How Car Battery Works: కార్ బ్యాటరీ ఎలా పని చేస్తుంది? పిల్లలకి కూడా అర్థమయ్యేలా సింపుల్ గా

How car battery works అని ఎప్పుడైనా ఆలోచించారా? కార్ లో కూర్చుని కీ తిప్పగానే ఇంజిన్ “వ్రూమ్” అని స్టార్ట్ అవుతుంది, లైట్స్ వెలుగుతాయి, మ్యూజిక్ సిస్టమ్ పని చేస్తుంది, ఏసీ కూడా నడుస్తుంది. ఇవన్నీ ఆ చిన్న నల్లటి డబ్బా వల్లే. కానీ ఒక రోజు ఉదయం కీ తిప్పితే “టిక్ టిక్ టిక్” అని చప్పుడు మాత్రమే వచ్చి కార్ కదలకపోతే, అప్పుడు మనకి బ్యాటరీ గుర్తొస్తుంది.

ఇప్పుడు ఒక్క నిమిషం ఆగి ఆలోచించండి. ఆ డబ్బా లోపల కరెంట్ ఎలా ఉంటుంది? అది నిండుగా కరెంట్ దాచుకునే ట్యాంక్ లాంటిదా? కాదు. అసలు విషయం కొంచెం ఆసక్తికరం. ఈ రోజు ఈ ప్రశ్నలన్నిటికీ బొమ్మలతో సింపుల్ గా సమాధానం చెప్పుకుందాం.

How car battery works: కరెంట్ ని దాచుకోదు, కెమికల్స్ ని దాచుకుంటుంది

చాలా మంది బ్యాటరీ అంటే కరెంట్ తో నిండి ఉన్న డబ్బా అనుకుంటారు. నిజానికి బ్యాటరీ కరెంట్ ని దాచుకోదు. అది కెమికల్ ఎనర్జీని దాచుకుంటుంది. మనకి కరెంట్ అవసరం అయినప్పుడు, ఆ కెమికల్స్ మధ్య రియాక్షన్ జరిపి, అప్పుడు కరెంట్ తయారు చేస్తుంది. ఉదాహరణకి, పెట్రోల్ ట్యాంక్ లో పెట్రోల్ ఉంటుంది కానీ ఇంజిన్ నడిచినప్పుడే అది శక్తిగా మారుతుంది కదా. బ్యాటరీ కూడా అంతే.

మరి ఆ కెమికల్స్ ఏంటి, ఎక్కడ ఉంటాయి? అదే తెలుసుకోవాలంటే బ్యాటరీ లోపలికి తొంగి చూద్దాం.

లోపల ఏముంది?

కార్ బ్యాటరీని “లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ” అంటారు. ఒక్క సెల్ లోపల మూడు ముఖ్యమైన వస్తువులు ఉంటాయి:

• సీసం (లెడ్) ప్లేట్ — ఇది బ్యాటరీ − వైపు. ఇక్కడ ఎలక్ట్రాన్లు తయారవుతాయి.
• లెడ్ డయాక్సైడ్ ప్లేట్ — ఇది బ్యాటరీ + వైపు. ఇక్కడికి ఎలక్ట్రాన్లు రావాలని చూస్తుంటాయి.
• ఎలక్ట్రోలైట్ — సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ని నీళ్ళలో కలిపిన ద్రవం. రెండు ప్లేట్లూ ఈ ద్రవంలో ముంచి ఉంటాయి.

ఇప్పుడు అసలు ప్రశ్న. ఈ మూడూ కలిసి కరెంట్ ని ఎలా చేస్తాయి? దానికి ఒక చిన్న ఊహ చేద్దాం. ఎత్తైన కొండ మీద నుంచి కిందికి నీళ్ళు పారితే మనం ఒక చిన్న చక్రాన్ని తిప్పొచ్చు కదా. ఇక్కడ కూడా అంతే. సీసం ప్లేట్ దగ్గర ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కువగా ఉంటాయి, అవి బయటికి వెళ్ళిపోవాలని చూస్తుంటాయి. లెడ్ డయాక్సైడ్ ప్లేట్ కి అవి కావాలి. ఈ రెండిటి మధ్య ఒక వైర్ కలిపితే, ఎలక్ట్రాన్లు ఆ వైర్ గుండా పరిగెడతాయి. అదే కరెంట్.

