Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Конструкція кислотного (свинцевого) акумулятора, основні характеристики.



Паливним елементом називається ХДС, в якому активні речовини надходять до електродів безпосередньо в процесі протікання струмостворюючої електрохімічної реакції.

В паливному елементі електрична енергія генерується за рахунок хімічної реакції між паливом і окислювачем, що безперервно надходять до електродів.

Паливні елементи мають найбільш високий к.к.д., але висока їх вартість виробництва обмежує масове застосування.

Конструктивне виконання ХДС може бути самим різноманітним, але до усіх первинних та вторинних ХДС входять (Рис. 3):

1. Позитивні електроди: виконані із міді, двоокису марганцю, двоокису свинцю, срібла та інших активних речовин.

2. Негативні електроди: виконані із цинку, губчатого свинцю, окису кадмію, окису заліза, окису цинку та інших активних речовин.

3. Електроліт - речовина з іонною провідністю, в яку поміщені електроди, забезпечує протікання на них електрохімічних реакцій. (служать водяні розчинники кислот, лугів, солів).

4. Посудина виготовляється із сталі, пластмаси, скла.

5. Сепаратор - іонопрониклива деталь з діелектричного матеріалу, розміщена між позитивним і негативним електродами ХДС,і призначена для запобігання електронної провідності між ними.

 

Різниця потенціалів в ХДС виникає внаслідок того, що при зануренні металевого електроду у розчин електроліту під впливом сил електролітичної пружності проходе розчинення металу. При переході в розчин, кожний атом металу губить деяку кількість електронів розташованих на його зовнішній орбіті, утворює позитивний іон, який переходе в електроліт і розташовується поблизу поверхні електродів на межі електрод-електроліт (рис. 1).

В зв’язку з тим що електрони атомів, що вийшли із металу, залишились в електроді, а електроліт поповнився позитивними іонами металу, електрод придбає негативний заряд, а прилеглий до електроду шар електроліту – позитивний.

Різниця потенціалів між електролітом і електродом називається електродним потенціалом. При занурені в електроліт різнорідні метали будуть віддавати в розчин різну кількість іонів в залежності від активності металу, це приведе до того, що кожний із металів–електродів буде мати різний електронний потенціал.

В підсумку різниці потенціалів між електродами створюється електрорушійна сила хімічного джерела.

,

де і - електродні потенціали.

При замиканні електродів провідником, на одному із них проходить процес окислення (віддачі електродів), а на другому відновлення (отримання електронів). Перший електрод вважається негативним, а другий – позитивний.

ХДС мають наступні електричні характеристики.

1. Напруга розімкненого кола (електрорушійна сила – не відповідає сучасній термінології). – різниця потенціалів між виводами ХДС при розімкненому зовнішньому колі.

Значення НРК залежить тільки від хімічного складу електродів і щільності електроліту і не залежить від кількості активних мас. НРК ХДС масового застосування не перевищує . При необхідності отримання більш високих значень НРК застосовується послідовне з’єднання декількох акумуляторів.

2. Внутрішній опір - опір, що створює ХДС при проходженні через нього постійному струму.

Для зменшення опору акумулятору прагнуть зменшити відстань між електродами і максимально збільшити площину зіткнення електродів і електроліту шліхом збільшення площі електродів і підвищення його пористості, а також за рахунок збільшення кількості електродних пластин з’єднаних паралельно.

3. Напруга - різниця потенціалів на виводах ХДС при замкнутому зовнішньому колі.

4. Напруга розряду - напруга, яку виміряють на зажимах ХДС при замкнутому зовнішньому колі. Визначається з рівняння:

,

де - НРК;

Ір- струм розряду;

- внутрішній опір джерела.

Із рівняння видно, що напруга при розряді завжди менше НРК на величину падіння напруги на внутрішньому опорі джерела струму. По величині напруги розряду визначають ступінь зараженості ХДС.

5. Напруга заряду . Для заряду акумулятора необхідно до його виводів прикласти напругу, яка перевищує НРК акумулятора і падіння напруги на його внутрішньому опорі.

6. Ємність – кількість електрики, яку віддає ХДС при розряді до мінімально-допустимої напруги. Вимірюється в ампер-часах, визначається за формулою:

,

де - струм розряду;

- час розряду.

Номінальна ємність - це ємність акумулятора, яку він повинен віддати при розряді номінальним струмом. Вона залежить від кількості активних речовин.

7. Саморозряд – мимовільна витрата акумулятором ємності при розімкненому зовнішньому колі. Оцінюється зменшенням ємності ХДС в відсотках від номінальної в місяць (за добу).

Свинцевою стартерною акумуляторною батареєю називається ХДС, що складається з послідовно з'єднаних свінцевокислотних акумуляторів з великими струмами розряду і пристосованої для експлуатації на борту транспортних засобів.

До основних елементів свинцевого стартерного акумулятора (рис. 4) відносяться: моноблок 6; блоки негативних 1 і позитивних 7 пластин з активною речовиною відповідно губчастого свинцю і двоокису свинцю; ізоляційні прокладки (сепаратори) 9, що перешкоджає електронної провідності між поверхнями позитивної і негативної пластинами; захисна сітка 2 блоків пластин; кришки акумуляторів 4; борни блоків пластин 2, 5; з'єднуючи перемички; внутрішні перегородки 10 моноблока; опори блоків пластин 11.

Конструктивні особливості акумуляторних батарей, їх основні параметри і застосовуєми матеріали прийнято відображати у маркіруванні, котре для наочності може бути відображено в наступному вигляді:

 

6 Т СТ 130 ЭР С М

 

не сухозарядженна

сепарація з скловолокна сепарація з міпора

корпус (моноблок) з ебоніту

ємність 130 А/ г

стартерна

стартерна підсиленої конструкції

кількість акумуляторів в батареї