Кислотные и щелочные аккумуляторы.
Аккумулятор – химический источник тока, обладающий способностью накапливать и сохранять в течение некоторого времени электрическую энергию и по мере необходимости отдавать её во внешнюю цепь.
Аккумулятор сам не производит электрическую энергию. Он только накапливает её при заряде: пропускание тока от постороннего источника сопровождается превращением электрической энергии в химическую, в результате, аккумулятор сам становится источником тока.
При разряде аккумулятора накопленная электрическая энергия расходуется в подключённой к нему внешней цепи (химическая энергия преобразуется в электрическую).
При правильной эксплуатации аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов заряда и разряда.
В зависимости от состава электролита различают:
· и щелочные аккумуляторы.
Простейший кислотный аккумулятор состоит из двух свинцовых электродов, погруженных в раствор серной кислоты.
Процессы, проходящие в кислотном аккумуляторе, можно представить следующим уравнением:
PbSO4 —сернокислый свинец (сульфат свинца).
Рисунок 4.2. Прохождение через электролит положительных и отрицательных ионов при а) разряде и б) заряде кислотного аккумулятора
На локомотивах и электропоездах наибольшее распространение получили щелочные аккумуляторы (значительно больший срок службы, чем у кислотных).
Полностью заряженный аккумулятор имеет э.д.с. около 2,2 В, приблизительно такое же напряжение на его зажимах, так как внутреннее сопротивление очень мало.
При разряде напряжение быстро падает до 1,8–1,7 В, при этом напряжении разряд прекращается во избежание повреждения.
Дата добавления: 2016-04-22 ; просмотров: 1223 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Кислотные и щелочные аккумуляторы.
Аккумулятор – химический источник тока, обладающий способностью накапливать и сохранять в течение некоторого времени электрическую энергию и по мере необходимости отдавать её во внешнюю цепь.
Аккумулятор сам не производит электрическую энергию. Он только накапливает её при заряде: пропускание тока от постороннего источника сопровождается превращением электрической энергии в химическую, в результате, аккумулятор сам становится источником тока.
При разряде аккумулятора накопленная электрическая энергия расходуется в подключённой к нему внешней цепи (химическая энергия преобразуется в электрическую).
При правильной эксплуатации аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов заряда и разряда.
В зависимости от состава электролита различают:
· и щелочные аккумуляторы.
Простейший кислотный аккумулятор состоит из двух свинцовых электродов, погруженных в раствор серной кислоты.
Процессы, проходящие в кислотном аккумуляторе, можно представить следующим уравнением:
PbSO4 —сернокислый свинец (сульфат свинца).
Рисунок 4.2. Прохождение через электролит положительных и отрицательных ионов при а) разряде и б) заряде кислотного аккумулятора
На локомотивах и электропоездах наибольшее распространение получили щелочные аккумуляторы (значительно больший срок службы, чем у кислотных).
Полностью заряженный аккумулятор имеет э.д.с. около 2,2 В, приблизительно такое же напряжение на его зажимах, так как внутреннее сопротивление очень мало.
При разряде напряжение быстро падает до 1,8–1,7 В, при этом напряжении разряд прекращается во избежание повреждения.
Щелочные аккумуляторы.
Наиболее распространены никель-железные (НЖ) и никель-кадмиевые (НК) щелочные аккумуляторы. В тех и других активная масса положительного электрода в заряженном состоянии состоит из гидрата окиси никеля NiOOH, к которому добавляют графит и окись бария.
Графит увеличивает электропроводность активной массы, а окись бария – срок службы. Активная масса отрицательного электрода никель-железного аккумулятора состоит из порошкового железа с добавками, а никель-кадмиевого аккумулятора из смеси порошкового кадмия и железа. Электролитом служит раствор едкого калия с примесью моногидрата лития, которая увеличивает срок службы аккумулятора.
Электрохимические реакции, протекающие при заряде и разряде щелочного аккумулятора, можно представить следующими уравнениями:
2Ni(OOH)+2KOH+Fe 
2Ni(OH)2+2KOH+Fe(OH)2
2Ni(OOH)+2KOH+Cd 2Ni(OH)2+2KOH+Cd(OH)2
Ni(OОH) –гидрат окись никеля;
КОН – едкий калий.
