Ще генерира ли проводникът повече топлина? Защо? (съпротивление на мед 0,017 Ohm x mm2/m, желязо 0,10 Ohm x mm2/m, никел 0,40 Ohm x mm2/m.)
2. Нихромова спирала с дължина 5 m и площ на напречното сечение 0,5 mm2 е свързана към мрежа с напрежение 110 V. Намерете текущата мощност в спиралата. (Съпротивление на нихром 1,1 Ohm x mm2/m.)
3. Електрическа печка с мощност 800 W е включена за 5 часа. Определете консумацията на енергия (във ватчаса и киловатчаса).
4. Каква трансформация на енергия се получава при работа на генератор на електрически ток?
1. На кой метод за пренос на топлина се основава нагряването на твърдите тела?A. Топлопроводимост.Б. Конвекция. 2. Какъв вид пренос на топлинапридружен от пренос на материя? А. Топлопроводимост Б. Б. Конвекция. Кое от изброените вещества има най-висока топлопроводимост?А. кожа. Б. Дърво. Б. Стомана 4. Кое от следните вещества има най-ниска топлопроводимост А. Стърготини? Б. Олово. Б. Мед.5. Назовете възможен метод за пренос на топлина между телата, разделени от безвъздушно пространство А. Топлопроводимост Б. Конвекция 6. Метална дръжка и дървена врата ще се чувстват еднакво топли на допир при температура... над телесната температура. по-ниска от телесната температура. Тялото се охлажда.Б. Телесната температура не се променя.8. По какъв начин се осъществява топлопреносът в течностите? Конвекция Б. Излъчване.9. Кое от следните вещества има най-малко А. Въздух. Б. Чугун. Б. Алуминий10. Специфичният топлинен капацитет на водата е 4200 (J/kg*0С). Това означава, че...A.за загряване на вода с тегло 4200 kg с 1 °C е необходимо количество топлина, равно на 1 J.B. за загряване на вода с тегло 1 kg с 4200 ° C е необходимо количество топлина, равно на 1 J.B от горивото Б. пълно изгаряне на горивото.Б. с пълно изгаряне на горивото с тегло 1 кг.12. Изпарението става...A.при всяка температура.B. при точка на кипене B. при определена температура за всяка течност.13. При наличие на вятър се получава изпарение...А.по-бързо.Б. по-бавно.Б. със същата скорост както при липсата му.14. Може ли коефициентът на полезно действие на топлинен двигател да стане 100%, ако триенето между движещите се части на тази машина се намали до нула? A. да Б. №15. От кой полюс на магнита излизат силовите линии на магнитното поле?А. От север. Б. От юг. Б. От двата полюса.16. Тяло, заредено с отрицателен заряд, се довежда до топката на незареден електроскоп, без да го докосва. Какъв заряд ще придобият листата на електроскопа? Отрицателна. Б. Положителна. Б. Няма.17. Може ли атом водород или друго вещество да промени заряда си с 1,5 пъти заряда на електрона?A. да Б. №18. Какъв образ се създава върху човешката ретина?A. Увеличено, реално, обърнато.Б. Умалено, реално, обърнато.V. Увеличен, въображаем, директен.G. Умалено, въображаемо, директно.19. Какво измерва амперметърът?A) Електрическо съпротивление на проводнициB) Напрежение на полюсите на източник на ток или в някой участък от веригатаC) Сила на тока във веригатаD) Мощност на електрически ток20. Дифузията е: А) Процесът на повишаване на температурата Б) Явлението, при което настъпва взаимно проникване на молекулите на едно вещество между молекулите на друго В) Явлението, при което тялото преминава от твърдо състояние в течно състояние Г) Процесът увеличаване на плътността на тялото 21. Формула за ефективност:A) ŋ= Аn* 100%АɜB) ŋ= Аɜ * 100%АnВ) ŋ= Аn * Аɜ100%D) ŋ= Аn * Аɜ * 100%22. Какво гласи законът на Архимед? A) Подемната сила, действаща върху тяло, потопено в течност, е равна на теглото на течността, изместена от това тялоB) Подемната сила, действаща върху тяло, потопено в течност, е равна на скоростта на потапяне на това тяло в течносттаВ) Подемната сила, действаща върху тяло, потопено в течност, е равна на плътността на това тяло Г) Подемната сила, действаща върху тяло, потопено в течност, е равна на теглото на това тяло23. Какво deyA)tep24. ВътрешенA) само B) само C) само D) от теми25. Кои от посочените вещества са проводници а) каучук; б) мед, в) пластмаса; г) стъкло.26. Тялото се наелектризира само когато ...... заряд.а) придобива; б) губи; в) печалби или загуби.27. Кои от посочените вещества са диелектрици а) каучук; б) мед; в) разтвор на сярна киселина; г) стомана.28. Вероятно заредените тела ......., а противоположно заредените - ......а) ...отблъскват, ...привличат, б) ...привличат, ...отблъскват.29. Електрическият ток се нарича...А. Движение на електрони по протежение на проводник.Б. Подредено движение на електрони по проводник.V. Подредено движение на протоните по проводник.G. Подредено движение на заредени частици.D. Движение на електрични заряди по проводник.30. Каква трансформация на енергия се получава, когато електрическата кафемелачка работи? Към химическия отдел. Б. Към механични. Б. В светлата стая. Ж. Вътрешен
Каква трансформация на енергия се получава по време на работа на електрически ток, когато свети рекламна неонова лампа? Електрическата енергия се преобразува в...А. Химически
Б. Механични
В. Световая
Ж. Вътрешен
между радиация, създадено радиатор централен отопление, И радиациягоряща свещ?
3) какви енергийни трансформации се случват, когато лампата на фенерче свети?
4) В каква материална среда светлината се движи с най-висока скорост?
5) Защо сенките, дори и с един източник на светлина, никога не са напълно тъмни?
6) Защо в стаята е светло, дори когато пряката слънчева светлина не пада в прозорците й?
7) защо лъчите светлина от автомобилните фарове се виждат в мъгла и запрашен въздух?
8) Защо не виждаме лицето на спортист по фехтовка, гледащ през фина мрежа, но фехтовачът вижда добре всички предмети през мрежата?
10) Защо стъклото за направата на огледало се шлифова и полира с особено внимание?
11) ъгъл на падане на лъча = 60. Какъв е ъгълът на отражение на лъча?
12) Ъгълът на падане на лъча е 25. Какъв е ъгълът между падащия и отразения лъч?
13) Ъгълът между падащия и отразения лъч е 50. Под какъв ъгъл пада светлината върху огледалото?