మరి ఎలక్ట్రాన్లు వైర్ గుండానే ఎందుకు వెళ్తాయి, ద్రవం గుండా ఎందుకు వెళ్ళవు? ఎందుకంటే ఆ యాసిడ్ ద్రవంలో ఎలక్ట్రాన్లు స్వేచ్ఛగా తిరగలేవు. అక్కడ తిరిగేవి అయాన్లు అనే ఛార్జ్ ఉన్న కణాలు. అవి లోపల తిరుగుతూ, రెండు వైపులా ఛార్జ్ బ్యాలెన్స్ అయ్యేలా చూసుకుంటాయి. అందుకే బయట వైర్ లో ఎలక్ట్రాన్లు, లోపల ద్రవంలో అయాన్లు — ఇద్దరూ కలిసి ఒక పెద్ద వలయం (సర్క్యూట్) పూర్తి చేస్తారు.

కార్ బ్యాటరీ 12 వోల్ట్స్ ఎందుకు?

ఒక్క సెల్ ఇచ్చేది సుమారు 2.1 వోల్ట్స్ మాత్రమే. అది కార్ కి సరిపోదు. మరి 12 వోల్ట్స్ ఎలా వస్తుంది? ఇది మనం ఇంతకు ముందు రిమోట్ లో వాడే AA సెల్స్ ఎలా పని చేస్తాయో చెప్పిన ఆర్టికల్ లో చెప్పుకున్నదే. ఒకదాని + ని ఇంకోదాని − కి కలుపుతూ వరుసగా పెడితే వోల్టేజ్ కూడుకుంటుంది. కార్ బ్యాటరీ లోపల అలాంటి ఆరు సెల్స్ వరుసగా ఉంటాయి. 6 × 2.1 = 12.6 వోల్ట్స్.

అందుకే బ్యాటరీ మీద “12V” అని రాసి ఉంటుంది. ఆ ఆరు సెల్స్ ని అంతా కలిపి ఒకే ప్లాస్టిక్ డబ్బాలో పెట్టి, పైన రెండు మందపాటి టెర్మినల్స్ (+ మరియు −) బయటికి ఇస్తారు.

కీ తిప్పగానే ఏమవుతుంది?

ఇప్పుడు కార్ స్టార్ట్ చేసే సందర్భానికి వద్దాం. ఇంజిన్ ని తిప్పడానికి “స్టార్టర్ మోటార్” అనే ఒక చిన్న మోటార్ ఉంటుంది. ఇంజిన్ చాలా బరువైనది, అది కదలడానికి మొదట గట్టి తోపు కావాలి. అందుకే కీ తిప్పగానే బ్యాటరీ నుంచి చాలా ఎక్కువ కరెంట్ (వందల ఆంపియర్లు) ఒక్కసారిగా స్టార్టర్ మోటార్ కి వెళ్ళాలి. అది అంత కరెంట్ ని అంత తక్కువ సమయంలో ఇవ్వగలగాలి. అదే కార్ బ్యాటరీకి ఉండాల్సిన ముఖ్యమైన లక్షణం.

మందపాటి కేబుల్ ఎందుకు అంటే, ఇంత ఎక్కువ కరెంట్ సన్నని వైర్ గుండా వెళ్తే అది వేడెక్కిపోతుంది. నీళ్ళ పైపు ఉదాహరణ చూడండి. ఎక్కువ నీళ్ళు ఒకేసారి పంపాలంటే లావు పైపు కావాలి కదా. కరెంట్ కి కూడా అంతే.

కార్ బాడీయే రెండో వైర్

ఇక్కడ ఒక ఆసక్తికరమైన విషయం ఉంది. బ్యాటరీ + టెర్మినల్ నుంచి ఎరుపు వైర్ స్టార్టర్ కి, లైట్స్ కి వెళ్తుంది. మరి కరెంట్ తిరిగి − టెర్మినల్ కి రావాలి కదా, అప్పుడే వలయం పూర్తవుతుంది. దానికి ప్రతి లైట్ కి, ప్రతి భాగానికి రెండు రెండు వైర్లు వేస్తే చాలా వైర్ ఖర్చు. అందుకే కార్ తయారీదారులు ఒక తెలివైన పని చేస్తారు. బ్యాటరీ − టెర్మినల్ ని కార్ మెటల్ ఫ్రేమ్ కి బోల్ట్ చేస్తారు. అంటే కార్ బాడీయే తిరుగు దారి (గ్రౌండ్) అవుతుంది. ఇప్పుడు ఏ భాగానికైనా ఒక్క వైర్ ఇస్తే చాలు, మిగతా పని ఫ్రేమ్ చూసుకుంటుంది.

ఇంజిన్ నడిస్తే బ్యాటరీ మళ్ళీ ఎలా చార్జ్ అవుతుంది?

