ බැටරි ඩිස්චාජ් වන්නේ වෙනස් වෙනස් වේගවලින්ය. එවිට, ටික මොහොතකට පසුව, බැටරි පැක් එකේ වෙනස් වෙනස් බැටරිවල වෝල්ටියතාවන් වෙනස් වේවි. එවිට පළමු කොන්දේසිය කැඩේ.
4. තවද, වෝල්ටියතාව, වර්ගය පමණක් නොව, ඇම්පියර්අවර් අගය, සී අගයද සමාන බැටරි යොදන්න. මෙම කොන්දේසියෙන් ව්‍යංගයෙන් කියන්නේ බැටරි එකේ සයිස් එකද සමාන විය යුතු බවයි.
බැටරි දෙකක් හෝ කිහිපයක් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ විට, එම බැටරිවල වෝල්ටියතාවන් එකතු වේ. උදාහරණයක් ලෙස 1.5 වෝල්ට් බැටරි 2ක් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ විට, අපට වෝල්ට් 3ක බැටරියක් (බැටරි පැක් එකක්) ලැබේ. මෙහිදී එක් බැටරියක ධන අග්‍රය තවත් බැටරියක ඍණ අග්‍රයට සම්බන්ධ කෙරේ.
 


මෙහිදී බැටරි පැක් එකෙන් පිටතට ලබා දෙන ඇම්පියර් ගණන වෙනස් නොවේ. එනම්, තනි බැටරියෙන් ලැබුණු ඇම්පියර් ගණනමයි ශ්‍රේණිගත බැටරි පැක් එකෙන් ලැබෙන්නෙත් (ඇම්පියර් ගණන වැඩි කිරීමට තමයි සමාන්තරගත සම්බන්ධතාව තිබෙන්නේ). ඒ කියන්නේ බැටරි පැක් එකේ Ah/mAh අගය තනි බැටරියේ අගයම විය යුතුයි.
එහෙත් පැක් එකේ වොට් ගණන (එනම් Wh අගය) වැඩි වේ. ඊට හේතුව පැක් එකේ වෝල්ට් ගණන වැඩි වීම බව ඔබට වැටහෙනු ඇත. වෝල්ට් x Ah = Wh නිසා, Ah වෙනස් නොවූවත් වෝල්ට් වැඩි වූ නිසා, Wh වැඩි වෙනවා.
බැටරි කිහිපයක් සමාන්තරගතව සම්බන්ධ කළ විට, එම බැටරිවල එකවර පිටතට ලබා දෙන ඇම්පියර් ගණන (එනම්, Ah ගණන) එකතු වේ. මෙහිදී වෝල්ටියතාව වැඩි නොවේ. වෝල්ට් x Ah = Wh නිසා, වෝල්ට් ගණන වැඩි නොවූවද, Ah වැඩි වන නිසා, Wh අගය වැඩි වෙනවා නේද? (ඒ කියන්නේ සීරීස් හා පැරලල් ක්‍රම දෙකෙන්ම Wh අගය වැඩි වෙනවා.) මෙහිදී සෑම බැටරියක ධන අග්‍ර ටික එකට සම්බන්ධ කරන අතර, ඍණ අග්‍ර ටිකත් වෙනම එකට සම්බන්ධ කෙරේ.

 
සමහර අවස්ථා තිබෙනවා අපට අවශ්‍ය වෝල්ටියතාව හා ඇම්පියර්අවර් ගණන ලැබෙන පිණිස සීරීස් හා පැරලල් යන ක්‍රම දෙකම එකට යොදාගෙන බැටරි පැක් සාදන. උදාහරණයක් ලෙස පහත දැක්වෙන්නේ එකම විධියේ බැටරි 4කින් සාදපු එවැනි පැක් එකකි. බැටරි දෙක බැගින් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කර සාදාගත් පැක් දෙක නැවත සමාන්තරගතව සම්බන්ධ කිරීමෙන් අවසන් පැක් එක සාදා ගෙන ඇත.

 
ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ විට, බැටරිවල අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයන්ද එකතු වේ (ශ්‍රේණිගත ප්‍රතිරෝධකවල සමක අගය සොයන ආකාරයට). සමාන්තරගතව සම්බන්ධ කළ විට, බැටරිවල අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය අඩු වේ (සමාන්තරගත ප්‍රතිරෝධකවල සමක අගය සොයන ආකාරයට). සමාන්තරගතව බැටරි සම්බන්ධ කිරීමේ එක් ප්‍රබල වාසියක් වන්නේද මෙම සමක අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධ අගය අඩුවීමයි. පහත රූපයේ එක් එක් බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධ ඇඳ ඇත.
 


සම්පූර්ණයෙන්ම චාජ් වෙච්ච බැටරියකින් අපට යම් ශක්ති ප්‍රමාණයක් ලබා ගත හැකියි. එහෙත් බැටරිය සම්පූර්ණයෙන්ම චාජ් කිරීමටත් යම් ශක්ති ප්‍රමාණයක් ඊට වැය කළ යුතුයි. හැමවිටම මෙසේ චාජ් කිරීමට වැය කරන ශක්ති ප්‍රමාණය බැටරියෙන් ලබා ගන්නා ශක්ති ප්‍රමාණයට වඩා වැඩිය. බැටරියකින් ලබා ගන්නා ශක්ති ප්‍රමාණය හා එය චාජ් කිරීමට වැය කරන සම්පූර්ණ ශක්ති ප්‍රමාණය යන අගයන් දෙකෙහි අනුපාතයට charge efficiency හෙවත් Coulombic efficiency යන වචනය භාවිතා කෙරේ. එනම්
චාජ් එෆිෂන්සි = (බැටරියෙන් ලබා ගන්නා ශක්තිය)/(බැටරිය චාජ් කිරීමට යොදන ශක්තිය)
සෑම බැටරියකම අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයක් (internal resistance – RS /Ri) ඇත. බොහෝ අවස්ථාවලදී අප මෙම කුඩා අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය අමතක කරනවා හෝ නොසලකා කටයුතු කරනවා. බොහෝ කටයුතු සඳහා ඇත්තටම මෙම ප්‍රතිරෝධය ගැන සැලකිලිමත් වීම අත්‍යවශ්‍යද නොවේ. ඒ කියන්නේ බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය යැයි සලකනවා. මෙවැනි බැටරි ideal battery වේ. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ සත්‍ය/ප්‍රායෝගික/රියල් (real) බැටරියකි. එහි අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය r යන ප්‍රතිරෝධයෙන් සංඛේතවත් කර ඇත. එම ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය නම් අපට එම ප්‍රතිරෝධය එම රූපයෙන් ඉවත් කළ හැකියි; එවිට ලැබෙන්නේ අයිඩියල් බැටරියයි.