Момчета, моля помогнете)
Предназначение на стартерните батерии
Теоретични основи на преобразуването на химическата енергия в електрическа
Изтощена батерия
Зареждане на батерията
Разход на основни токообразуващи реагенти
Електродвижеща сила
Вътрешно съпротивление
Зарядно и разрядно напрежение
Капацитет на батерията
Енергия и мощност на батерията
Саморазреждане на батерията
Предназначение на стартерните батерии
Основната функция на акумулатора е надеждното стартиране на двигателя. Друга функция е енергиен буфер, когато двигателят работи. Всъщност, наред с традиционните типове потребители, се появиха много допълнителни сервизни устройства, които подобряват комфорта на водача и безопасността на движението. Батерията компенсира енергийния дефицит при движение в градски цикъл с чести и дълги спирания, когато генераторът не винаги може да осигури необходимата мощност за пълно захранване на всички включени консуматори. Третата работна функция е захранването при изключен двигател. Но продължителното използване на електрически уреди в паркирано състояние с неработещ двигател (или работещ на празен ход) води до дълбоко разреждане на акумулатора и рязко намаляване на стартовите му характеристики.
Батерията е предназначена и за аварийно захранване. При отказ на генератор, токоизправител, регулатор на напрежение или скъсване на ремъка на генератора, той трябва да осигури работата на всички консуматори, необходими за безопасно придвижване до най-близкия сервиз.
И така, стартерните батерии трябва да отговарят на следните основни изисквания:
Осигуряват разрядния ток, необходим за работата на стартера, тоест имат ниско вътрешно съпротивление за минимални вътрешни загуби на напрежение в акумулатора;
Осигурете необходимия брой опити за стартиране на двигателя с определена продължителност, тоест разполагайте с необходимия резерв от енергия за разреждане на стартера;
Имат достатъчно висока мощност и енергия при минимални възможни размери и тегло;
Имат резерв от енергия за захранване на консуматорите, когато двигателят не работи или е аварийно (резервен капацитет);
Поддържайте напрежението, необходимо за работа на стартера, когато температурата падне в определените граници (ток на студено завъртане);
Поддържат работоспособност за дълго време при повишени (до 70 "C) температури на околната среда;
Получаване на такса за възстановяване на капацитета, използван за стартиране на двигателя и захранване на други консуматори от генератора, докато двигателят работи (получаване на такса);
Не изисква специално обучение на потребителя или поддръжка по време на работа;
Имат висока механична якост, съответстваща на условията на работа;
Поддържайте определените експлоатационни характеристики за дълго време по време на работа (експлоатационен живот);
Притежават незначително саморазреждане;
Имайте ниска цена.
Теоретични основи на преобразуването на химическата енергия в електрическа
Химически източник на ток е устройство, в което поради протичането на пространствено разделени редокс химични реакции тяхната свободна енергия се преобразува в електрическа. Въз основа на естеството на работата си тези източници се разделят на две групи:
Първични химически източници на ток или галванични елементи;
Вторични източници или електрически батерии.
Първичните източници позволяват само еднократна употреба, тъй като веществата, образувани при изхвърлянето им, не могат да се превърнат в оригинални активни вещества. Напълно разредената галванична клетка по правило е неподходяща за по-нататъшна работа - тя е необратим източник на енергия.
Вторичните химически източници на ток са обратими източници на енергия - след произволно дълбоко разреждане тяхната функционалност може да бъде напълно възстановена чрез зареждане. За да направите това, достатъчно е да прекарате електрически ток през вторичния източник в посока, обратна на тази, в която е протичал по време на разреждането. По време на процеса на зареждане веществата, образувани по време на разреждането, ще се превърнат в оригиналните активни материали. Ето как свободната енергия на химическия източник на ток се преобразува многократно в електрическа енергия (разреждане на батерията) и обратното преобразуване на електрическата енергия в свободната енергия на химическия източник на ток (зареждане на батерията).
Преминаването на ток през електрохимични системи е свързано с протичащите химични реакции (трансформации). Следователно съществува връзка между количеството вещество, което е влязло в електрохимична реакция и е претърпяло трансформации, и количеството изразходвано или освободено електричество, което е установено от Майкъл Фарадей.
Според първия закон на Фарадей масата на веществото, което влиза в електродна реакция или е резултат от нейното възникване, е пропорционална на количеството електричество, преминаващо през системата.
Съгласно втория закон на Фарадей, при еднакво количество електричество, преминаващо през системата, масите на реагиралите вещества са свързани една с друга като техни химични еквиваленти.
На практика по-малко количество вещество е обект на електрохимична промяна, отколкото според законите на Фарадей - когато преминава ток, в допълнение към основните електрохимични реакции възникват и паралелни или вторични (странични) реакции, които променят масата на продуктите. За да се вземе предвид влиянието на такива реакции, беше въведена концепцията за токова ефективност.
Текущият изход е тази част от количеството електричество, преминаващо през системата, което отчита основната разглеждана електрохимична реакция.
Изтощена батерия
Активните вещества на заредена оловна батерия, които участват в процеса на генериране на ток са:
Положителният електрод съдържа оловен диоксид (тъмнокафяв);
Върху отрицателния електрод има гъбест олово (сив);
Електролитът е воден разтвор на сярна киселина.
Някои киселинни молекули във воден разтвор винаги се дисоциират на положително заредени водородни йони и отрицателно заредени сулфатни йони.
Оловото, което е активната маса на отрицателния електрод, се разтваря частично в електролита и се окислява в разтвор, за да образува положителни йони. Излишните електрони, освободени в този случай, придават отрицателен заряд на електрода и започват да се движат по затворената част на външната верига към положителния електрод.
Положително заредените оловни йони реагират с отрицателно заредени сулфатни йони, за да образуват оловен сулфат, който има малка разтворимост и следователно се отлага върху повърхността на отрицателния електрод. По време на процеса на разреждане на батерията, активната маса на отрицателния електрод се преобразува от гъбест олово в оловен сулфат с промяна на цвета от сив до светло сив.
Оловният диоксид на положителния електрод се разтваря в електролита в много по-малко количество от оловото на отрицателния електрод. При взаимодействие с вода се дисоциира (разпада се в разтвора на заредени частици - йони), образувайки четиривалентни оловни йони и хидроксилни йони.
Йоните придават положителен потенциал на електрода и чрез добавяне на електрони, които идват през външната верига от отрицателния електрод, се редуцират до двувалентни оловни йони
Йоните взаимодействат с йони, образувайки оловен сулфат, който поради посочената по-горе причина също се отлага върху повърхността на положителния електрод, както беше и на отрицателния. С напредването на разряда активната маса на положителния електрод се превръща от оловен диоксид в оловен сулфат, променяйки цвета си от тъмнокафяв до светлокафяв.
Докато батерията се разрежда, активните материали както в положителните, така и в отрицателните електроди се превръщат в оловен сулфат. В този случай сярната киселина се изразходва за образуване на оловен сулфат и се образува вода от освободените йони, което води до намаляване на плътността на електролита по време на разреждане.