స్టార్టర్ మోటార్ కి కరెంట్ ఇవ్వడం వల్ల బ్యాటరీలో కొంత శక్తి ఖర్చవుతుంది. మరి అది ఖాళీ అయిపోతే? ఇక్కడే ఆల్టర్నేటర్ వస్తుంది. ఇంజిన్ నడుస్తుండగా, ఒక బెల్ట్ ద్వారా ఆల్టర్నేటర్ తిరుగుతుంది. అది కరెంట్ తయారు చేసి, ఒక వైపు కార్ లైట్స్ కి ఇస్తూ, ఇంకో వైపు బ్యాటరీని మళ్ళీ చార్జ్ చేస్తుంది.

ఇది ఎలా సాధ్యం? బ్యాటరీ వాడుతున్నప్పుడు సీసం ప్లేట్ మీద, లెడ్ డయాక్సైడ్ ప్లేట్ మీద తెల్లటి “లెడ్ సల్ఫేట్” పేరుకుంటుంది. అదే సమయంలో యాసిడ్ బలహీనమవుతుంది, నీరు ఎక్కువవుతుంది. అంటే ఇవన్నీ ఖర్చయిన స్థితి. ఇప్పుడు ఆల్టర్నేటర్ బయట నుంచి కరెంట్ ని వెనక్కి తోస్తే, ఈ రియాక్షన్ రివర్స్ లో నడుస్తుంది. తెల్లటి సల్ఫేట్ మళ్ళీ ప్లేట్లుగా, యాసిడ్ గా మారిపోతాయి. అంటే చార్జ్ అవ్వడం అంటే ఖర్చయిన కెమికల్స్ ని మళ్ళీ వెనక్కి తిప్పడమే.

ఈ కారణంగానే కార్ బ్యాటరీని మళ్ళీ మళ్ళీ చార్జ్ చేసుకోవచ్చు. కానీ ఇందులో ఒక జాగ్రత్త ఉంది. బ్యాటరీని పూర్తిగా ఖాళీ చేసి చాలా రోజులు అలాగే వదిలేస్తే, ఆ తెల్లటి సల్ఫేట్ గట్టిపడిపోతుంది. అప్పుడు చార్జర్ పెట్టినా అది వెనక్కి మారదు. దీన్ని “సల్ఫేషన్” అంటారు. కాబట్టి కార్ ని చాలా రోజులు వాడకుండా పెడితే బ్యాటరీ త్వరగా పాడవుతుంది.

చలికాలం, ఎండాకాలం బ్యాటరీని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి?

బ్యాటరీలో జరిగేది కెమికల్ రియాక్షన్ కదా. కెమికల్ రియాక్షన్లు చల్లగా ఉన్నప్పుడు నెమ్మదిగా జరుగుతాయి. అందుకే చలికాలంలో బ్యాటరీ ఇవ్వగలిగే కరెంట్ తగ్గుతుంది. అదే సమయంలో ఇంజిన్ ఆయిల్ కూడా చిక్కబడి, ఇంజిన్ తిప్పడానికి ఎక్కువ శక్తి అవసరమవుతుంది. అంటే ఇవ్వడం తగ్గుతుంది, అవసరం పెరుగుతుంది. అందుకే చలికాలంలో బలహీన బ్యాటరీలు ఎక్కువగా ఫెయిల్ అవుతాయి.

ఎండాకాలం ఇంకో సమస్య. బాగా వేడిలో లోపలి ద్రవంలోని నీరు ఆవిరై పోవడం, ప్లేట్లు త్వరగా అరిగిపోవడం జరుగుతుంది. మన హైదరాబాద్ లాంటి ఊళ్ళలో వేసవిలో బ్యాటరీ ఎక్కువకాలం నిలవకపోవడానికి ఇదే కారణం. సాధారణంగా కార్ బ్యాటరీ మూడు నుంచి ఐదు సంవత్సరాలు పని చేస్తుంది. వాడకం, వాతావరణాన్ని బట్టి ఇది మారుతుంది.

మీ బ్యాటరీ ఆరోగ్యంగా ఉందో ఇలా చూడండి

ఒక చిన్న మల్టీమీటర్ ఉంటే బ్యాటరీ ఎంత చార్జ్ లో ఉందో తెలుసుకోవచ్చు. ఇంజిన్ ఆపేసి కొన్ని గంటల తర్వాత టెర్మినల్స్ మధ్య వోల్టేజ్ చూడండి. ఎందుకు కొన్ని గంటలు ఆగాలి అంటే, ఇంజిన్ ఆపిన వెంటనే చార్జింగ్ తాలూకు కొంత ఎక్కువ వోల్టేజ్ మిగిలి ఉంటుంది. అది చూపిస్తే తప్పు లెక్క వస్తుంది.