 

බැටරියක අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය යනුවෙන් සලකන්නේ බැටරියෙන් විදුලි ධාරාවක් ගැලීමේදී ඇතිවන සීමාවයි. ඒ කියන්නේ පිටතට අවශ්‍ය ඕන ඕන ප්‍රමාණයක ධාරාවක් බැටරියෙන් ලබා දිය නොහැකියි. ඊට හේතුව බැටරිය තුළ සිදුවන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවල පවතින වේගයේ සීමාව බව මුලදීත් පැවසුවා. විවිධ බැටරි වර්ගවල මෙම අගය විවිධ වේ. මෙම අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ඉතා කුඩා වන තරමට හොඳය. මෙම අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය නිසා ගැටලු කිහිපයක් ඇති වේ.
එක් ගැටලුවක් නම් බැටරිය ක්‍රියාත්මක වන විට, බැටරිය රත් වන්නේ මේ නිසාමය. ප්‍රතිරෝධය වැඩි වන තරමට රත් වීම වැඩිය. බැටරියෙන් ලබා ගන්නා ධාරාව වැඩි වන තරමටද රත් වීම වැඩිය. ඊට හේතුව I2R යන ජූල් තාපන සූත්‍රය බැලීමෙන් තේරුම් ගත හැකියි නේද? මෙම රත් වීම නිසා බැටරියේ ආයුකාලය අඩු වෙනවා.
තවද, බැටරියෙන් ප්‍රයෝජනයට ගැනීමට තිබෙන ශක්තිය තමයි ඉහත ආකාරයට තාපය ලෙස අපතේ යන්නේ. බැටරියකින් ශක්තිය අපතේ යනවා යනු සාමාන්‍යයෙන් ශක්තිය අපතේ යනවාට වඩා තරමක් බරපතලයි. බැටරි යොදන විට, හැමවිටම උත්සහ කරන්නේ බැටරිය පුලුවන් තරමක් දිගු කාලයක් සේවයෙහි යෙදවීමටනෙ. ඉතිං මෙම අපතේ යෑම නිසා එම සේවා කාලය අඩු වෙනවා.
තවද, මෙම අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය හා බැටරියට සම්බන්ධ කරන උපකරණය (භාරය) අතර බැටරියේ වෝල්ටියතාව බෙදී යනවා (විභව බෙදුමක් ඇති වෙනවා). මෙම ප්‍රතිරෝධය වැඩි විට, බැටරියෙන් පිටතට සත්‍ය වශයෙන්ම ලබා දෙන වෝල්ටියතාව අඩු වෙනවා විභවය පහත රූපයෙන් පෙන්වා ඇති ආකාරයට බෙදී යන නිසා. අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වැඩි විටත්, වැඩි ධාරා ප්‍රමාණයක් ගලන විටත්, අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධකය හරහා ඩ්‍රොප් වන විභවය වැඩි වන විට, භාරයට ලැබෙන වෝල්ටියතාව අඩු වෙනවා. මෙය විශාල ප්‍රශ්නයක්.



සටහන  
සාමාන්‍යයෙන් වෝල්ටියතාව V අකුරින් සංඛේතවත් කෙරෙනවා. එහෙත් යුරෝපා රටවල V වෙනුවට U අකුර භාවිතා වෙනවා. ඉහත රූපයේ U0, Uout ලෙස දක්වා තිබෙන්නේ වෝල්ටියතාවන්ය.
බැටරියක් ඩිස්චාජ් වන විට, ක්‍රමයෙන් අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධ අගය වැඩි වේ. ඒ කියන්නේ බැටරිය බසින විට ඉහත ගැටලුව තවත් බරපතල වෙනවා කියන එකයි. එහෙත් බැටරිය චාජ් කරන විට නැවත ප්‍රතිරෝධ අගය අඩු වෙනවා. තවද, කාලයත් සමග හා පාවිච්චියත් සමගද බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ඉහල යනවා. මෙලෙස වැඩිවන ප්‍රතිරෝධ අගය චාජ් වීමෙන් හෝ වෙනත් ක්‍රමයකින් අඩු කිරීමට බැරිය. බැටරියක ජීව කාලය තීරණය කරන ප්‍රබලම සාධකය ඇත්තටම මෙම අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයයි. බැටරියක් හොඳට චාජ් වුවත්, මෙම අගය ඉහල ගොස් ඇති නිසා, ඉහත රූපයේ පෙනෙන ලෙසට විභව බෙදුමෙන් ඉතා කුඩා ප්‍රයෝජනවත් වෝල්ටියතාවක් තමයි පිටතට ලැබෙන්නේ. ඒ හැරත් ප්‍රතිරෝධි අගය වැඩි නිසා, විදුලි ශක්තිය ඉක්මනින් තාපය ලෙස හානි වී යනවා (ඒ කියන්නේ බැටරිය ඉතා ඉක්මනින්ම බසිනවා).
අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය නිසා බැටරිය (විදුලිය ප්‍රභවය) “නරක" විදුලිය ප්‍රභවයක් බවට පත් වේ. මෙම අතිරේකයේ ආරම්භයේදී පෙන්වා දුන්නා "හොඳ" විදුලිය ප්‍රභවයක තිබිය යුතු ලක්ෂණය (එය මා නැවත සඳහන් කරන්නම්).
ඔබට අවශ්‍ය කරන වෝල්ටියතාව එම පවර් සප්ලයි එකේ ජීව කාලය (life time) පුරාවටම, ඊට සම්බන්ධ කරන භාර ප්‍රතිරෝධය කුමන අගයක් ගත්තද නොවෙනස්ව පැවතිය යුතු වන අතර, භාර ප්‍රතිරෝධයට අවශ්‍ය කරන ධාරාව පහසුවෙන් ලබා දීමටද හැකි විය යුතුය.