Зареждане на батерията
Електролитът на двата електрода съдържа малки количества оловен сулфат и водни йони. Под въздействието на напрежението на източника на постоянен ток, в чиято верига е включена зарежданата батерия, се установява насочено движение на електрони във външната верига към отрицателния извод на батерията.
Двувалентните оловни йони на отрицателния електрод се неутрализират (редуцират) от входящите два електрона, превръщайки активната маса на отрицателния електрод в метално гъбесто олово. Останалите свободни йони образуват сярна киселина
На положителния електрод, под въздействието на зарядния ток, двувалентните оловни йони предават два електрона, окислявайки се в четиривалентни. Последните, комбинирайки се чрез междинни реакции с два кислородни йона, образуват оловен диоксид, който се отделя на електрода. Йоните и, също като тези на отрицателния електрод, образуват сярна киселина, в резултат на което плътността на електролита се увеличава по време на зареждане.
Когато процесите на трансформация на веществата в активните маси на положителните и отрицателните електроди са завършени, плътността на електролита престава да се променя, което служи като знак за края на заряда на батерията. При по-нататъшно продължаване на заряда възниква така нареченият вторичен процес - електролитно разлагане на водата на кислород и водород. Излъчени от електролита под формата на газови мехурчета, те създават ефект на интензивно кипене, което също служи като знак за края на процеса на зареждане.
Разход на основни токообразуващи реагенти
За да се получи капацитет от един амперчас, когато батерията е разредена, е необходимо в реакцията да участват:
4,463 g оловен диоксид
3,886 g гъба олово
3,660 g сярна киселина
Общата теоретична консумация на материали за производство на 1 Ah (специфична консумация на материали) електроенергия ще бъде 11,989 g/Ah, а теоретичната специфична мощност ще бъде 83,41 Ah/kg.
При номинално напрежение на батерията от 2 V, теоретичната специфична консумация на материал за единица енергия е 5,995 g/Wh, а специфичната енергия на батерията ще бъде 166,82 Wh/kg.
На практика обаче е невъзможно да се постигне пълно използване на активните материали, участващи в процеса на генериране на ток. Приблизително половината от повърхността на активната маса е недостъпна за електролита, тъй като той служи като основа за изграждането на обемна пореста рамка, която осигурява механичната якост на материала. Следователно действителният коефициент на използване на активните маси на положителния електрод е 45-55%, а на отрицателния електрод 50-65%. Освен това като електролит се използва 35-38% разтвор на сярна киселина. Следователно стойността на реалния специфичен разход на материали е много по-висока, а реалните стойности на специфичния капацитет и специфичната енергия са много по-ниски от теоретичните.
Електродвижеща сила
Електродвижещата сила (EMF) на батерия E е разликата в нейните електродни потенциали, измерена, когато външната верига е отворена.
ЕМП на батерия, състояща се от n батерии, свързани последователно.
Необходимо е да се прави разлика между равновесната ЕМП на батерията и неравновесната ЕМП на батерията през времето от отваряне на веригата до установяване на равновесно състояние (периодът на преходния процес).
EMF се измерва с волтметър с високо съпротивление (вътрешно съпротивление най-малко 300 Ohm/V). За да направите това, волтметърът е свързан към клемите на батерията или батерията. В този случай през акумулатора (батерията) не трябва да протича заряден или разряден ток.
Равновесната ЕМП на оловна батерия, подобно на всеки химически източник на ток, зависи от химичните и физичните свойства на веществата, участващи в процеса на генериране на ток, и е напълно независима от размера и формата на електродите, както и от количество активни маси и електролит. В същото време в оловно-киселинната батерия електролитът участва пряко в процеса на образуване на ток върху електродите на батерията и променя плътността си в зависимост от степента на заряд на батериите. Следователно равновесната ЕМП, която от своя страна е функция на плътността
Промяната в едс на батерията като функция от температурата е много малка и може да бъде пренебрегната по време на работа.
Вътрешно съпротивление
Съпротивлението, което батерията осигурява на тока, протичащ вътре в нея (зареждане или разреждане), обикновено се нарича вътрешно съпротивление на батерията.
Съпротивлението на активните материали на положителните и отрицателните електроди, както и съпротивлението на електролита се променя в зависимост от степента на зареждане на батерията. Освен това съпротивлението на електролита зависи значително от температурата.
Следователно омичното съпротивление също зависи от степента на зареждане на батерията и температурата на електролита.
Поляризиращото съпротивление зависи от силата на разрядния (зарядния) ток и температурата и не се подчинява на закона на Ом.
Вътрешното съпротивление на една батерия и дори на батерия, състояща се от няколко батерии, свързани последователно, е незначително и възлиза само на няколко хилядни от ома при зареждане. Въпреки това, по време на процеса на разреждане той се променя значително.
Електропроводимостта на активните маси намалява за положителния електрод приблизително 20 пъти, а за отрицателния електрод - 10 пъти. Електропроводимостта на електролита също се променя в зависимост от неговата плътност. С увеличаване на плътността на електролита от 1,00 до 1,70 g/cm3 неговата електрическа проводимост първо нараства до максималната си стойност и след това отново намалява.
С разреждането на батерията плътността на електролита намалява от 1,28 g/cm3 до 1,09 g/cm3, което води до намаляване на нейната електропроводимост почти 2,5 пъти. В резултат на това омичното съпротивление на батерията се увеличава, когато се разрежда. В разредено състояние съпротивлението достига стойност над 2 пъти по-висока от стойността си в заредено състояние.
В допълнение към състоянието на заряд, температурата оказва значително влияние върху съпротивлението на батериите. При понижаване на температурата специфичното съпротивление на електролита се увеличава и при температура от -40 °C то става приблизително 8 пъти по-голямо, отколкото при +30 °C. Съпротивлението на сепараторите също нараства рязко с понижаване на температурата и в същия температурен диапазон нараства почти 4 пъти. Това е определящият фактор за увеличаване на вътрешното съпротивление на батериите при ниски температури.
Зарядно и разрядно напрежение
Потенциалната разлика на полюсните клеми на акумулатора (батерията) по време на зареждане или разреждане при наличие на ток във външната верига обикновено се нарича напрежение на акумулатора (батерията). Наличието на вътрешно съпротивление на батерията води до факта, че нейното напрежение по време на разреждане винаги е по-малко от ЕМП, а при зареждане винаги е по-голямо от ЕМП.
Когато зареждате батерия, напрежението на нейните клеми трябва да бъде по-голямо от нейната ЕДС с размера на вътрешните загуби.
В началото на зареждането възниква скок на напрежението от размера на омичните загуби вътре в батерията и след това рязко увеличение на напрежението поради поляризационния потенциал, причинено главно от бързото увеличаване на плътността на електролита в порите на активната маса. След това настъпва бавно увеличаване на напрежението, главно поради увеличаване на ЕДС на батерията поради увеличаване на плътността на електролита.
