Тема №2.

"Авиационные Аккумуляторные Батареи".

ЗАНЯТИЕ № 1

"Принцип работы аккумуляторов".

Содержание:

1. Классификация химических источников тока.

2. Основные элементы и характеристики авиационных аккумуляторов

3. Типы, принцип работы и основные характкристики свинцовых аккумуляторных батарей.

Литература:

1. Л.В.Бокмицкий "Автоматическое и электрическое оборудование летательных аппаратов"

2. А.А.Лебедев "Автоматическое и электрическое оборудование летательных аппаратов"; стр. 20-29, 44-48.

3. М.М.Красношапка "Электроснабжение Л.А."

4. Брускин, Синдеев "Электроснабжение лететельных аппаратов"; стр. 18-30, 33-37.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА.

Химическими источниками тока называются устройства, в которых энергия активных химических веществ непосредственно преобразуется в электрическую энергию.

По характеру работы ХИТ делятся на:

- аккумуляторы;

- гальванические элементы;

- топливные элементы.

Аккумуляторы - такие ХИТ, действие которых основано на использовании обратимых электрохимических систем.

Гальванические элементы - такие ХИТ, действие которых основано на использовании необратимых электрохимических систем.

Топливные элементы - такие ХИТ, в которых электрическая энергия образуется на электродах за счет химической реакции между топливом и окислителем, непрерывно поступающим извне к электродам.

В авиации наибольшее применение нашли аккумуляторные батареи. Они классифицируются по назначению и типу электрохимической системы.

По назначению аккумуляторы делятся на:

- бортовые;

- аэродромные.

Бортовые аккумуляторные батареи (далее АБ) используются для обеспечения эл.энергией наиболее важных потребителей при отказе генератора и для автономного запуска АД.

Аэродромные АБ используются для проверки работоспособности потребителей и запуска АД на земле. В настоящее время, как правило, они устанавливаются на АПА и работают совместно с генератором.

По типу электрохимической системы аккумуляторы делятся на:

- кислотные (свинцовые);

- щелочные (серебрянно-цинковые и никель-кадмиевые).

Гальванические элементы находят применение на ЛА одноразового действия.

2. Основные элементы и характеристики авиационных аккумуляторов

Аккумулятор представляет собой сосуд (1) из электроизоляционного материала, в котором размещается эл.химическая система: электроды (2) и электролит (3).

В аккумуляторах, применяемых в настоящее время используются 3 типа электрохимических систем:

- свинцовые аккумуляторы;

- серебрянно-цинковые аккумуляторы;

- никель-кадмиевые аккумуляторы.

Здесь слева указан состав активного вещества положительных электродов, справа - отрицательных электродов, а между ними электролит. Разность потенциалов между электродами образуется вследствие того, что при погружении металлического электрода в электролит происходит растворение металла. При этом атом перешедшего в электролит металла теряет некоторое количество электронов и превращается в положительный ион. В связи с тем, что электроны атомов, вышедших из металла остались на электроде, а электролит пополнился положительными ионами металла, электрод приобретает отрицательный заряд, а прилегающий к электроду слой электролита - положительный. Окислы некоторых металлов по отношению к электролиту могут приобретать положительный потенциал, т.к. на нем оседают положительные ионы, поступающие из электролита. Электрод при этом заряжается положительно, а пограничный слой электролита - отрицательно. В результате между электродами возникает ЭДС:

Основными характеристиками аккумуляторов являются:

• ЭДС,

• напряжение,

• внутреннее сопротивление,

• емкость,

• удельная емкость,

• удельная энергия,

• отдача по емкости,

• отдача по энергии,

• саморазряд,

• срок службы и др.

1). ЭДС - разность потенциалов между электродами при разомкнутой внешней цепи. ЭДС зависит от типа электрохимической системы, конструктивного выполнения электродов и не зависит от количества активных масс.

2). Напряжение - разность потенциалов при замкнутой внешней цепи. Различают напряжение заряда и напряжение разряда аккумулятора:

3). Внутреннее сопротивление - сумма омических сопротивлений электролита, материала электродов, и пограничного слоя между поверхностью электродов и электролитом:

4). Емкость - количество электричества, отдаваемое аккумулятором при разряде его до определенного минимального напряжения. Измеряется в амперчасах и определяется формулой:

где: - Iр - ток разряда;

- t - время разряда.

Емкость зависит от типа электрохимической системы, количества активных веществ, величины разрядного тока и температуры электролита.

5). Удельная емкость - отношение отдаваемой емкости Qр к массе аккумулятора:

6). Удельная энергия - отношение отдаваемой аккумулятором энергии к его массе:

7). Отдача по емкости:

8). Отдача по энергии:

9). Саморазряд - потеря емкости при разомкнутой цепи. Саморазряд происходит из-за протекания токов, вызванных разностью потенциалов между электродами и электролитом, загрязнением электролита и повышением его температуры, а также при загрязнении поверхности между выводными клеммами аккумуляторов.

10). Срок службы исчисляется или в циклах заряд-разряд или в годах (месяцах), в течение которых аккумулятор отдает предусмотренную инструкцией по эксплуатации и НИАО-90 емкость.