ඉහත ඉරි ගසා ඇති අත්‍යවශ්‍ය කොන්දේසිය අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයේ ක්‍රියාකාරිත්වය නිසාම වැඩි වශයෙන් උල්ලංඝනය වනවා. අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය නොමැති වුවත්, කොහොමත් බැටරියක් බසින විට, වෝල්ටියතාව අඩු වීම සිදු වේ. එහෙත් බැටරිය බසින විට අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයද ක්‍රමයෙන් වැඩිවන නිසා එය තවත් දරුණුවට සිදු වේ. ඒ කියන්නේ බැටරිය යනු ඇත්තටම හොඳ පවර් සප්ලයි එකක් නොවෙයි නේද?
ඉහත ගැටලුව (එනම් කාලයත් සමග බැටරියේ වෝල්ටියතාව වෙනස් වීම) මඟ හැරීමට පරිපථ කොටසක් සැලසුම් කළ හැකියි. ඒ හැරත්, රීචාජබල් බැටරිවල ෆ්ලැට් ඩිස්චාජිං කර්ව් එකද (එනම් බැටරිය බැස්සත් වෝල්ටියතාව අඩු නොවී තිබීම) මෙහිදී වාසිදායකයි (ප්‍රයිමරි බැටරිවලට තමයි ප්‍රශ්නය වැඩියෙන්ම බලපාන්නේ).
බැටරියක් බසින විට, එහි වෝල්ටියතාව අඩු වේ (රීචාජබල් බැටරිවලදී විතරක් අවසාන මොහොත දක්වා වෝල්ටියතාව ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයකින් පමණක් බසී); අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වැඩි වේ; බැටරියේ ආරෝපණ/Ah අඩු වේ. බැටරියක් යම් උපකරණයකට විදුලිය සපයන විට, එම බැටරිය පිළිබඳ විස්තර දැන සිටීම වැදගත්ය. ඒ කියන්නේ මේ මොහොතේ බැටරිය කොපමණ ප්‍රමාණයක ආරෝපණ ප්‍රමාණයක් පවත්වා ගෙන යන්නේද යන්න දන්නවා නම්, තව කොතරම් කාලයක් උපකරණය ඔන් එකේ (ක්‍රියාකාරීව) පවත්වා ගෙන යා හැකිද යන්න දැනගත හැකියි එමඟින්. එය හරියට වාහනයක තෙල් මට්ටම පෙන්වන මීටරය (fuel gauge) වැනිය. ලැප්ටොප්වල, ස්මාට් ෆෝන්වල මෙම හැකියාව තිබේ. ඔබට එම උපකරණයේ බැටරිය කොච්චර ඩිස්චාජ් වෙලාද, තව කොච්චර කාලයක් දළ වශයෙන් උපකරණය වැඩ කරාවිද යන්න එම උපකරණවල පෙන්වනවා. මෙලෙස බැටරිය පිළිබඳ විස්තර දැන ගැනීමේ හැකියාව State of Charge (SoC) යනුවෙන් හැඳින්වෙනවා.
විශේෂයෙන් SOC මඟින් කරන්නේ බැටරිය කොතරම ඩිස්චාජ් වෙලාද (හෙවත් තව කොතරම් ආරෝපණ ප්‍රමාණයක් එහි ඇත්ද) යන්න දැන ගැනීමයි. SoC සිදු කිරීමට යොදා ගන්නා ක්‍රමවේදය බැටරි වර්ගය අනුව වෙනස් වේ. ඇත්තටම මෙය සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියක්. එහෙත් නූතන මෙවලම්වලට අත්‍යවශ්‍ය ක්‍රියාවලියක්.
සමහර උපකරණ සාදා තිබෙනවා එම උපකරණ තුළම බැටරි චාජරයක් ඇතුලත් කරමින්. එවිට, බැටරිය චාජ් කිරීම සඳහා ගැලවීමට අවශ්‍ය නැහැ. ලැප්ටොප් යනු එවැනි උපකරණයකි. ස්මාට් ෆෝන්ද එසේමයි. ඇත්තටම බොහෝ ෆෝන්වලට තිබෙන චාජර් ලෙස ඔබ හඳුන්වන උපකරණය ඇත්තටම චාජරයක් නොව නිකංම මේන්ස් ඒසී විදුලිය කුඩා ඩීසී විදුලියක් බවට පරිවර්තනය කරන උපකරණයක් පමණි. ඇත්ත චාජරය තිබෙන්නේ උපකරණය (ෆෝන්/ලැප්ටොප් එක) තුළයි.
බැටරි ඔරිජිනල් මෙන්ම එසේ නොවන ඒවාද ඇත. ඔරිජිනල් බැටරිවල ඇති විශේෂත්වය හා වැදගත්කම වන්නේ එහි විශ්වාසවන්ත බවයි (එනම් අවශ්‍ය සම්මතයන්ට අනුව සකස් කර තිබේ). එහෙත් ඒවා මිලෙන් වැඩිය. ඔරිජිනල් නොවන ඒවා හැමවිටම කොලිටියෙන් අඩු ඒවාම නොවේ. හොර ගුණාත්මක බවින් අඩු බැටරි සේම ඉහල කොලිටියක් සහිත ඔරිජිනල් නොවන බැටරිද ඇත. බොහෝවිට "හොර බැටරි" (හෝ වෙනත් එවැනි හොර බඩු) එන්නේ ඔරිජිනල් බැටරියක/බ්‍රෑන්ඩ් එකක නමින්මය. හොර නොවන එහෙත් ඔරිජිනල්ද නොවන බැටරි එන්නේ ඔවුන්ගේම නමකින්/බ්‍රෑන්ඩ් එකකින් (ඒ අනුව මේවාද ඇත්තටම ඔරිජිනල් යන නමින් හැඳින්විය හැකියි).
කෙසේ හෝ වේවා සමහර උපකරණවලට දැමිය හැක්කේ ඔරිජිනල් බැටරි පමණි. ඔරිජිනල් නොවන බැටරි දැමූ විට, එය වැඩ නොකරාවි; නැතහොත් දමා ඇත්තේ ඔරිජිනල් නොවන බැටරියක් බව පවසාවි (error message). විශේෂයෙන් සමහර ලැප්ටොප්වල මෙය දක්නට ලැබේ. මෙය එක් පැත්තකින් වටිනා උපකරණය (නොවටිනා හොර) බැටරියක් දැමීම නිසා විනාශ වීම වැලැක්වීමට ගත් පියවරක් සේ දැකිය හැකියි. තවත් පසෙකින් එම උපකරණයේ නිෂ්පාදකයාගේම තවත් භාණ්ඩයක් (බැටරියක්) විකිනීමට පෙළඹවීමට ගත් (කූට) වැඩක් සේ දැකිය හැකියි. කෙසේ හෝ වේවා මෙවැනි බැටරි ප්‍රායෝගිකව හමු වේ.