След като основното количество оловен сулфат се преобразува в PbO2 и Pb, разходът на енергия все повече причинява разлагане на водата (електролиза) Излишното количество водородни и кислородни йони, появяващи се в електролита, допълнително увеличава потенциалната разлика между противоположните електроди. Това води до бързо нарастване на напрежението на зареждане, което води до ускоряване на процеса на разграждане на водата. Получените водородни и кислородни йони не взаимодействат с активните материали. Те се рекомбинират в неутрални молекули и се освобождават от електролита под формата на газови мехурчета (кислородът се отделя на положителния електрод, водородът се освобождава на отрицателния електрод), което води до „кипене“ на електролита.
Ако продължите процеса на зареждане, можете да видите, че увеличаването на плътността на електролита и напрежението на зареждане практически спира, тъй като почти целият оловен сулфат вече е реагирал и цялата енергия, подадена към батерията, сега се изразходва само за възникване на страничен процес - електролитното разлагане на водата. Това обяснява постоянството на зарядното напрежение, което служи като един от знаците за края на процеса на зареждане.
След спиране на зареждането, т.е. външният източник е изключен, напрежението на клемите на батерията рязко намалява до стойността на нейната неравновесна ЕМП или до стойността на омичните вътрешни загуби. След това има постепенно намаляване на ЕМП (поради намаляване на плътността на електролита в порите на активната маса), което продължава до пълното изравняване на концентрацията на електролита в обема на батерията и порите на активната маса. , което съответства на установяването на равновесно ЕМП.
Когато батерията е разредена, напрежението на нейните клеми е по-малко от ЕДС с размера на вътрешния спад на напрежението.
В началото на разреждането напрежението на батерията пада рязко от количеството на омичните загуби и поляризацията, причинена от намаляване на концентрацията на електролита в порите на активната маса, т.е. концентрационната поляризация. Освен това, по време на стационарен (стационарен) процес на разреждане, плътността на електролита в обема на батерията намалява, което води до постепенно намаляване на напрежението на разреждане. В същото време съотношението на съдържанието на оловен сулфат в активната маса се променя, което също води до увеличаване на омичните загуби. В този случай частиците оловен сулфат (които имат приблизително три пъти по-голям обем в сравнение с частиците олово и неговия диоксид, от които са образувани) затварят порите на активната маса, като по този начин предотвратяват преминаването на електролита в дълбините на електродите.
Това води до увеличаване на поляризацията на концентрацията, което води до по-бързо намаляване на разрядното напрежение.
Когато разрядът спре, напрежението на клемите на батерията бързо се увеличава с количеството омични загуби, достигайки стойността на неравновесната ЕМП. По-нататъшното изменение на ЕМП поради изравняване на концентрацията на електролита в порите на активните маси и в обема на батерията води до постепенно установяване на равновесната стойност на ЕМП.
Напрежението на батерията по време на разреждане се определя главно от температурата на електролита и силата на разрядния ток. Както беше посочено по-горе, съпротивлението на оловен акумулатор (батерия) е незначително и в заредено състояние е само няколко милиома. Въпреки това, при токове на разреждане на стартера, които са 4-7 пъти по-високи от номиналния капацитет, вътрешният спад на напрежението оказва значително влияние върху напрежението на разреждане. Увеличаването на омичните загуби с понижаване на температурата е свързано с увеличаване на съпротивлението на електролита. В допълнение, вискозитетът на електролита се увеличава рязко, което усложнява процеса на неговата дифузия в порите на активната маса и увеличава поляризацията на концентрацията (т.е. увеличава загубата на напрежение вътре в батерията чрез намаляване на концентрацията на електролита в порите на електродите).
При ток над 60 A зависимостта на разрядното напрежение от силата на тока е почти линейна при всички температури.
Средната стойност на напрежението на батерията по време на зареждане и разреждане се определя като средноаритметично от стойностите на напрежението, измерени на равни интервали от време.
Капацитет на батерията
Капацитетът на батерията е количеството електричество, получено от батерията, когато тя се разреди до определеното крайно напрежение. При практически изчисления капацитетът на батерията обикновено се изразява в амперчасове (Ah). Капацитетът на разреждане може да се изчисли чрез умножаване на тока на разреждане по продължителността на разреждане.
Капацитетът на разреждане, за който батерията е проектирана и посочена от производителя, се нарича номинален капацитет.
В допълнение към това, важен показател е и капацитетът, придаден на батерията при зареждане.
Капацитетът на разреждане зависи от редица конструктивни и технологични параметри на акумулатора, както и от условията на неговата работа. Най-важните конструктивни параметри са количеството активна маса и електролит, дебелината и геометричните размери на електродите на батерията. Основните технологични параметри, влияещи върху капацитета на батерията, са съставът на активните материали и тяхната порьозност. Работните параметри - температура на електролита и разряден ток - също оказват значително влияние върху разрядния капацитет. Общ показател, характеризиращ ефективността на батерията, е степента на използване на активните материали.
За да се получи капацитет от 1 Ah, както е посочено по-горе, теоретично са необходими 4,463 g оловен диоксид, 3,886 g гъба олово и 3,66 g сярна киселина. Теоретичният специфичен разход на активните маси на електродите е 8,32 g/Ah. В реалните батерии специфичният разход на активни материали при 20-часов режим на разреждане и температура на електролита 25 ° C варира от 15,0 до 18,5 g/Ah, което съответства на коефициент на използване на активни маси от 45-55%. Следователно практическото потребление на активна маса надвишава теоретичните стойности с 2 или повече пъти.
Степента на използване на активната маса и следователно стойността на разрядния капацитет се влияе от следните основни фактори.
Порьозност на активната маса. С увеличаване на порьозността се подобряват условията за дифузия на електролита в дълбочината на активната маса на електрода и се увеличава истинската повърхност, върху която протича реакцията на генериране на ток. С увеличаване на порьозността, капацитетът на разреждане се увеличава. Размерът на порьозността зависи от размера на частиците на оловния прах и рецептата за приготвяне на активните маси, както и от използваните добавки. Освен това увеличаването на порьозността води до намаляване на издръжливостта поради ускоряване на процеса на разрушаване на силно порьозни активни маси. Следователно стойността на порьозността се избира от производителите, като се вземат предвид не само високите капацитивни характеристики, но и осигуряването на необходимата издръжливост на батерията при работа. В момента порьозността в диапазона 46-60% се счита за оптимална, в зависимост от предназначението на батерията.
Дебелина на електрода. С намаляване на дебелината намалява неравномерното натоварване на външния и вътрешния слой на активната маса на електрода, което спомага за увеличаване на разрядния капацитет. При по-дебели електроди вътрешните слоеве на активната маса се използват много малко, особено при разреждане с големи токове. Следователно, с увеличаване на разрядния ток, разликите в капацитета на батериите с електроди с различна дебелина рязко намаляват.
Порьозност и рационалност на конструкцията на сепараторния материал. С увеличаване на порьозността на сепаратора и височината на ребрата му се увеличава подаването на електролит в междуелектродната междина и се подобряват условията за неговата дифузия.