Рисунок 4.3. Полублоки отрицательных и положительных пластин (а) и общий вид (б)
никель-железного аккумулятора ТПНЖ, применяемого на тепловозах:
1 – выводной штырь; 2 – шпилька; 3 – положительные пластины; 4 – стальные никелерованные рамки (ламели); 5 – сепараторы; 6 – отрицательные пластины; 7 – корпус;
8 – резиновый чехол; 9 – отверстие с пробкой для заливки электролита
|
Полностью заряженный аккумулятор имеет э.д.с. приблизительно 1,45 В. Вследствие большого внутреннего сопротивления его напряжение при разряде значительно меньше этого значения. При разряде напряжение быстро падает до 1,3 В, затем медленно до 1 В. Разряжать ниже этого напряжения запрещается.
Преимущества щелочных аккумуляторов:
· при их изготовлении не используется дефицитный свинец;
· они обладают большей выносливостью и механической прочностью, не боятся сильных токов разряда, тряски, ударов и даже коротких замыканий;
· при длительном бездействии несут малые потери на саморазряд и не портятся, имеют большой срок службы;
· при работе выделяют меньшее количество вредных газов и испарений;
· имеют меньший вес;
· менее требовательны в отношении постоянного квалифицированного ухода.
Недостатками являются:
· более низкий к.п.д.
· более высокая стоимость.
1. Каково назначение аккумулятора?
2. Принцип работы кислотного аккумулятора.
3. Принцип работы щелочного аккумулятора.
4. Достоинства щелочных аккумуляторов.
5. Недостатки щелочных аккумуляторов.
6. Чему равна э.д.с. полностью заряженного аккумулятора?
7. Из чего состоит простейший кислотный аккумулятор?
8. Как называются устройства, преобразующие химическую энергию в электрическую?
9. Что такое электролит?
10. Что такое электролиз?
11. На какие составляющие распадается молекула серной кислоты?
12. Из чего состоит гальванический элемент Вольта?
13. Как происходит поляризация элемента?
14. Какое воздействие оказывают ионы водорода на работу аккумуляторной батареи?
15. Что такое сухой гальванический элемент?
16. Как проходит электрический ток в жидких проводниках?
17. Какова конструкция кислотных аккумуляторов?
18. Расскажите об устройстве щелочных аккумуляторов.
19. Каким образом заряжают аккумуляторы?
20. Что служит признаком конца заряда у кислотного аккумулятора?
21. Что служит признаком конца заряда у щелочного аккумулятора?
22. Как соединяют аккумуляторы в батарею?
4.3. Способы соединения аккумуляторов в батарею
Последовательное: когда минус каждого предыдущего источника соединен с плюсом последующего. По второму закону Кирхгофа результирующая э.д.с. равна сумме э.д.с. отдельных аккумуляторов. Чем больше аккумуляторов в цепи, тем больше напряжение на приёмниках.
Если батарея будет замкнута на внешнее сопротивление R, то
I=nEa/Ron+R.
Последовательно соединяют аккумуляторы, когда напряжение потребителя выше напряжения одного аккумулятора.
Параллельное: когда положительные зажимы нескольких аккумуляторов соединяют между собой и выводят на общий плюс, и отрицательные зажимы соединяют между собой и выводят на общий минус.
|
Параллельное соединение применяют, когда напряжение потребителя равно напряжению одного аккумулятора, а ток, необходимый потребителю, больше разрядного тока одного аккумулятора.
Рисунок 4.6. Последовательное (а) и параллельное (б) соединение аккумуляторов
Смешанное соединение применяется, когда аккумуляторы не обеспечивают возможности получения необходимого тока и напряжения. На рис. 4.7 в каждой из двух параллельных групп аккумуляторной батареи имеется по два последовательно соединённых аккумулятора.
|
Аккумуляторные батареи в большинстве случаев составляются из последовательно соединённых аккумуляторов. Смешанное и параллельное соединение аккумуляторов применяют редко, т.к. трудно обеспечить равномерное распределение тока между параллельными ветвями.
1. Какие виды соединения аккумуляторов Вы знаете?
2. В чём суть последовательного соединения аккумуляторов?
3. Какое соединение аккумуляторов называется параллельным?
4. Какое соединение аккумуляторов называется смешанным?
Источник
Различия между кислотными и щелочными аккумуляторами.
На складах и заводах, как всем известно, большой объём работы, грузы всевозможной весовой категории, зачастую без подъёмной техники, например, погрузчиков или штабелеров, просто не обойтись. Данная техника работает благодаря тяговым аккумуляторам, стоит заметить, что тяговые батареи подразделяются на несколько наиболее известных видов – кислотные, щелочные и литий-ионные. Однако, сегодня мы разберем основные отличительные особенности между щелочными и кислотными аккумуляторами.
Для начала разберем устройство каждого из представленных аккумуляторов.
