供收音机使用的干电池

近年来随着半导体技术的发展，以干电池为电源的收音机品种规格愈来愈多。因之，充分了解干电池的特性，以正确合理地选择和使用它，对于无线电爱好者来说，很有必要。

目前市售国产干电池绝大部分是锌锰干电池。这种干电池以锌为负极材料，以二氧化锰为正极材料，以氯化铵为电解质。其电化学结构式为：

当电池放出电流时，在内部发生下列电化学反应：

此时负极锌不断被溶解消耗，正极二氧化锰不断被还原，电池电压也随着渐渐下降。当电池放出额定电量以后，正负极材料消耗殆尽，电池就不能继续工作了。

市售干电池产品按其结构形式来说，可分为圆筒形及层叠式两大类。前者将锌片负极制成圆筒形，兼作电池容器。在筒中放入一个用二氧化锰粉和导电碳素混和压制成圆柱形的“电心”。“电心”中有一条碳棒，其上套铜帽作为正极的引电体。正负极之间灌有用氯化铵、氯化锌电解液及淀粉配制成的电解糊。整个电池用封口剂、顶盖及商标外套封闭起来，每只电压为1.5伏。圆筒形电池可单独使用，也可按一定只数串联起来制成一定电压的高压乙电池组。

层叠式电池的正、负极都是方形或长方形的薄片，两者之间用吸有电解液的含淀粉纸隔离开来，四周用塑料圈套住，只露出正极负极两个面。负极锌片下面贴有一层不透电液的导电膜，它作为相邻两电池之间的联结体，其作用与圆筒形电池中的碳棒相似。层叠式单体电池的电压也为1.5伏，这种电池一般不以单体使用，通常将它们按所需数量一片片叠合起来，用带子捆牢，就成为不同电压的串联电池组了。市售高压电池组的最高电压为400伏左右。

干电池中还有一种空气电池，是供电子管收音机用的。它的结构与圆筒形锌锰干电池相同，以锌筒为负极，氯化铵、氯化锌及淀粉制成的电糊为隔离层，但正极碳棒的四周是用活性碳和固体氯化铵混合压制成的“碳包”。电池顶盖上有孔，使用时须打开以便空气进入电池的“碳包”中，使活性碳吸附空气中的氧产生起电反应，反应式如下：

每只空气电池的额定电压为1.35伏，也可串联起来制成高压乙电池组。

除了上面两种干电池以外，还有一种新型的以锌及氧化汞为电极材料的微型锌汞干电池，专门供超小型半导体管收音机使用。它们的特点是体积小，容量大，工作电压平稳。例如，有一种尺寸为φ15.8×11.2的锌汞电池，其体积2.1毫立升，额定电压1.35伏，负载电流可达25毫安以上，容量为420毫安时。

我国干电池的型号标志法是以字母“R”代表圆筒形单体电池，“F”代表层叠式单体电池。字母后面紧跟的数字大小顺序代表单体电池的大小。例如，R6、F10是小型的圆筒形和层叠式单体电池；R40、F100是大型的圆筒形和层叠式单体电池。空气电池的型号前面还加有字母“Q”例如，QR20代表R20型的单体空气电池。组合电池的型号标志方法是：在单体电池型号前面加上数字表示串联的只数；在单体电池型号后面加上数字表示并联的只数。例如，30R20代表由30只R20电池串联的圆筒形组合电池，额定电压为1.5×30＝45伏；6F100-2代表由两组用六片F100型单体电池串联的电池组并联起来的组合电池，额定电压为9.0伏。

这一期本刊封三上列出了常见供电子管收音机及半导体管收音机用的干电池特性表，供无线电爱好者设计选用时参考。

同一种干电池能放出的电量大小与使用条件有密切关系，其中主要的有：1．负载电流的大小；2．使用时的温度；3．终止使用时的电压；4．连续使用还是间歇使用。因之，在列出干电池的额定安时容量时必须同时注明以上各项测试条件。为了要经济合理地选用干电池，也必须对以上这些因素加以综合的考虑。由于锌锰及空气干电池的工作电压总是随着放电程度的加深而不断下降，使用时的电流数值也常常不是恒定的，电池工业习惯于采用在特定条件下放电到终止电压时的总的放电时间来表示电池的容量。

1．内阻：各种不同大小的锌锰干电池的空载电压相同，都是1.5伏多一点。但由于内电阻（包括欧姆电阻及极化电阻）不同，当加上负载时，工作电压数值就有很大的差异。内阻较大的电池如输出电流超过它所能负担的正常使用电流很多，电池的电压将很快下降，以致大大降低了它的输出容量。不同结构不同大小的干电池，其内阻数值有很大差别。一般来说，大的单体电池或并联只数较多的组合电池内阻较小；圆筒形电池的内阻较层叠式电池内阻小；锌锰电池的内阻较空气电池小；新制电池的内阻较经过长期储存的电池的小。因之当负载电流较大，例如在电子管灯丝电路中，宜采用大型圆筒形锌锰干电池，或几只并联起来使用；当负载电流较小（50毫安以下）时可选用层叠式干电池或空气干电池。

2．温度：温度对电池的工作性能有很大影响。温度愈高，电池的工作电压及输出电流愈大，因而输出容量也愈大。温度低时则反之。一般干电池在-10℃的温度下仅能给出常温（21℃）下额定容量的12弱，到-20℃以下时，内部电解液开始冻结，电池就不能工作了。受冻后不能使用的电池在回到常温环境以后仍能恢复其正常工作能力。根据标准，测定干电池电气性能应在21°±2℃的恒温条件下进行。封三所列特性参数就是按此规定测得的数值。冬季在野外活动使用普通干电池时，应注意包一些保温材料，以利电池正常工作。