Плътност на електролита. Влияе върху капацитета на батерията и експлоатационния й живот. С увеличаването на плътността на електролита капацитетът на положителните електроди се увеличава, а капацитетът на отрицателните електроди, особено при отрицателни температури, намалява поради ускоряването на пасивацията на повърхността на електрода. Повишената плътност също влияе отрицателно върху експлоатационния живот на батерията поради ускоряването на корозионните процеси на положителния електрод. Следователно оптималната плътност на електролита се установява въз основа на съвкупността от изисквания и условия, при които батерията работи. Например за стартерни батерии, работещи в умерен климат, препоръчителната работна плътност на електролита е 1,26-1,28 g/cm3, а за райони с горещ (тропически) климат 1,22-1,24 g/cm3.
Силата на разрядния ток, с който батерията трябва да се разрежда непрекъснато за определено време (характеризира режима на разреждане). Режимите на разреждане са условно разделени на дълги и къси. При дългосрочни режими разреждането се извършва при ниски токове за няколко часа. Например 5-, 10- и 20-часови разряди. При краткотрайни или стартерни разряди токът е няколко пъти по-голям от номиналния капацитет на батерията, а разреждането продължава няколко минути или секунди. С увеличаване на тока на разреждане скоростта на разреждане на повърхностните слоеве на активната маса се увеличава в по-голяма степен от дълбоките. В резултат на това растежът на оловен сулфат в устията на порите става по-бързо, отколкото в дълбините, и порите се запушват със сулфат, преди вътрешната й повърхност да има време да реагира. Поради спирането на дифузията на електролита в порите, реакцията в него спира. По този начин, колкото по-висок е разрядният ток, толкова по-нисък е капацитетът на батерията и следователно по-ниската степен на използване на активната маса.
За оценка на стартовите качества на акумулаторите капацитетът им се характеризира и с броя на периодичните разреждания на стартера (например с продължителност 10-15 s с прекъсвания между тях от 60 s). Капацитетът, който акумулаторът доставя при периодични разреждания, надвишава капацитета при непрекъснато разреждане със същия ток, особено в режим на разреждане на стартера.
Понастоящем в международната практика за оценка на капацитетните характеристики на стартерните батерии се използва концепцията за „резервен“ капацитет. Характеризира времето за разреждане на батерията (в минути) при ток на разреждане от 25 A, независимо от номиналния капацитет на батерията. По преценка на производителя е разрешено да се зададе стойността на номиналния капацитет при 20-часов режим на разреждане в амперчасове или при резервен капацитет в минути.
Температура на електролита. С намаляването му капацитетът на разреждане на батериите намалява. Причината за това е увеличаването на вискозитета на електролита и неговото електрическо съпротивление, което забавя скоростта на дифузия на електролита в порите на активната маса. Освен това с понижаване на температурата процесите на пасивиране на отрицателния електрод се ускоряват.
Температурният коефициент на капацитет a показва процентното изменение на капацитета при промяна на температурата от 1 °C.
По време на изпитването разрядният капацитет, получен по време на продължителен режим на разреждане, се сравнява със стойността на номиналния капацитет, определен при температура на електролита от +25 °C.
При определяне на капацитета в режим на продължителен разряд, в съответствие с изискванията на стандартите, температурата на електролита трябва да бъде в диапазона от +18 °C до +27 °C.
Параметрите на разряда на стартера се оценяват от продължителността на разряда в минути и напрежението в началото на разряда. Тези параметри се определят в първия цикъл при +25 °C (тест за батерии със сухо зареждане) и в следващите цикли при температури от -18 °C или -30 °C.
Степен на заряд. С увеличаване на степента на зареждане, при равни други условия, капацитетът нараства и достига максималната си стойност, когато батериите са напълно заредени. Това се дължи на факта, че при непълно зареждане количеството активни материали на двата електрода, както и плътността на електролита не достигат максималните си стойности.
Енергия и мощност на батерията
Енергията на батерията W се изразява във ват-часове и се определя от произведението на нейния капацитет на разреждане (зареждане) и средното напрежение на разреждане (зареждане).
Тъй като капацитетът на батерията и нейното разрядно напрежение се променят с промените в температурата и режима на разреждане, когато температурата намалява и разрядният ток се увеличава, енергията на батерията намалява дори по-значително от нейния капацитет.
При сравняване на химически източници на ток, които се различават по капацитет, дизайн и дори електрохимична система, както и при определяне на насоките за тяхното подобряване, се използва показателят за специфична енергия - енергия на единица маса на батерията или нейния обем. За съвременните необслужваеми оловни стартерни батерии специфичната енергия при 20-часов режим на разреждане е 40-47 Wh/kg.
Количеството енергия, доставяно от батерията за единица време, се нарича нейна мощност. Може да се определи като произведение на разрядния ток и средното разрядно напрежение.
Саморазреждане на батерията
Саморазреждането е намаляването на капацитета на батерията, когато външната верига е отворена, тоест по време на бездействие. Това явление се причинява от редокс процеси, които протичат спонтанно както на отрицателния, така и на положителния електрод.
Отрицателният електрод е особено податлив на саморазреждане поради спонтанното разтваряне на олово (отрицателна активна маса) в разтвор на сярна киселина.
Саморазреждането на отрицателния електрод е придружено от отделяне на водороден газ. Скоростта на спонтанно разтваряне на оловото се увеличава значително с увеличаване на концентрацията на електролита. Увеличаването на плътността на електролита от 1,27 до 1,32 g/cm3 води до увеличаване на скоростта на саморазреждане на отрицателния електрод с 40%.
Наличието на примеси от различни метали върху повърхността на отрицателния електрод има много значителен (каталитичен) ефект върху увеличаването на скоростта на саморазтваряне на оловото (поради намаляване на пренапрежението на отделянето на водород). Почти всички метали, намиращи се като примеси в суровините за батерии, електролит и сепаратори, или въведени като специални добавки, допринасят за повишен саморазряд. Попадайки на повърхността на отрицателния електрод, те улесняват условията за отделяне на водород.
Някои от примесите (метални соли с променлива валентност) действат като носители на заряд от един електрод към друг. В този случай металните йони се редуцират при отрицателния електрод и се окисляват при положителния електрод (този механизъм на саморазреждане се приписва на железните йони).
Саморазреждането на положителния активен материал се дължи на протичащата реакция.
2PbO2 + 2H2SO4 -> PbSCU + 2H2O + O2 T.
Скоростта на тази реакция също се увеличава с увеличаване на концентрацията на електролита.
Тъй като реакцията протича с отделяне на кислород, нейната скорост до голяма степен се определя от пренапрежението на кислорода. Следователно, добавките, които намаляват потенциала за отделяне на кислород (например антимон, кобалт, сребро), ще увеличат скоростта на реакцията на саморазтваряне на оловния диоксид. Скоростта на саморазреждане на положителния активен материал е няколко пъти по-ниска от скоростта на саморазреждане на отрицателния активен материал.