• సుమారు 12.6 వోల్ట్స్ — బ్యాటరీ ఫుల్ చార్జ్ లో ఉంది.
• సుమారు 12.2 వోల్ట్స్ — దాదాపు సగం చార్జ్ ఉంది, ఒకసారి చార్జ్ చేయించడం మంచిది.
• 12 వోల్ట్స్ కంటే తక్కువ — బ్యాటరీ బాగా ఖాళీ అయింది, త్వరగా చార్జ్ చేయించండి, లేకపోతే సల్ఫేషన్ వచ్చే ప్రమాదం ఉంది.

ఇంకో విషయం. బ్యాటరీ టెర్మినల్స్ మీద తెల్లటి లేదా నీలం-ఆకుపచ్చ పౌడర్ లాంటిది కనిపిస్తే, అది కరోజన్ (తుప్పు). అది కరెంట్ కి అడ్డు పడుతుంది, కాబట్టి బ్యాటరీ బాగున్నా కార్ స్టార్ట్ కాకపోవచ్చు. మెకానిక్ దగ్గరికి వెళ్ళే ముందు ఇది చూడండి.

కొన్ని ముఖ్యమైన జాగ్రత్తలు

కార్ బ్యాటరీలో సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ఉంటుంది, పని చేసేటప్పుడు కొంత హైడ్రోజన్ గ్యాస్ కూడా విడుదలవుతుంది. కాబట్టి ఈ జాగ్రత్తలు గుర్తుపెట్టుకోండి:

• యాసిడ్ తగిలితే: యాసిడ్ చర్మానికి, కళ్ళకి హాని చేస్తుంది. బ్యాటరీ దగ్గర పని చేసేటప్పుడు చేతి గ్లౌజులు, కళ్ళజోడు వాడండి. పొరపాటున తగిలితే వెంటనే శుభ్రమైన నీళ్ళతో బాగా కడగండి, కళ్ళలో పడితే చాలా సేపు కడిగి డాక్టర్ ని కలవండి.
• నిప్పు దగ్గర వద్దు: హైడ్రోజన్ గ్యాస్ మండే స్వభావం కలది. బ్యాటరీ దగ్గర సిగరెట్, లైటర్, నిప్పురవ్వలు రానివ్వకండి.
• కరోజన్ శుభ్రం చేసేటప్పుడు: ముందు − వైర్ ని తీసేయండి. బేకింగ్ సోడా ని నీళ్ళలో కలిపి, పాత బ్రష్ తో శుభ్రం చేయండి. తర్వాత నీళ్ళతో కడిగి, తుడిచి, మళ్ళీ వైర్ తగిలించండి. చేతులు సబ్బుతో కడుక్కోవడం మర్చిపోవద్దు.
• జంప్ స్టార్ట్ చేసేటప్పుడు: + ని + కి, − ని ఇంజిన్ కి ఉన్న మెటల్ భాగానికి కలపాలి. వైర్లు తప్పుగా పెడితే నిప్పురవ్వలు వచ్చి ప్రమాదం జరగొచ్చు. అనుమానం ఉంటే మెకానిక్ సహాయం తీసుకోండి.
• పాత బ్యాటరీ: దాన్ని మామూలు చెత్తలో వేయకండి. సీసం, యాసిడ్ పర్యావరణానికి హానికరం. కొత్త బ్యాటరీ కొనేటప్పుడు పాతది డీలర్ కి ఇచ్చేయండి.

ఒక్క లైన్ లో చెప్పాలంటే

కార్ బ్యాటరీ అంటే — ఆరు చిన్న కెమికల్ సెల్స్ వరుసగా కలిపి చేసిన 12 వోల్ట్స్ డబ్బా. వాడేటప్పుడు కెమికల్స్ ఖర్చై కరెంట్ ఇస్తాయి, ఇంజిన్ నడుస్తుంటే ఆల్టర్నేటర్ ఆ రియాక్షన్ ని వెనక్కి తిప్పి మళ్ళీ చార్జ్ చేస్తుంది. ఈ సారి మీ పిల్లలు “కార్ బ్యాటరీ లోపల ఏముంది నాన్నా?” అని అడిగితే, ఈ బొమ్మలు చూపించి కథ చెప్పేయండి!

మామూలు AA సెల్ లోపల ఏముందో, లెమన్ బ్యాటరీ ఎక్స్‌పెరిమెంట్ ఎలా చేయాలో తెలుసుకోవాలంటే మా బ్యాటరీ ఎలా పని చేస్తుంది? (How battery works) ఆర్టికల్ కూడా చదవండి.