ඉතිං ඔරිජිනල් බැටරියක් හඳුනා ගන්නේ කෙසේද? එය පහසු නැත. වැඩි මිලකට විකුණනවා නම්, එය ඔරිජිනල් යැයි සිතන්න එපා. සමහරුන් ඉන්නවා එකම බැටරියේ එක් පැකින් එකකින් එන එකක් (උදාහරණයක් ලෙස සිතමු රතුපාට පැක් එක) වැඩි මිලකට ඔරිජිනල් ලෙසත් එහිම තවත් පැකින් එකකින් එන එකක් (උදාහරණයක් ලෙස නිල්පාට පැක් එක) සාමාන්‍ය මිලටම "ලෝකල්" හෝ "ඩුප්ලිකට්" හෝ Counterfeit ලෙසත් විකුණනවා (එවිට ඔවුන්ට මොකක් විකුනුවත් වාසි ලැබේ). විශ්වාසවන්ත තැනකින් ඔරිජිනල් යැයි විකුණනවා නම් බොහෝවිට එය ඔරිජිනල්ය (එහෙත් ඔවුන්ද අවශ්‍ය නම් බොරු කළ හැකියි). එහෙමත් නැතිනම් යම් බැටරියක/බ්‍රෑන්ඩ් එකක නියෝජිතයාගෙන්ම මිලදී ගත හැකි නම් එය ඔරිජිනල් එකක්.
පැක් එකේ හෝ බැටරියේ ඔරිජිනල් යැයි ලේබලයක් ගසා ඇති පමණින් හෝ දිග සීරියල් නම්බරයක් හෝ ඉරිකැබලි වශයෙන් පවතින බාර්කෝඩ් (barcode) එකක් තිබුණු පමණින් එය ඔරිජිනල් නොවේ. සමහරවිට බැටරියේ ඔරිජිනල් hologram ස්ටිකරයක් තිබිය හැකියි (හොලොග්‍රැම් ස්ටිකරයක් යනු එක එක පැත්තට හරවන විට වෙනස් වෙනස් දේවල් පෙනෙන දිලිසෙන ස්ටිකරයකි). හොර බැටරිවලට ඔරිජිනල් විදියටම එම හොලොග්‍රැම් ස්ටිකරය සෑදිමට අපහසු නිසා එම ක්‍රමය තරමක් සාර්ථකයි. ඊටත් අමතරව, RFID, NFC වැනි දියුණු ඉලෙක්ට්‍රොනික් ක්‍රමද දැන් බැටරිවලට යොදනවා. මෙය ඉතාම හොඳ දියුණු ක්‍රමයක් පමණක් නොව, බැටරිය සම්බන්ධ කරන උපකරණයට දැන් පුලුවන් විදුලි සංඥා මඟින් කෙලින්ම බැටරිය සමග "කතාබහ කර" බැටරිය පිළිබඳ විස්තර ලබා ගන්න. ඔරිජිනල් බැටරි නොදැමුවොත් ක්‍රියා නොකරන උපකරණ යොදා ගන්නේ මෙම තාක්ෂණ ක්‍රමය තමයි. NFC/RFID තාක්ෂණය භාවිතා කරන බැටරිවල සමහරවිට එම බැටරි මෙම තාක්ෂණය යොදා ගන්නා බැව් බැටරියේම සටහන් කර තිබෙනවා.
 


ඕනෑම බැටරියක ප්‍රධාන අංග දෙක තුනක් ඇත. එකක් නම් බැටරි අග්‍ර දෙකයි (මෙම අග්‍ර දෙක කැතෝඩය/ඍණ අග්‍රය හා ඇනෝඩය/ධණ අග්‍රය ලෙස නම් කෙරෙනවා). ඒවා ඒ ඒ බැටරි වර්ගය අනුව විශේෂිත රසායනික ද්‍රව්‍යවලින් සාදනවා. අනෙක් වැදගත්ම අංගය නම්, මෙම බැටරි අග්‍ර දෙක අතර විදුලිය ජනිත කරවන ප්‍රතික්‍රියාව පහසු කරවන ද්‍රව්‍යයි. එය විද්‍යුත් විච්ඡේද්‍ය ද්‍රව්‍ය (electrolyte) ලෙස හැඳින්වෙනවා. බොහෝවිට මෙම ඉලෙක්ට්‍රොයිටික් එක දියර හෝ දියාරු (gel) ස්වරූපයකිනුයි පවතින්නේ. බැටරි අග්‍ර දෙක අතර සිදුවන අයන හුවමාරුව සිදුකරන මාධ්‍යය තමයි මෙය. බැටරියේ ක්‍රියාකාරිත්වයට මූලික වන්නේ එම අංග දෙකයි. අනෙක් වැදගත් අංගය වන්නේ බැටරියේ අග්‍ර හා ඉලෙක්ට්‍රොලයිටික් මිශ්‍රණය ආවරණය කරන අතරම, බැටරියෙන් සිදුවිය හැකි අනතුරු අවම කරන බැටරි ආවරණයයි. පහත දැක්වෙන්නේ බැටරියක ප්‍රධාන අංගයි.


දැන් බහුලව භාවිතා කෙරෙන බැටරි වර්ග කිහිපයක් සලකා බලමු. බොහෝ දෙනා "කාර් බැටරි" (automotive battery) යනුවෙන් හඳුන්වන බැටරිය ලෙඩ්-ඇසිඩ් (Lead-acid) බැටරි ලෙසයි හැඳින්වෙන්නේ. ඊට හේතුව මෙම බැටරියේ තිබෙන ප්‍රධාන රසායනික ද්‍රව්‍ය දෙක වන්නේ ඊයම් හෙවත් ලෙඩ් හා අම්ල හෙවත් ඇසිඩ් එකකි (විද්‍යුත්විච්ඡේද්‍යය). මෙම ඇසිඩ් එක "බැටරි ඇසිඩ්" යන නමින් බොහෝ අය දැන සිටියත් එහි රසායනික නාමය සල්ෆයුරික් ඇසිඩ් (Sulfuric acid) යන්නයි (එහි රසායනික සූත්‍රය H2SO4 වේ). වාහනයක් ස්ටාට් කිරීම, වාහනයේ ලයිට් පත්තු කිරීම හා වාහන එන්ජිමේ ඉන්ධන-වායු මිශ්‍රණය දහනය කරන පුලිඟු ඇති කිරීම යන ප්‍රධාන කාර්යන් තුනට මෙම කාර් බැටරිය භාවිතා වෙන නිසාම, එය SLI (Start Lighting Ignition) battery ලෙසද හැඳින්වෙනවා.