Друга причина за саморазреждането на положителния електрод е потенциалната разлика между материала на токопровода и активната маса на този електрод. Галваничната микроклетка, възникваща в резултат на тази потенциална разлика, преобразува оловото на низходящия проводник и оловния диоксид на положителната активна маса в оловен сулфат, когато тече ток.
Саморазреждане може да възникне и когато външната страна на батерията е замърсена или пълна с електролит, вода или други течности, които създават възможност за разреждане през електропроводимия филм, разположен между полюсните клеми на батерията или нейните джъмпери. Този тип саморазреждане не се различава от конвенционалното разреждане с много ниски токове, когато външната верига е затворена и може лесно да се елиминира. За да направите това, трябва да поддържате повърхността на батериите чиста.
Саморазреждането на акумулаторите до голяма степен зависи от температурата на електролита. С понижаване на температурата саморазреждането намалява. При температури под 0 °C за нови батерии практически спира. Поради това се препоръчва батериите да се съхраняват в заредено състояние при ниски температури (до -30 ° C).
По време на работа саморазреждането не остава постоянно и рязко се увеличава към края на експлоатационния му живот.
Намаляването на саморазряда е възможно чрез увеличаване на пренапрежението на емисиите на кислород и водород при електродите на батерията.
За да направите това, е необходимо, първо, да използвате възможно най-чистите материали за производството на батерии, да намалите количественото съдържание на легиращи елементи в сплавите на батериите, да използвате само
чиста сярна киселина и дестилирана (или близка до нея чистота с други методи за пречистване) вода за приготвяне на всички електролити, както по време на производството, така и по време на работа. Например, чрез намаляване на съдържанието на антимон в сплавта на токопроводите от 5% на 2% и използване на дестилирана вода за всички технологични електролити, среднодневният саморазряд се намалява 4 пъти. Замяната на антимон с калций ви позволява допълнително да намалите скоростта на саморазреждане.
Добавянето на органични вещества - инхибитори на саморазреждане - също може да помогне за намаляване на саморазреждането.
Използването на общ капак и скрити междуелементни връзки значително намалява скоростта на саморазреждане от токове на утечка, тъй като вероятността от галванично свързване между широко разположени полюсни клеми е значително намалена.
Понякога саморазреждането се отнася до бърза загуба на капацитет поради късо съединение в батерията. Това явление се обяснява с директен разряд през проводими мостове, образувани между противоположните електроди.
Използването на сепаратори на обвивката в батерии без поддръжка
елиминира възможността за късо съединение между противоположните електроди по време на работа. Тази възможност обаче остава поради възможни неизправности на оборудването по време на масовото производство. Обикновено такъв дефект се открива в първите месеци на работа и батерията трябва да се смени гаранционно.
Обикновено степента на саморазреждане се изразява като процент от загубата на капацитет за определен период от време.
Настоящите стандарти за саморазреждане също се характеризират с напрежението на разреждане на стартера при -18 °C след тестване: неактивност за 21 дни при температура от +40 °C.
ДА СЕкатегория:
Електрообзавеждане на автомобили
-
Химически процеси в батерията
В заредена батерия активната маса на положителните пластини се състои от тъмнокафяв оловен пероксид Pb02, а активната маса на отрицателните пластини се състои от сиво гъбесто олово Pb. В същото време плътността на електролита, в зависимост от времето на годината и района на работа, варира от 1,25 до 1,31 g / cm3.
Когато батерията се разреди, активната маса на отрицателните плочи се превръща от гъбест олово Pb в оловен сулфат PbS04 с промяна на цвета от сиво в светло сиво.
Активната маса на положителните плочи на акумулатора се преобразува от оловен пероксид PbO2 в оловен сулфат PbS04 с промяна на цвета от тъмнокафяв до кафяв.
-
Оловен сулфат PbS04 обикновено се нарича оловен сулфат.
На практика при приемливо разреждане на батерията не повече от 40 - 50% от активната маса на плочите участва в химични реакции, тъй като електролитът в необходимото количество не достига дълбоките слоеве на активната маса поради недостатъчната му порьозност . Отлагането на кристали PbS04 върху повърхността на стените на порите стеснява и дори запушва порите на активната маса, което затруднява проникването на електролита до вътрешните й по-дълбоки слоеве. С оглед на това част от химическата енергия, съхранявана под формата на PbO2 и Pb във вътрешните слоеве на активната маса, няма да влезе в контакт с електролита, което ще намали капацитета на всяка акумулаторна клетка.
Тъй като по време на процеса на разреждане сярната киселина преминава към образуването на оловен сулфат PbS04 с едновременното освобождаване на вода H20, плътността на електролита съответно намалява от 1,25 - 1,31 до 1,09 - 1,15 g / cm3.
По този начин плътността на електролита при 100% разряд намалява с 0,16 g / cm3, следователно по време на периода на разреждане на батерията намаляването на плътността на електролита с 0,01 g / cm3 съответства на намаляване на капацитета на батерията с 6 %.
Промяната в плътността на електролита е един от основните показатели за степента на разреждане на батерията.
За зареждане на батерията тя се свързва паралелно към източник на постоянен ток (генератор, токоизправител), чието напрежение трябва да надвишава напр. д.с. акумулаторна батерия.
При зареждане активната маса на отрицателните плочи постепенно се превръща от оловен сулфат PbS04 в гъбест олово Pb (сив), а активната маса на положителните плочи се превръща от PbS04 в оловен пероксид PbO2 (тъмнокафяв). В този случай, поради образуването на H2S04 с едновременно намаляване на H20, плътността на електролита се увеличава от 1,09 - 1,15 до 1,25 - 1,31 g / cm3.
Видове електрически батерии
Батериите са неразделна част от всяка система, фокусирана върху производството на алтернативни видове енергия.
Най-разпространените досега са електрохимичните батерии на електрическа енергия, при които преобразуването на химическата енергия в електрическа енергия при разреждане на батерията става чрез химическа реакция. При зареждане на батерия химическата реакция протича в обратна посока.
В допълнение към електрохимичните батерии, електричеството може да се съхранява в кондензатори и соленоиди (индуктори).
В зареден кондензатор енергията се съхранява под формата на енергия на диелектричното електрическо поле. Поради факта, че специфичната енергия, съхранявана от кондензатора, е много малка (практически от 10 до 400 J/kg), а продължителността на възможното съхранение на енергия поради изтичането му е малка, този тип акумулатор на енергия се използва само в случаите, когато където е необходимо да се прехвърли електроенергия до потребителя за много кратко време с кратък срок на годност.
В соленоида електрическата енергия се натрупва под формата на енергия на магнитното поле. Следователно този тип устройство за съхранение се нарича електромагнитно. Но времето за изход на енергия от електромагнитните батерии обикновено се измерва дори не в секунди, а в части от секундата.