3．终止电压：一般干电池的工作电压总是随着放电程度的加深而逐步下降的。因之，放电终止电压愈低，所能得到的输出容量也愈大，反之则愈小。干电池的这一特性要求用电器具的特性也能与它相适应。一般来说，收音机最好在干电池的电压降低到其额定值的60％以前（即每一单体电池由1.5伏降低到0.9伏）仍能正常工作，这样才能较充分地发挥电池的效能。我们发现有几种售品半导体管收音机在电源电压降低到额定值的60％以前（9伏降到6伏多一点）就不能继续工作了，而另一些同类型的收音机在4.0伏以下还能正常工作，显然两者在技术经济效果上有很大差别，前一类收音机未能充分利用干电池的容量。这点值得收音机设计者考虑，应当尽可能使收音机在较大的电源电压变化幅度下仍能正常工作。

4．极化作用：干电池内部的极化作用随使用时间及负载电流的增长而增长，使电压渐渐下降。经过一段时间的休息以后，内部重新达到平衡，电压会渐渐回升。因之在负载电流较大时，间歇使用往往能比连续使用得到较高的工作电压和较大的容量。在负载电流较小时，间歇与连续使用的差别不大。各种电池如按封三表中所列出的正常使用电流值每天使用四小时左右，一般都能得到较满意的使用效果。

干电池在储存期内，由于内部自发的电化学作用，内阻渐渐增大，电容量也渐渐下降，到一定储存期限以后就不耐使用了。外型尺寸愈小的单体电池，贮存寿命愈短，储存期内电容量下降大，损坏率也愈高。层叠式电池的容量下降率比圆筒型小。目前市上由大型单体电池如R40、F95等制成的电池组，储存一年的容量下降率约为5～10％，中型的如R20、R14、F40等一年下降约15～25％，小型的如R6、F22等半年下降约为20％。在干电池产品标准中对储存寿命及储存期内应有的电性能都有指标规定。应当指出，封三特性表中所列平均放电持续时间及平均储存寿命的数值都是指实际的平均水平，它们一般都高于产品标准中规定的指标。

对以上干电池的各项特性，在选配和使用时都必须加以密切注意。首先是应当根据自己的机型大小、所需电压及耗用电流强度来选择合适的电池品种。对大型台式机，电池的体积和重量不受限制，可尽量选用容量大、寿命长的大型电池。大型电池的售价虽然较高，但如按单位电能的价格来计算，它总是比小型电池经济合算。特别要注意不宜选购那些电压数值相同、但其正常输出电流远低于收音机耗用量的小型电池。因为使用这种电池，在开始时收音机虽能正常工作，但不久电池电压便急剧下降，不能继续使用。无线电爱好者在设计装置自己的携带式收音机时最好也选用较大型的电池，在机盒中预留空位。

对市售成品半导体管收音机要按原规定配用电池。目前最常用的有R20（大号电池）、 R14（二号电池）、R6（五号电池）、6F22（9伏）等四种，前三种多半是通常的照明用电池，性能标准与供收音机使用者有所不同。目前电池工厂也专门为供收音机使用设计制造了一些同型号新品种，商标上注明“供晶体管收音机用”，这些品种的性能都能符合封三特性表中的数值。美多27A型机中有一个安放四只R6电池的支架，如取去支架直接配用4R6或4F45－2型电池就较为方便，尤以后者容量大，更为经济。供凯歌4B3、熊猫B－702等袖珍机使用的6F22电池目前售价还比较贵，在家使用时可配用外接电源如6F100－2、6R20、6R14等，前两种使用寿命可达250小时以上。外出时再换用6F22电池，这样可大大节约电费。

在购买电池时要注意选购那些近期出厂的产品。现在有些产品上已标明制造日期，没有制造日期的可用电压表配以额定放电电阻来测试一下负载电压以识别质量的好坏。

在组合电池中，层叠式在结构上比较合理，体积利用率高。层叠组合电池的容量要比同体积的圆筒形组合电池大一倍。例如以封三表中所列30R20与30F95-2对比，30F95-2的体积比前者缩小了几乎一半，而在20毫安的正常使用电流下，其容量几乎相等。又如以4R6与4F45－2比较，体积相同，容量相差一倍。层叠式电池的其他优点是：耗用原材料少，用锌量比圆筒形省60％，生产工序减少40％，储存寿命比圆筒形电池长50％以上。

空气干电池中使用了较多的锌和氧化铵，由于氧的供应是无限制的，因之它的容量比同型锌锰干电池大一倍以上。但由于氧的扩散和吸附速度有一定限度，故空气电池不宜以大电流放电，当被用作电子管灯丝电源时。最好几只并联起来使用。市售Q-01（2117）甲乙复式电池中就装有4只并联的QR40及68只串联的QR20电池。

收音机最好每天间歇使用不超过5小时，这样可延长电池使用寿命。半导体管收音机的输出级多半采用乙类放大，耗用电流随输入信号而增长，呈脉冲形态。当电池快用完时内阻较大，以致电流达颠值时不能维持正常电压使收音机发音严重失真。可在收音机内电源进线的两端加接50～100μF的电解质电容器以资弥补。如机中原来已有此电容器，应检查是否失效，这样才能更经济地使用干电池。当电池已用完或机器长期不用时应将电池自机内取出，以防电解液漏出损坏机件。(陈俊元)