මෙම බැටරියේම යම් යම් වෙනස්කම් ඇතිකරමින් වෙනත් අරමුණු සඳහාද උචිත ලෙස විවිධාකාරයේ ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරි සාදා තිබෙනවා. Sealed Lead Acid (SLA) battery යනු එවැනි වෙනස්කමක් සහිත අවස්ථාවකි. සාමාන්‍ය ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරිය තුළ දියර ස්වරූපයෙන්මයි අම්ලය තිබෙන්නේ. SLA තුළ එය දියර ස්වරූපයෙන් නොවේ තිබෙන්නේ. ඒ විතරක් නොව, සාමාන්‍ය බැටරියේ ඇතුලට ඇසිඩ් හෝ ජලය දැමීමට හැකි වන පරිදි ගැලවිය වැසිය හැකි "මූඩි" පවතින අතර, SLA බැටරිය සීල්කර පවතිනවා (කිසිවත් ඇතුලට දැමිය නොහැකියි). UPS හි මෙම SLA බැටරි දැක්නට ලැබෙනවා. පහත දැක්වෙන්නේ විවිධ ප්‍රමාණයේ SLA බැටරි කිහිපයකි.


මෙවැනි බැටරියක් තුළ සෙල් කිහිපයක්ම තිබේ. එම සෙල් ගණන අනුව බැටරියේ වෝල්ට් (හා මුලු විදුලි ශක්ති) ප්‍රමාණය තීරණය වේ. වෝල්ට් 6, වෝල්ට් 12 ආදී ලෙස මෙම බැටරි මිලදී ගත හැකියි. මෙම බැටරි වර්ගයෙන් අධික ධාරාවක් ගත හැකියි. තවද, දිගු කාලයක් පුරා භාවිතාද කළ හැකියි. ඊට හේතුව මෙවැනි බැටරියක අධික විදුලි ශක්ති ප්‍රමාණයක් ගබඩා කර ගත හැකි වීමයි. පහත රූපයේ සෙල් කිහිපයක් පෙනේ. එම සෙල් අභ්‍යන්තරයෙන් එකිනෙකට සම්බන්ධ කර ඇති බවත් පෙනේ.
 


 
සාමාන්‍ය ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරියක දියර ස්වරූපයෙන් භයානක ඇසිඩ් එකක් බැටරිය තුළ තිබෙනවා. එනිසා එම බැටරිය ඇලට හෝ උඩු යටිකුරු කර හෝ තැබිය නොහැකියි. තවද, මෙම බැටරි හා බැටරි අග්‍ර (terminal) පිරිසිදු කර තබා ගැනීමද වැදගත්. කිසිවිටක බැටරි අග්‍ර ෂෝට් කරන්නට එපා මොකද අධික ඇම්පියර් ගණනක් පිට කළ හැකි නිසා ගිනි ගැනීම්වලට ලක් විය හැකියි. ලෝහ කැබැලි/දඬු හෝ වෙනත් සන්නායක කොටස් විසිරී තිබෙන තැනක තබන්නත් එපා (එවැනි සන්නායක කොටසක් බැටරිය මතට වැටී ෂෝට් වී මහා විනාශයක් ඇති විය හැකියි). බැටරිය බැස්සාට පසුව ඉක්මනින්ම නැවත ආරෝපණය කළ යුතුයි නැතහොත් බැටරිය වැඩ කළ නොහැකි බවට පත්වේවි.
සටහන  
ඕනෑම රීචාජබල් බැටරියක් ඩිස්චාජ් වූවාට පසුව චාජ් නොකර පැත්තක තබන්න එපා එය ටික කලකට භාවිතා කරන්නේ නැති වුවත්. අනිවාර්යෙන්ම බැටරිය සවුත්තු වෙනවා. බැටරියක් ටික කලකට හෝ භාවිතා නොකර පැත්තකින් තබන්නේ නම්, එය චාජ් කර තබන්න. එක් එක් බැටරි කොපමණ චාජ් කර තැබිය යුතුදැයි තීරණය වන්නේ එ් ඒ බැටරියේ තිබෙන රසායනයන් අනුවයි. අවශ්‍ය නම් ඔබ සතුව තිබෙන බැටරි වර්ගයට ගැලපෙන අගය සොයා බලන්න (අන්තර්ජාලයේ මෙම තොරතුරු ඇත). උදාහරණයක් වශයෙන් යම් වෝල්ට් 6ක බැටරියක් ටික කලකට භාවිතා නොකර ගබඩා කර තබන්නේ නම්, එම බැටරියේ උපරිම විභවයෙන් 80%ක් චාජ් කර තබන ලෙස උපදෙස් දී තිබේ නම්, එම බැටරිය වෝල්ට් 4.8 දක්වා චාජ් කර ගබඩා කර තබන්න.
ඔබට මෙවැනි දත්තයක් සොයාගත නොහැකි නම් හෝ ඒ ගැන උනන්දුවක් නැතිනම් බැටරිය අනිවාර්යෙන්ම 80% හෝ ඊට වැඩි අගයක් දක්වා චාජ් කර ගබඩා කර තබන්න. මෙලෙස චාජ් කර ගබඩා කර තැබුවත් එය පෙරත් සඳහන් කළ සේම යම් කාලයකට පසුව බොහෝ දුරට ඩිස්චාජ් වී තිබෙන ඇත. එවිට, නැවත එය පෙර සේම චාජ් කර තබන්න. තවද, බැටරියක් උණුසුම් පරිසරයක ඇති විට වැඩියෙන් බසින නිසා, හැකි පමණ සිසිල් පරිසරයක එය තබන්න. පහත දැක්වෙන්නේ බැටරි වර්ග කිහිපයක ගබඩා කර තැබීමේදී චාජ් කළ යුතු මට්ටම්ය.
1. ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරියක් උපරිම විභවයට (100%) චාජ් කර ගබඩා කරන්න. හැකි නම් සෙල්සියස් අංශක 10ක පමණ උෂ්ණත්වයක් යටතේ එය ගබඩා කර තබන්න.
2. ලිතියම් බැටරියක් එහි උපරිම වෝල්ටියතාවෙන් 40% පමණ ප්‍රමාණයකට චාජ් කර තබන්න. සෙල්සියස් අංශක 25කට අඩු උෂ්ණත්වයක තබන්න.
3. නිකල් මෙටල් හයිඩ්‍රයිඩ් (NiMH) හා නිකල් කැඩ්මියම් (NiCd) බැටරි චාජ්කර හෝ නොකර තැබිය හැකියි. අංශක 25ට අඩුවෙන් හෝ සාමාන්‍ය කාමර උෂ්ණත්වය වුවද තැබිය හැකියි.
වාහනයක සවිකර තිබෙන විට, බැටරිය අමුතුවෙන් චාජ් කළ යුතු නැත. වාහනය දුවන විට වාහනයේ ඇති ඕල්ටර්නේටර් නම් විදුලි ජෙනරේටරයෙන් එය ඉබේම චාජ් වෙනවා (ඒ කියන්නේ ඔබ වාහනයට ගසන තෙල්වලින්මයි බැටරිය චාජ් වෙන්නේ). එහෙත් යම් කාලයකට සැරයක් එය ගලවා සර්විස් කළ යුතුය මොකද බැටරි ඇසිඩ් එක ක්‍රමයෙන් තනුක වනවා (සැර අඩු වෙනවා). ඊට හේතුව බැටරිය ක්‍රියාත්මක වන විට, බැටරිය තුළ ජලය විද්‍යුත් විච්ඡේදනයට (electrolysis) ලක් වීමයි (විද්‍යුත් විච්ඡේදනය යනු විදුලි ධාරාවක් යැවීමෙන් ජලය හයිඩ්‍රජන් වායුව හා ඔක්සිජන් වායුම බවට පත් වීමයි). බැටරියෙන් මෙසේ වායු පිටවීම gassing යන නමින් හැඳින්වෙනවා. මේ සමඟම සුදු කුඩුක් බැටරි අග්‍රවල ආදියෙහි බැඳෙනවා. ඉතිං බැටරිය ගලවා සුද්ධ කර, අවශ්‍ය නම් බැටරි ඇසිඩ් හා පිරිසිදු ආස්‍රැත ජලය (distilled water) පිරවිය යුතුයි (සාමාන්‍ය/ළිං/ටැප් වතුරවල විවිධ රසායනික ද්‍රව්‍ය තිබෙන බැවින් එය බැටරියට අහිතකර විය හැකියි).
මෙම බැටරිවල තිබෙන වාසිය වන්නේ පැරණිතම බැටරි තාක්ෂණය වීම නිසා මේ ගැන ඉතා හොඳ දැනුමක් මෙන්ම දත්ත පැවතීමයි. තවද, සාපේක්ෂව මිලද අඩුය. චාජ් එෆිෂන්සි එක 80% ක් පමණ වේ. (එනම්, බැටරිය චාජ් කිරීමට වැය කළ ශක්තියෙන් 80% ක පමණ ප්‍රමාණයක් තමයි බැටරියෙන් ඩිස්චාජ් කරන්නේ. මතක තබා ගන්න මෙම 80% ප්‍රමාණයෙනුත් තවත් කොටසක් අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය නිසාද නාස්ති වෙන බව.) සාමාන්‍යයෙන් කාර් බැටරියක් ඩිස්චාජ් කළ යුත්තේ 50% ක් දක්වාය (50% DOD). එනම් ඩීප් ඩිස්චාජ් කිරීමෙන් බැටරියේ ආයුකාලය අඩු වේ. ඩීප් ඩිස්චාජ්වීම අවශ්‍ය නම්, එය කළ හැකි පරිදි නිපදවා තිබෙන deep cycle LA battery භාවිතා කරන්න. බර වැඩි වීම, සාපේක්ෂව අඩු Wh/kg අගයක් පැවතීම මෙම බැටරිවල ඇති අවාසි තත්වයයි. කුඩා භාණ්ඩවලට හෝ එහෙට මෙහෙට විසි කළ හැකි බඩුවලට මෙවැනි "තඩි" බැටරි යෙදිය නොහැකිය.
නිකල් කැඩ්මියම් (Nickel Cadmium - NiCd) නම් රීචාජබල් බැටරිය කාලයකට උඩදී ප්‍රචලිතවම භාවිතා කළ බැටරි විශේෂයකි. මේවායේ දියර ස්වරූපයේ කිසිවක් නොමැත. LA battery ට වඩා කිහිප ගුණයකින් වැඩි Wh/kg අගයක් ඇත. මිලෙන් තරමක් වැඩිය. කිසි කරදරයක් නැතිව 100% දක්වාම වුවද බැටරිය ඩිස්චාජ් කළ හැකිය (100% DOD). තරමක වැඩි සෙල්ෆ් ඩිස්චාජ් රේට් එකක් ඇත. එක් නිකල්කැඩ්මියම් සෙල් එකක වෝල්ටියතාව 1.2 වේ (මෙය සෑම නිකල් බැටරියකමට පොදුය). මෙවැනි සෙල් කිහිපයක් එකතු කරමින්, 2.4, 3.6 ආදී ලෙස නිකල්කැඩ්මියම් බැටරි නිපදවා ඇත. මෙහි ඇති ප්‍රධාන අවාසිය නම් memory effect ලෙස හැඳින්වෙන ලක්ෂණය පැවතීමයි.