Устройство кислотного аккумулятора. Первое, на что стоит обратить внимание, это то, что тяговый кислотный аккумулятор, как правило, состоит из двух групп свинцовых пластин, которые по своему внешнему виду напоминают решётку, при этом сами пластины помещены в серную кислоту.
Теперь рассмотрим устройство щелочного аккумулятора. В данном типе, в основном используются никелевые или железные пластины, которые помещены в раствор едкого калия. Пластины изготавливаются из никелированного железа, с большим количеством отверстий. В качестве электролита у щелочных тяговых аккумуляторов выступает раствор щёлочи.
Одним из немаловажных факторов в сравнении двух вышеперечисленных батарей является – переносимость нагрузок.
В этом вопросе отдельно стоит выделить кислотный тип батарей, так как напряжение одного аккумулятора составляет 2 В., когда как, у щелочных всего 1,25 В. (Не стоит забывать, что батарея состоит из аккумуляторов. Модели батарей могут состоять из различного количества аккумуляторов, которые, чаще всего встречаются в диапазоне от 6 до 48 штук.)
Но при этом, при больших отрицательных температурах щелочные батареи свои свойства сохраняют гораздо лучше, нежели кислотные. Сохранение данных свойств во многом зависит от должного обслуживания батареи, а также необходимой качественной подзарядкой. Информируем о том, что устройство зарядки для щелочных батарей довольно таки дорогостоящее. Чтобы зарядное устройство работало гораздо дольше, нужно помнить о том, что щелочные аккумуляторы не стоит доводить до глубокой разрядки и зарядки, всё должно быть в меру.
Далее поговорим об одном из главных критериев в сравнении щелочных и кислотных батарей – срок службы!
В данном вопросе предпочтение с лёгкостью можно отдать щелочным видам батарей. Как мы ранее говорили, щелочные типы при долгом простое сохраняют свои свойства и характеристики эффективнее кислотных. Стойкость никель-железных пластин щелочной батареи гораздо лучше, нежили кислотной, у которой пластины более хрупкие, так как изготавливаются они из свинца с добавками сурьмы. За счёт этого, они подвержены ломкости, соответственно, к кислотным видам батарей стоит относится бережно.
Так же нельзя оставить без внимания моменты по уходу за каждым типом АКБ.
Сначала разберем кислотные батареи:
- Ни в коем случае нельзя оставлять разряженный АКБ более, чем на сутки. Если все же планируется простой, то при дальнейшем хранении батареи необходимо сделать следующее – аккумулятор следует немного разрядить, затем слить старый электролит и, желательно, промыть пластины дистиллированной водой.
- Заряд батареи не должен падать ниже 1,8 В.
- Зарядка аккумулятора происходит при открытых банках, до того момента пока в каждый не начнёт одинаково кипеть электролит.
- Если ваш заряженный аккумулятор некоторое время был в инертном состоянии, то через некоторое время его следует подзарядить.
Основные моменты по эксплуатации щелочных АКБ:
- При зарядке щелочной батареи крышки необходимо обязательно снимать для того, чтобы не допустить перегрева и, как следствие, разрушение аккумулятора. Соответственно, после полной зарядки, их нужно поставить на место.
- Заряд аккумулятора не должен падать ниже 1,1 В.
- По истечении каждого года во время эксплуатации необходимо заново заливать электролит, а в течение года подливать дистиллированную воду.
- Если заряженная батарея некоторое время была в инертном состоянии, то через некоторое время её необходимо подзарядить.
И самое главное, на что обращают свое внимание большинство пользователей батарей – это ценовая политика.
В данном вопросе предпочтение отдаётся кислотным видам аккумуляторов за счёт своей низкой стоимости. Во внимание можно взять даже тот фактор, что они намного лучше переносят сильную разрядку и, соответственно, зарядку с нуля. Поэтому им не нужны особенные или специальные зарядки, а подойдут самые обыкновенные и дешёвые.
Пришла пора делать выводы всему вышеперечисленному – если у вас производство не стоит на месте, и соответственно, вы проводите обслуживание батареи на регулярной основе, то кислотный аккумулятор определенно вам подойдет. Если все же на производстве случаются простои, а батарея обслуживается не регулярно, то лучше приобрести щелочной аккумулятор!
- Россия г Великие Луки
- пр-т Гагарина 9, к.1, офис 4
- Тел./Факс: +7 (81153) 3-62-65
- Тел.: 8 800 200 60 10
- Электронная почта: info@kurs60.ru
- Время работы: 8:30 — 17:30 (по Мск.)
Моб. тел. (Whatsapp, Viber):
Представительство г. Москва
Тел.: +7 (495) 197-63-55
Источник