Аккумуляторная батарея

Аккумулятор – химический источник электрической энергии, в котором при прохождении по нему электрического тока от генератора происходит преобразование электрической энергии в химическую. В этот период происходит заряд аккумулятора, и в нём запасается (аккумулируется) химическая энергия. При подключении к выводам аккумулятора потребителей происходит разряд аккумулятора. За время разряда химическая энергия преобразуется в электрическую. Аккумуляторная батарея служит для питания электрической энергией приборов зажигания, пуска двигателя, освещения, сигнализации при неработающем двигателе. При рабочем двигателе аккумуляторная батарея питает потребителя одновременно с генератором, когда потребляемая сила тока превышает силу тока, отдаваемую генератором.

Устройство аккумуляторной батареи. Бак аккумуляторной батареи изготавливают из эбонита или кислотостойкой пластмассы. Перегородки делят бак на 6 отсеков. В каждый отсек устанавливается полублок положительный и полублок отрицательной пластин. Пластины полублоков опираются на рёбра. Каждая пластина состоит из свинцовой решётки, в которую вмазывают активную массу, приготовленную из свинцового порошка и водного раствора серной кислоты. Активная масса обладает большой пористостью, что увеличивает кол-во свинца, участвующего в реакции с электролитом, а поэтому повышается ёмкость аккумулятора. Для увеличения ёмкости и уменьшения внутреннего сопротивления в каждом аккумуляторе полублоки имеют по нескольку положительных и отрицательных пластин. Пластины полублока соединены между собой параллельно, и приварены к соединительной пластине штыря. Положительные пластины аккумулятора введены между отриц., при том отриц. На одну больше. Это необходимо для уменьшения коробления главной положительной пластины. Между положительной и отрицательной пластинами устанавливают сепараторы, которые не позволяют соприкасаться разноимённым пластинам. Сепараторы изготавливают из микропористой пластмассы ( мипормипласт) или стекловолокно. Ребристая сторона сепаратора обращена к положительным пластинам, что обеспечивает лучший приток электролита в поры активной массы пластины, а поэтому повышается ёмкость аккумулятора. Над пластинами каждого аккумулятора устанавливают пластмассовый щиток с отверстиями, предохраняющие верхнюю часть сепаратора от повреждений стеклянной трубкой или наконечник денсиметра при проверке уровня и плотности электролита. Крышка аккумулятора имеет 4 отверстия. Два крайних: для установки штырей полублоков пластин, заливочная, закрываемая пробкой, и отверстия для выхода водорода и кислорода из аккумулятора в атмосферу. Зазор между крышкой и стенками бака уплотняется кислотоупорной мастикой, предотвращая выплёскивание электролита и попадание грязи в электролит аккумулятора. Два крайних штыря называют выводами. Они имеют коническую форму, что облегчает снятие и установку наконечников проводов. «+» вывод толще «-«. На торцах «+»вывода выбивают знак +, а на торцах «-« выбивают -. Аккумуляторы в батарее соединены последовательно свинцовыми перемычками, которые приварены к штырям. Заводы выпускают аккумуляторные батареи с сухими заряжёнными пластинами. Достаточно залить электролит нужной плотности, чтобы привести аккумуляторную батарею в рабочее состояние. Электролит приготавливают из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды.

Плотность электролита определяют при помощи денсиметра, помещённого в стеклянной трубке. На трубку надета резиновая груша, а с другой стороны вставлена резиновая пробка с пластмассовым наконечником. Каждое деление денсиметра соответствует плотности 0.01 г\см*. после засасывания электролита в трубку денсиметр всплывает, и по делению шкалы, совпадающем с уровнем электролита определяет его плотность. Плотность электролита зависит от температуры. На каждые 15*С изменение температуры плотность электролита изменяется на 0.01г\см*. поэтому при измерении плотности с температурой электролита выше 15*С к показанию денсиметра прибавляют, а при температуре ниже 15*С вычитают. Аккумуляторная батарея при работе двигателя заряжается постоянным током от генератора. При заряде аккумуляторной батареи вследствие химической реакции в аккумуляторах электрическая энергия преобразуется в химическую энергию активных масс пластин. Активная масса положительных пластин превращается в двуокись свинца PbO2 тёмно-коричневого цвета, а отрицательных пластин в чистый губчатый свинец(Pb) серого цвета. Во время заряда повышаются плотность электролита, ЭДС и напряжение аккумуляторов. Для аккумуляторных батарей, эксплуатируемых в климатической зоне с умеренной температурой, в конце заряда плотность электролита увеличивается до 1.27 г\см*, а ЭДС одного аккумулятора – до 2.11V. ЭДС аккумулятора зависит только от плотности электролита. Чем больше плотность, тем больше ЭДС, а следовательно, и напряжение аккумулятора. В конце заряда, когда вся активная масса положительных пластин превратится в двуокись свинца, PbO2 а отрицательной пластин – в губчатый свинец будет происходить бесцельное разложение воды в электролите на водород и кислород . газы, выделяясь в воздух, создадут бурдение электролита – «кипение». По этому признаку определяют конец заряда аккумуляторной батарей. При разряде аккумуляторной батареи химическая энергия активных масс пластин преобразуется в электрическую энергию. Во время разряда активная масса положительной и отрицательной пластин превращается в сернокислый свинец , называемый сульфатом свинца. Положительные пластины становятся светло-коричневого цвета, а отрицательная – светло-серого. При разряде аккумуляторной батареи плотность электролита уменьшается с 1.27г\см* до 1.11 г\см*. Следовательно, при 100% разряде плотность электролита уменьшается на 0.16г\см*. с уменьшением плотности электролита уменьшаются ЭДС и напряжение аккумулятора. Разряд батареи прекращают, когда напряжение на зажимах одного аккумулятора понизится до 1.75V, в на выводах батареи до 10.5V. при дальнейшем разряде напряжение аккумуляторной батареи резко падает до 0V, а на пластинах образуются крупные труднорастворимые кристаллы сульфата свинца, из-за чего снижается ёмкость батареи. Ёмкость определяется количеством электричества в ампер. Часах, которые полностью заряжённая батарея отдаёт при разряде силы тока, равной 1\20 ёмкости до напряжения 1.75V на одном аккумуляторе при температуре +25*С. Ёмкость всей батареи равна ёмкости одного аккумулятора, так как все они соединены последовательно только для увеличения рабочего напряжения. Ёмкость аккумулятора увеличивается при большем кол-ве и размере пластин, большей пористости активной массы пластин, большей температуры электролита. Ёмкость также зависит от t электролита. И силе разряда тока. С понижением t увеличивается вязкость электролита, и он не проникает глубоко в поры активной массы. Поэтому в реакции участвуют только верхние слои активной массы, что является причиной уменьшения ёмкости. Кроме того, с увеличением силы разрядного тока на поверхности пластин образуются крупные кристаллы сульфата свинца, которые препятствуют контакту активной массы с электролитом, а поэтому уменьшается ёмкость батареи. Обозначение аккумуляторных батарей.