මෙමරි ඉෆෙක්ට් කියා කියන්නේ, මෙවැනි බැටරියක් ඔබ චාජ් කරන්නේ එහි උපරිම වෝල්ටියතාවට නොව භාගෙට නම්, මෙම බැටරිය "මතක තබා ගන්නවා" එම වෝල්ටියතාව එහි නව උපරිම වෝල්ටියතාව කියා. එවිට, ඊළඟ පාර ඔබ එය උපරිමව චාජ් කරන්නට හදන විට, එය චාජ් වන්නේ එහි මුලින්ම තිබූ උපරිම වෝල්ටියතාව දක්වා නොව, ඊට වඩා අඩු වෝල්ටියතාවකටයි. මෙය එක සැරේටම සිදු වන්නේ නැත. එහෙත් පුරුද්දට මෙන් භාගෙට චාජ් කරන අයට මෙය අනිවාර්යෙන්ම සිදු වේ. සිතා බලන්න ඔබේ ෆෝන් එක සම්පූර්ණයෙන් චාජ් වන්නට පෙර ඔබ එය ගලවා ගෙන යනවා නේද?
නිකල්කැඩ්මියම් බැටරිවල තවත් එක් දුර්වලකමක් නම්, එහි සෞඛ්‍යයට අහිතකර කැඩ්මියම් යන බැර ලෝහය පැවතීමයි. (ලංකාවේ දැනට රජරට පෙදෙස්වල පැතිර පවතින කෘෂිකාර්මික වකුගඩු රෝගයට චෝදනා ලැබ තිබෙන්නේද බාල පොහොර සමග පසට ජලයට එකතු වූ මෙම කැඩ්මියම් තමයි.)
ඉතිං මෙම තාක්ෂණයෙහිම දියුණු අවස්ථාවක් තමයි නිකල් මෙටල් හයිඩ්‍රයිඩ් (Nickel Metal Hydride – NiMH) නම් බැටරිය. මෙහිද එක සෙල් එකක වෝල්ටියතාව 1.2 වේ. භයානක කැඩ්මියම් මෙහි නැත. මෙයද 100% DOD බැටරියකි. නිකල්කැඩ්මියම් බැටරියට වඩා Wh/kg අගයක් ඇති අතර, ඊට වඩා වැඩි සයිකල් ගණනක්ද ඇත. එහෙත් මෙහිද තරමක මෙමරි ඉෆෙක්ට් එකක් ඇත. අනෙක් බැටරිවලට වඩා තරමක වැඩි තාපයටත් ඔරොත්තු දෙයි. නිකල්කැඩ්මියම් බැටරියට වඩා අඩු සෙල්ෆ් ඩිස්චාජ් රේට් එකක් ඇත.
මේ හැර තවත් නිකල් ආශ්‍රිත බැටරි ඇත. මේ සියලු බැටරි LA battery ට වඩා හොඳය. මේ සියලුම බැටරි overcharging කළොත් ජීවකාලය අඩුකර ගනී. එනිසා අනවශ්‍ය ලෙස, ඕනවට වඩා චාජ් කර කර තබන්න එපා. සියලුම නිකල් බැටරි ලිතියම් බැටරිවලට වඩා ආරක්ෂිත අතර, මිලෙන්ද ලිතියම් බැටරිවලට වඩා අඩුය. නිකල් බැටරිවල අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය අනෙක් බැටරිවලට වඩා අඩුය.
දැනට බැටරි ලොව කිරුල දරමින් සිටින්නේ ලිතියම් බැටරි වේ. Lithium (Li) නම් මූලද්‍රව්‍ය මූලිකව යොදා ගන්නා බැවින් මෙම නම ලැබේ. ලිතියම් බැටරි වර්ග දුසින් ගණනක් ඇත. සියලුම ලිතියම් බැටරි අනෙක් ඕනෑම බැටරියකට වඩා Wh/kg අගයෙන් ඉහලය. කිසිදු මෙමරි ඉෆෙක්ට් එකක් නැත. අනෙක් සියලුම බැටරිවලට වඩා මිලෙන්ද වැඩිය (එහෙත් දිනෙන් දින මෙම මිල අඩු වෙමින් පවතින අතර දිගු කාලීන ලාභාලාභ සැලදීමේදී ලිතියම් බැටරි ලාභදායකයි). 80% DOD අගයක් සහිතයි. චාජ් එෆිෂන්සි එක 95% ක් තරම් ඉහල අගයක් ගනී (එනම් විදුලිය අපතේ යෑම අඩුයි). සයිකල් ගණනද ඉතා ඉහළය (සයිකල් යනුවෙන් ඩීප් සයිකල් යන්න අදහස් කෙරේ). නිකල් බැටරිවලට වඩා තරමක් වැඩි අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයක් පවතී.
ලිතියම් බැටරි නිෂ්පාදනයේදී ආරක්ෂිත රසායනික ද්‍රව්‍ය යොදා නැතිවිට අතිභයානකද වේ (සාමාන්‍යයෙන් ලිතියම් කැබැල්ලක් වාතයේ තිබෙන විට, ඉබේම එය ගිනි ගනී; ජලයට දැමූවිට පුපුරා යන තරමට ක්‍රියාශීලි වේ). අතීතයේ එවැනි ආරක්ෂිත උපක්‍රම නොයෙදූ ලිතියම් බැටරි අනතුරුවලින් ගුවන් යානා, වාහන ආදිය කුඩු වී පුපුරා ගොස් ඇත. එතරම් ලිතියම් ක්‍රියාශීලි වේ (එහෙත් දැන් වුවමනාවෙන්ම ලිතියම්වල එම ක්‍රියාශීලි බව අඩු කර ඇත බැටරි නිෂ්පාදකයන් විසින් ඊට නොයෙක් වර්ගයේ රසායනික යොදමින්. මෙමඟින් බැටරියෙන් ලබා ගත හැකි ශක්තිය/ජවය අඩු වුවත්, ආරක්ෂාව ඊට වඩා ප්‍රමුඛ වේ.) අදටත් ගුවන් යානා මඟින් ලිතියම් බැටරි ප්‍රවාහනය කිරීමේදී අනුගමනය කළ යුතු වෙනම රීති පනවා ඇත.
සාමාන්‍යයෙන් ලිතියම් බැටරිවල වෝල්ටියතාව 3 ආසන්නයේ පවතී. විවිධ වර්ගයේ ලිතියම් බැටරි පවතින බැවින් මෙම අගය පුලුල් පරාසයක විහිදිය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස වෝල්ට් 1.5 ලිතියම් බැටරිද නිපදවා තිබේ.
