Вопрос 32
Основні електричні параметри, що характеризують акумуляторні батареї.
Электрический аккумулятор- это химический источник электроэнергии. Его действие основано на обратимых электрохимических процессах. Во время заряда аккумулятора энергия зарядного устройства превращается в химическую энергию, которая накапливается в аккумуляторе. Если к аккумулятору подключить приемник электроэнергии, то аккумулятор будет разряжаться, т. е. его химическая энергия вновь будет превращаться в электрическую. Такие процессы заряда-разряда аккумулятора повторяются неоднократно.
Назначение.Кислотные и щелочные АБ применяют на судах для питания электроэнергией сетей управления автоматических устройств, аварийного освещения, авральной и пожарной сигнализации, радио- и телефонной связи, отличительных огней, для пуска дизелей с помощью стартеров.
Аккумуляторная батарея состоит из нескольких электрохимических элементов, собранных в общий корпус и включенных по определенной схеме. Обычно в аккумуляторной батарее несколько банок, в каждой банке блоки положительных и отрицательных пластин соединены параллельно.
Основные электрические характеристики аккумуляторов
Электродвижущая сила Еаккумулятора – разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи. ЗначениеЕзависит, главным образом, от состояния активной массы пластин и состава электролита, но не зависит от размеров пластин аккумулятора. Электролиты - это растворы кислоты или щелочи в дистиллированной воде. Состояние электролита характеризуется его плотностью. Плотность щелочи и кислоты больше плотности воды, поэтому определенной концентрации кислоты или щелочи в воде соответствует определенная плотность электролита.
Напряжение Uаккумулятора – разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при замкнутой внешней цепи (при этом в цепи протекает ток). Напряжение отличается от ЭДС значением падения напряжения внутри аккумулятора, которое определяется внутренним сопротивлениемRBHаккумулятора и током, проходящим, через него. При заряде аккумулятораUбольше ЭДС, при разряде – меньше.Конечное напряжение аккумуляторапри его разряде – напряжение, ниже которого аккумулятор разряжать не рекомендуется исходя из условий длительной эксплуатации.Внутреннее сопротивлениеаккумулятора, состоящее из сопротивлений электролита, пластин и сепаратора непостоянно: при разряде и понижении температуры оно увеличивается.
Емкость Саккумулятора – количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде неизменным током определенного значения до конечного напряжения:
С=Iрtр,
где Ip – ток разряда; tp– продолжительность разряда.
Заряженный аккумулятор подвержен саморазряду в результате протекающих побочных реакций (саморазряд кислотных АБ составляет 1%в сутки).
Вопрос 33
Кислотні акумулятори. Устрій. Принцип дії. Основні характеристики. Призначення.
Устройство. Кислотный аккумулятор (рис. 33.1) состоит из корпуса, положительных и отрицательных пластин и электролита, в который погружены пластины. Корпус 5 изготавливают из эбонита или пластмассы. Отрицательные 1 и положительные 4 пластины собраны при помощи соединительных пластин (бареток) 3 в полублоки. При сборке полублоки располагают так, что пластины разных полярностей чередуются. Крайние пластины всегда отрицательны, поэтому их на одну больше. Полюсные выводы пластин 2 называются борнами. Блоки пластин при помощи перемычек 6 соединяют в электрическую цепь Для изоляции разноименных пластин в аккумуляторе применяют сепараторы из различных пластмасс, на крышках аккумулятора устанавливают вывинчивающиеся пробки 7, в нижней части пластины опираются на изоляционныепризмы 8.
Материал пластин.Решетки изготовлены из химически чистого свинца с присадкой 5-10 % сурьмы.
Активная масса пластин:
положительной – свинцовый сурик РbO2;
отрицательной – свинцовый глет (губчатый свинец).
Отрицательные пластины механически более прочны и их на одну больше, чем положительных.
Электролитомслужит раствор химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде. Когда серную кислоту вливают в воду, в результате химической диссоциации часть молекул кислоты распадается на положительные и отрицательные ионыН2+иSO4-.
Реакции при разряде АБ:
у отрицательных пластин Рb + S04 = PbSO4;
у положительных пластин Рb02 + Н2 + H2S04 = PbS04 + 2Н20.
В результате реакции на обеих пластинах образуется сульфат свинца PbS04, плотность электролита уменьшается.
Рисунок 33.1 – Кислотный аккумулятор: а) – пластины; б) – общий вид.
Реакции при заряде АБ:
у отрицательных пластин PbS04 + Н2 = Pb + H2S04;
у положительных пластин PbS04 + 2Н20 + S04 = Рb02 + 2H2S04.
В результате PbS04распадается на исходные материалы пластин, и в раствор выделяется кислота, поэтому плотность увеличивается до исходного значения(1,23-1,28 г/см3).
Внутреннее сопротивление кислотных АБнебольшое –Rвн= 0,005 Ом.
ЭДС заряженного аккумуляторасоставляет 2,1 В
Плотность электролитазаряженных АБ1,23-1,28 г/см3.
разряженных АБ 1,17 – 1,15 г/см3.
При нормальном разрядном токе напряжение кислотных аккумуляторов изменяется в пределах от 2до1,7В; ниже 1,7 В их разряжать не следует.
В конце заряда напряжение достигает 2,75 - 2,80В
Напряжения, создаваемые аккумулятором на зажимах, определяют из выражений:
при разряде
;при заряде
,
где Е– ЭДС аккумулятора;
Iр, Iз– соответственно токи разряда и заряда аккумулятора;
Rвн – внутреннее сопротивление аккумулятора.
Уровень электролитав элементах должен быть выше верхнего края пластин на 12-15 мм. Оголение пластин не допускается