Зареждането на батерията изисква външен източник на енергия и може да възникнат загуби на енергия по време на процеса на зареждане. След зареждане батерията може да остане в състояние на готовност (в заредено състояние), но дори и в това състояние, част от енергията може да бъде загубена поради произволно разсейване, изтичане, саморазреждане или други подобни явления. Когато енергията се освобождава от батерията, може да възникнат и загуби на енергия; Освен това понякога е невъзможно да се върне цялата натрупана енергия. Някои батерии са проектирани да задържат остатъчна енергия.
Характеристики на батерията
Основната характеристика на батерията е нейният електрически капацитет. Мерната единица за този капацитет е ампер час (Ah), несистемна единица за измерване на електрически заряд.
Въз основа на физическия смисъл, 1 ампер-час е електрически заряд, който преминава през напречното сечение на проводник за един час, когато в него има ток от 1 ампер. Теоретично, заредена батерия с обявен капацитет от 1 Ah е в състояние да осигури ток от 1 ампер за един час (или например 0,1 A за 10 часа, или 10 A за 0,1 час).
На практика капацитетът на батерията се изчислява въз основа на 20-часов цикъл на разреждане до крайното напрежение, което за автомобилните акумулатори е 10,8 V. Например, надписът на етикета на батерията „55 Ah“ означава, че тя може да достави ток от 2,75 ампера за 20 часа, а напрежението на клемите не пада под 10,8 V.
Твърде големият ток на разреждане на батерията води до по-малко ефективно захранване, което нелинейно намалява времето за работа на батерията при този ток и може да доведе до прегряване.
Производителите на батерии понякога посочват съхранената енергия във Wh като капацитет в техническите спецификации. Тъй като 1 W = 1 A * 1 V, тогава ако съхранената енергия е 720 Wh, можем да разделим тази стойност на стойността на напрежението (да речем 12 V) и да получим капацитета в амперчасове (в нашия пример 720 Wh / 12 V = 60 Ах).
Оловно киселинни батерии
В заредено състояние анодът (отрицателният електрод) на такава батерия се състои от олово, а катодът (положителният електрод) се състои от оловен диоксид PbO2. И двата електрода са направени порести, така че площта на техния контакт с електролита да е възможно най-голяма. Дизайнът на електродите зависи от предназначението и капацитета на батерията и може да бъде много разнообразен.
Химичните реакции по време на зареждане и разреждане на батерията са представени с формулата
РbO2 + Рb + 2Н2SO4<—>2РbSO4 + Н2О
За зареждане на батерията теоретично е необходима специфична енергия от 167 W/kg. Следователно същото число изразява неговата теоретична граница на специфичния капацитет за съхранение. Действителният капацитет за съхранение обаче е много по-малък, така че когато е разредена, батерията обикновено произвежда електрическа енергия от приблизително 30 W/kg. Факторите, причиняващи намаляване на капацитета за съхранение, са ясно представени на фиг. 1. Ефективността на батерията (съотношението на енергията, получена по време на разреждане, към енергията, консумирана по време на зареждане) обикновено е в диапазона от 70% до 80%.
Фиг. 1. Теоретичен и действителен специфичен капацитет за съхранение на оловно-киселинна батерия
Различни специални мерки (увеличаване на концентрацията на киселина до 39%, използване на пластмасови структурни части и медни свързващи части и т.н.) наскоро успяха да увеличат специфичния капацитет за съхранение до 40 Wh/kg и дори малко повече.
От горните данни следва, че специфичният капацитет за съхранение на оловна батерия (и също, както ще бъде показано по-късно, други видове батерии) е значително по-нисък от този на първичните галванични клетки. Този недостатък обаче обикновено се компенсира
- възможността за многократно зареждане и в резултат на това приблизително десетократно намаляване на цената на електроенергията, получена от батерията,
- способността да се съставят батерии с много висока енергийна интензивност (ако е необходимо, например до 100 MWh).
Всеки цикъл на зареждане-разреждане е придружен от някои необратими процеси върху електродите, включително бавно натрупване на нередуцируем оловен сулфат в масата на електродите. Поради тази причина, след определен брой (обикновено приблизително 1000) цикъла, батерията губи способността си да се зарежда нормално. Това може да се случи и ако батерията не се използва дълго време, тъй като процесът на електрохимичен разряд (бавно саморазреждане) протича в батерията дори когато тя не е свързана към външна електрическа верига. Оловно-киселинната батерия обикновено губи от 0,5% до 1% от заряда си на ден поради саморазреждане. За да компенсират този процес, електрическите инсталации използват постоянно презареждане при доста стабилно напрежение (в зависимост от вида на батерията, при напрежение от 2,15 V до 2,20 V).
Друг необратим процес е електролизата на водата („кипенето“ на батерията), която се случва в края на процеса на зареждане. Загубата на вода може лесно да се компенсира чрез доливане, но освободеният водород, заедно с въздуха, може да доведе до образуване на експлозивна смес в помещението или отделението за батерията. Трябва да се осигури адекватна и подходяща вентилация, за да се избегне рискът от експлозия.
Други видове батерии
През последните 20 години се появиха херметически затворени оловно-киселинни батерии, които използват желеобразен електролит, а не течен. Такива батерии могат да бъдат инсталирани във всяка позиция и освен това, като се има предвид, че не отделят водород по време на зареждане, те могат да бъдат поставени във всяка стая.
В допълнение към оловните батерии се произвеждат повече от 50 вида батерии, базирани на различни електрохимични системи. Алкалните (с електролит под формата на разтвор на калиев хидроксид КОН) никел-железни и никел-кадмиеви батерии доста често се използват в електроцентралите, чиято ЕДС е в диапазона от 1,35 V до 1,45 V, а специфичната капацитетът за съхранение е в диапазона от 15 Wh/kg до 45 Wh/kg. Те са по-малко чувствителни към колебания в температурата на околната среда и по-малко взискателни към условията на работа. Те също имат дълъг експлоатационен живот (обикновено от 1000 до 4000 цикъла на зареждане-разреждане), но напрежението им се променя по време на разреждане в по-широк диапазон от оловно-киселинните батерии и ефективността им е малко по-ниска (от 50% до 70%).
В литиево-йонните батерии анодът се състои от съдържащ въглерод литиев карбид Li x C 6 в заредено състояние, а катодът е направен от литиев и кобалтов оксид Li 1-x CoO 2. Като електролит се използват твърди литиеви соли (LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4 или други), разтворени в течен органичен разтворител (например етер). Към електролита обикновено се добавя сгъстител (например органосилициеви съединения), което му придава вид на желе. Електрохимичните реакции по време на разреждане и зареждане се състоят от прехода на литиеви йони от един електрод към друг и протичат по формулата
Li x C 6 + Li 1-x CoO 2<—>C6 + LiCoO2
Външната форма на клетките на литиево-йонната батерия може да бъде плоска (подобна на четириъгълни плочи) или цилиндрична (с навити електроди). Произвеждат се и батерии, които използват други анодни и катодни материали. Една от важните области на развитие е разработването на батерии с бързо зареждане.
Има много други видове батерии (общо около 100). Например в системите за захранване на самолети, където теглото на оборудването трябва да бъде възможно най-малко, се използват сребърно-цинкови батерии със специфичен капацитет на съхранение от средно 100 Wh/kg. Най-високият EMF (6,1 V) и най-високият специфичен капацитет за съхранение (6270 Wh/kg) се намират в литиево-флуорните батерии, които обаче все още не са в масово производство.
Първичните галванични елементи са много подходящи за продължителна работа, а батериите могат да се използват както за дългосрочна работа, така и за покриване на краткотрайни и периодични натоварвания. Кондензаторите и индукторите се използват предимно за покриване на импулсни товари и за изравняване на мощността по време на бързи промени в товара. За изравняване на мощността, доставяна към електрическата мрежа от вятърни и слънчеви електроцентрали, могат да се използват комбинации от батерии с ултракондензатори.
Обхватът на приложение на някои устройства за съхранение по отношение на продължителността на натоварване и изходната мощност е характеризиран на фиг. 2.
Батериите иначе се наричат вторични елементи или вторични източници на електрическа енергия. Те се различават от галваничните елементи по това, че не могат да отделят енергия веднага след производството им;
При зареждане на батерия се получава електролиза (разграждане на електролитните молекули на положителни и отрицателни йони, наречени катиони и аниони), придружена от преобразуване на електрическата енергия в химическа енергия. В резултат на този процес на клемите на батерията се създава емф. След зареждане батерията може да служи като източник на ток. По време на процеса на разреждане на батерията, съхранената химическа енергия се преобразува в електрическа. Така батерията съхранява (акумулира) електрическа енергия при зареждане и я освобождава при разреждане.
Киселинни батерии
Киселинните батерии се използват широко както за захранване на радио и телефонно оборудване, така и за захранване на електрическо оборудване на превозни средства.
Киселинната батерия се състои от съд, пълен с електролит, в който има положителни и отрицателни електроди (под формата на плочи), разделени един от друг. Отделни клетки, наречени банки, се комбинират в акумулаторни батерии, които се наричат накратко батерии. Структурата на киселинна батерия е показана на фиг. 28. Корпусът на акумулатора е изработен от електроизолационен и киселинноустойчив материал (стъкло, твърда гума и специални видове пластмаса).
Положителните плочи на киселинните батерии са направени от червен олово (оловен оксид с малко по-високо съдържание на кислород), пресован в оловна решетка. Отрицателните плочи са направени от оловен кал (оловен оксид), пресован в оловна решетка.
За да се избегнат къси съединения, плочите са разделени една от друга с поресто изолиращо уплътнение - сепаратор. За направата на сепаратори се използва дърво (елша, бор, кедър), твърда гума с микроскопични пори (наречена мипор), микропореста пластмаса (мипласт) и др.
Електролитът е разтвор на сярна киселина в дестилирана вода. В зависимост от температурата на околната среда по време на работа на батерията, плътността на електролита трябва да бъде различна.
Плътността на електролита се измерва с хидрометър, който представлява малка тръба, която се разширява надолу. Долната част на хидрометъра има строго определено количество тегло, а горната част има скала, чиито деления показват плътността. Когато хидрометърът се спусне в електролита, той се потапя до разделението, което съответства на плътността на електролита.
Новите фабрични батерии се продават незаредени, като продължителността на тяхната работа зависи от правилното първо зареждане. Нова батерия трябва да се напълни с електролит с плътност 1,12 при температура +20 ° C и да се остави за пет до шест часа, така че активната маса на плочите да се насити с електролит. Пълненето се извършва през фуния в специален отвор за пълнене. Нивото на електролита трябва да бъде 10-15 mm над горния ръб на плочите.
За приготвяне на електролита се използва индустриална сярна киселина с плътност 1,83-1,84, която се разрежда с дестилирана вода. Концентрираната сярна киселина е много отровна и трябва да се работи много внимателно. Електролитът се приготвя в следната последователност. Необходимото количество дестилирана вода се налива в стъклен съд, след което на тънка струя и на малки порции от бутилката във водата се излива сярна киселина, като разтворът се разбърква със стъклена пръчка.
Строго е забранено да се налива вода в сярна киселина, тъй като това ще доведе до бързо кипене и пръскане на киселината във всички посоки. Капки киселина върху ръцете и лицето ви могат да причинят сериозни изгаряния.
Батерията се зарежда с постоянен ток от мрежа за постоянен ток или специален токоизправител.
Токоизправителят трябва да бъде оборудван с реостат или автотрансформатор, който ви позволява да променяте количеството на тока на зареждане. Батерията е свързана към веригата за зареждане, както следва: положителният полюс на батерията (+) е свързан към положителния полюс на токоизправителя (мрежата), а отрицателният извод (-) към отрицателния полюс на токоизправителя (мрежата) . Схемата за зареждане на батерията е показана на фиг. 29.
В зарядната верига е включен амперметър за следене на текущата стойност.
Батериите се зареждат с ток, чиято стойност е посочена от производителя в техническия лист (за стационарни батерии зарядният ток е равен на една петнадесета от капацитета на батерията).
Първото зареждане обикновено продължава 36 часа непрекъснато. След това направете почивка за 3 часа и продължете да зареждате със същия ток още 12 часа. Към края на зареждането електролитът "кипи" (обилно отделяне на газови мехурчета - водород и кислород) и нивото на електролита може да се повиши значително. Излишният електролит трябва да се изсмуче с гумена круша.
Когато напрежението на клемите на един буркан се повиши до 2,3-2,5 V, трябва да измерите плътността на електролита и да го доведете до 1,285.
След приключване на зареждането, новата батерия трябва да се разреди с ток, равен на една двадесета от капацитета на батерията, докато напрежението на всяка банка стане равно на 1,8 e. След това батерията се зарежда за 10-12 часа и след това може пуснат в експлоатация. Напрежението на всяка банка на прясно заредена батерия е 2,6-2,86 V. Напрежението на банката трябва да се измерва със специален волтметър, оборудван с товарно съпротивление, наречен сонда за батерия. За да се предотврати експлозията на детониращ газ, образуван по време на зареждане в резултат на електролиза на вода, сондата може да се използва не по-рано от два до три часа след зареждането.
Напрежението на батерията може да се измери с конвенционален DC волтметър, когато батерията е заредена с ток, равен на нейния капацитет.
В зависимост от предназначението има няколко вида киселинни (оловни) батерии. За захранване на стационарни устройства се използват стационарни батерии, чийто корпус обикновено е изработен от стъкло или дърво, облицован със слой олово.