බොහෝවිට ලිතියම් බැටරි චාජබල් වේ. එහෙත් ප්‍රයිමරි ලිතියම් බැටරිද ඇත. මෙම බැටරිවල අැති විශේෂත්වය වන්නේ එහි විදුලි ධාරිතාව (Wh/kg) මෙන්ම Ah/kg අගයද ඉතාම ඉහල වීමයි. ඔරලෝසුවලට දමන කුඩා බට්න් බැටරි මෙවැනි ලිතියම් ප්‍රයිමරි බැටරි වේ. පරිගණකවල CMOS battery ලෙස හැඳින්වෙන බැටරිද ලිතියම් බැටරියකි.
සියලුම ලිතියම් බැටරි overcharging වලින් ආරක්ෂා කළ යුතුය. තවද, උණුසුම වැඩි නොවන ආකාරයට චාජ් කළ යුතුය. එනිසා විශේෂිත පරිපථ කොටස් යෙදීමට සිදු වෙනවා ලිතියම් බැටරි චාජ් කරන විට. ලිතියම් බැටරි අතරින් ලිතියම් අයන් බැටරි (Lithium Ion) වර්ගය හා ලිතියම් පොලිමර් (Lithium Polymer) බැටරි වර්ගය යන දෙක ගැන විතරක් මා මෙහිදී මතක් කරන්නට කැමැතියි.
ලිතියම් අයන් බැටරියි "ලයන් (Lion)” ලෙසද, ලිතියම් පොලිමර් වර්ගය "ලයිපෝ (LiPo)” ලෙසද ප්‍රසිද්ධයි. ලැප්ටොප්, මොබයිල් ෆෝන්, RC toys (රිමෝට් කන්ට්‍රෝනර් වලින්, එනම් රේඩියෝ සිග්නල් වලින් මෙහෙයවන කාර්, කුඩා ගුවන් යානා, කොඩ්කොප්ටර්/ඩ්‍රෝන් වැනි සෙල්ලම් බඩු) වැනි උපාංගවල යොදා තිබෙන්නේ ලිතියම් බැටරි වේ. ඒ විතරක්ද නොවේ, ඉලෙක්ට්‍රික් වාහන (electric vehicles – EV) හා හයිබ්‍රිඩ් වාහන (hybrid electric vehicles – HEV) වලද යොදන්නේ ලිතියම් බැටරිය.
ඇල්කලයින් (Alkaline) යනුවෙන්ද ප්‍රයිමරි බැටරි වර්ගයක් ඇත. මේවායේද ඉහල Wh/kg අගයක් ඇත. වෝල්ටියතාව 1.5 වේ. මේවා "සාමාන්‍ය පෙන්ටෝච්" බැටරි පෙනුම ඇත. මිල තරමක් වැඩිය. කැමරා වැනි අධික ධාරාවක් ලබා ගන්නා උපකරණවලට දමන හෙවි ඩියුටි බැටරි ලෙස මේවා යෙදිය හැකියි.
අප එදිනෙදා භාවිතයට ගන්නා "සාමාන්‍ය බැටරි" dry cell (වියලි කෝෂ) හෙවත් සිනක් කාබන් (Zinc Carbon) හෙවත් leclanche cell යනුවෙන් හැඳින් වෙනවා. එහි වෝල්ටියතාව 1.5 වේ. මේවායේ සින්ක් හා කාබන් යන රසායනික ද්‍රව්‍ය යොදා ගැනේ. අවදානම් ගතියක් නැත. මිලෙන්ද ඉතාම ලාභය. අඩුම Wh/kg අගයක් සහිතයි. වෝල්ට් 1.1 පමණ වන විට බැටරිය බැස ඇතැයි නිගමනය කළ හැකියි.
ඉහත බොහෝ බැටරි ප්‍රමාණ කිහිපයකින් ඇත. AA (ඩබ්ල් ඒ) යනු ඔබ "පෙන්ටෝච් බැටරි" හෝ "පෙන්ලයිට් බැටරි (penlight)" ලෙස හඳුන්වන බැටරියයි. AAA (ට්‍රිපල් ඒ) බැටරිය ඩබ්ල් ඒ බැටරියට වඩා සිහින් හා දිගෙන්ද කුඩා වන අතර එය “මයික්‍රොලයිට් (microlight)” බැටරි ලෙසද හැඳින්වෙනවා. “මීඩියම් බැටරිය" ලෙස ව්‍යවහාර කෙරෙනන බැටරිය C බැටරි ලෙස හැඳින්වේ.



ඇත්තටම විවිධ සයිස්වල, විවිධ හැඩයන්ගෙන් (සිලින්ඩර, හතරැස්, බොත්තම්, කාසි), හා විවිධ වෝල්ටියතා සහිත බැටරි විශාල ප්‍රමාණයක් ඇත. ඒවාට එක් එක් රටවල ව්‍යවහාර කරන්නේ විවිධ නම්ය. තවද IEC, ANSI යන ආයතන විසින්ද ඕනෑම බැටරියක් විධිමත්ව නම් කරන සම්මතයන්ද ඇති කර ගෙන ඇත. බැටරියේ නම දුටු විට, බැටරයේ තිබෙන රසායනික මොනවාද ආදී තොරතුරු ලබාගත හැකි පරිදියි එම නාමකරණයන් සකස් කර ඇත්තේ. සාමාන්‍යයෙන් බැටරියක් විශාල වෙන විට, එහි ගබඩා වී තිබෙන විදුලි ශක්තිය (ආරෝපණ) වැඩිය.
කාසි/බොත්තම් හැඩයට නිමවා ඇති ප්‍රයිමරි සෙල් coin cells/button cells ලෙස හැඳින්වෙනවා. එක එක සයිස් එකේ මෙවැනි සෙල්/බැටරි විශාල සංඛ්‍යාවක් තිබෙනවා. බහුලවම එම බැටරි හැඳින්වීමට IEC නාමකරණය යොදා ගන්නවා. එම නාමකරණය යටතේ මෙවැනි කොයින්/බට්න් සෙල් CR යන උපසර්ග පදය සමග යම් ඉලක්කමකින් දැක්වෙනවා (මෙම ඉලක්කමින් කියන්නේ බැටරියේ විශ්කම්භය හා උසයි (මිලිමීටර්වලින්). උදාහරණයක් ලෙස, CR2032 යනු පරිගණකයේ තිබෙන CMOS බැටරියයි (මෙම බැටරියේ විශ්කම්භය 20mm වන අතර, උස 3.2mm වේ).



ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් (electronics) ...

2 comments: