Акумулятор - джерело енергії
Відкриття акумулюючого ефекту належить до найважливіших і найзначніших винаходів в області електротехніки.
Ще в 1800 році Алесандро Вольта (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta) (1745-1827) - італійський фізик і фізіолог, один з основоположників вчення про електрику помістив пластини з цинку і міді в кислоту, щоб отримати безперервний електричний струм. Вольта назвав свій винахід «електричний орган». Це був перший хімічний джерело струму на мідно-цинкової парі електродів ( «вольтів стовп» або «батарея Вольта»). У 1802 р німецький фізик Джоан Вільгельм Ріттер (Johann Wilhelm Ritter) (1776-1810) винайшов сухий гальванічний елемент, а в 1803 електричну акумуляторну батарею.
У 1854 році німецький військовий лікар Вільгельм Зінстеден спостерігав наступний ефект: при пропущенні струму через свинцеві електроди, занурені в розведену сірчану кислоту, позитивний електрод покривався двоокисом свинцю PbO2, в той час як негативний електрод піддавався ніяким змінам. Якщо такий елемент замикали потім накоротко, припинивши пропускання через нього струму від постійного джерела, то в ньому з'являвся постійний струм, який виявлявся до тих пір, поки вся двоокис свинцю не розчинялася в кислоті. Таким чином, Зінстеден впритул наблизився до створення акумулятора, проте він не зробив ніяких практичних висновків зі свого спостереження.
Тільки п'ять років по тому, в 1859 році, французький інженер Гастон Планте випадково зробив те ж саме відкриття і побудував перший в історії свинцевий акумулятор. Цим було покладено початок акумуляторної техніки.
З чого складається акумуляторна батарея?
Автомобільна акумуляторна батарея складається з шести окремих елементів, кожен з яких має позитивні і негативні електроди, занурені в електроліт, і зібрані в єдиному корпусі.
Електроліт - це водний розчин сірчаної кислоти. На термін служби акумулятора і його характеристики істотно впливає якість сірчаної кислоти і води, з яких готується електроліт.
Електроди складаються з токоотвода (решітки), що виготовляється з свинцевих сплавів. До складу сплавів входять компоненти, що дозволяють сплаву мати певні ливарні властивості, а також захищати його від корозії. Склад сплаву і форма решітки помітно впливають на характеристики акумулятора. На цю решітку наноситься активна маса (паста), що виготовляється з свинцево-оксидного порошку. Склад і властивості пасти докорінно визначають властивості акумулятора (все одно як тісто визначає властивості пирога).
Сепаратор - роздільник різнополярних електродів один від одного, є важливим компонентом акумулятора, він захищає електроди різної полярності від прямого замикання між собою. Сепаратор з одного боку повинен бути відмінним ізолятором, з іншого він повинен мінімально впливати на внутрішній опір акумулятора і забезпечувати вільний доступ іонів електроліту до електродів.
Корпус акумулятора або батареї (моноблок) повинен відповідати вимогам умов експлуатації, не піддаватися впливу агресивного внутрішнього середовища батареї, бути герметичним не тільки від зовнішнього середовища, але і між елементами всередині батареї.
- Дата виготовлення.
- Позначення батареї.
- Позначення ТУ батареї.
- Номінальна ємність в Ампер-годинах.
- Номінальна напруга в вольтах.
- Розрядний струм в Амперах.
- Маса батареї.
- Знаки полярності.
- Вказівка заходів безпеки
Як підібрати акумулятор?
Напруга на клемах купується батареї повинно бути не менше 12,5 вольт. Щільність у всіх 6-ти банках не менше 1,25 г / см3 (див. Таблицю залежності щільності електроліту від температури на стор. 25) і однаковою у всіх банках. Якщо ж завмер щільності в магазині пов'язаний з певними труднощами, можна обмежитися виміром напруги вольтметром. Воно повинно бути не нижче 12,5 вольт. При імітації стартерного розряду вилкою навантаження (струм близько 160 А) напруга батареї протягом 5-8 с має залишатися в межах 10,5-11 вольт.
Маркування акумулятора повинна мати посилання на стандарт (DIN, SAE, EN. ГОСТ або інші). У маркуванні за стандартом SAE не вказується значення ємності в ампер-годинах (Аг). Вказівка ємності в Ач в стандарті SAE - непряма ознака підробки. Більшість фірм-виробників кодує дату випуску АКБ. Сучасні обслуговуються батареї допускають досить тривале зберігання без істотної втрати своїх споживчих властивостей, тому дата виготовлення менш актуальна. Проте не варто купувати АКБ більше півроку пролежала на складі.
Основними параметрами для вибору АКБ є:
- електрична (номінальна) ємність, Ач;
- полярність;
- пусковий струм, А;
- розміри корпусу АКБ.
Для пуску автомобільного двигуна від АКБ потрібно як необхідний запас енергії - достатня електрична ємність, так і висока потужність при розряді.
Електрична ємність характеризує кількість електрики, яке здатна віддати АКБ при тривалому режимі розряду.
Номінальна електрична ємність - це ємність 20-годинного розряду АКБ. Саме вона вказана на етикетці АКБ. Для визначення номінальної ємності батарею безперервно розряджають при температурі 25 ° С струмом, рівним 0,05С20 (0,05 від величини номінальної ємності) до того моменту, як напруга на клемах 12-вольтової батареї не знизиться до 10,5 В. Наприклад, для АКБ ємністю 60 Ач струм розряду становить 3 А.
Не слід брати нову АКБ з меншою електричної ємністю, ніж рекомендується для даного типу автомобіля. Справа в тому, що при деяких режимах роботи двигуна (холостий хід) і малих денних пробігах автомобіля, АКБ «допомагає» генератору живити включені споживачі. При малої власної електричної ємності глибина розряду при цьому може досягати 40-50%, що призведе до зниження працездатності АКБ в режимі пуску двигуна. Повторювані глибокі розряди приведуть до скорочення ресурсу АКБ.
Таким чином, кожному типу автомобіля необхідно підбирати акумулятор певної ємності.
Пусковий струм вказується відповідно до місткості для кожного типу АКБ і використовується для тестування на відповідність стандарту. Пусковий струм нової батареї повинен бути не нижче, ніж у старій (замінної), при цьому для автомобілів з великим енергоспоживанням слід застосовувати АКБ з великими значеннями пускових струмів, наприклад АКБ «Звір».
Вибір АКБ за габаритними розмірами і полярності визначається відмітними особливостями автомобіля (майданчик під АКБ, довжина проводів). Полярність пряма, коли клема «мінус» праворуч, зворотна, коли клема «плюс» праворуч.
Отже, вибираючи акумулятор, треба враховувати величину пускового струму, значення електричної ємності, розташування полюсних висновків, габаритні розміри (в основному по довжині), і спосіб кріплення АКБ і, природно, репутацію торгової марки і виробника.
Як працює акумулятор?
АКБ складається з шести 2-вольтів елементів, що становить в сумі напруга 12 вольт. Негативні електроди складаються з губчастої свинцю, а позитивні - з двоокису свинцю. Коли до акумулятора підключають навантаження (замикають ланцюг), активна речовина починає взаємодіяти з електролітом. На обох електродах утворюється сульфат свинцю, на позитивному відбувається відновлення, а на негативному - окислення свинцю (вивільнення електронів), а в ланцюзі починає текти електричний струм. На пластинах при цьому осідає сульфат свинцю, а електроліт, відповідно, виснажується. Важливо розуміти, що акумулятор не виробляє електроенергію, - він її накопичує, а потім віддає.
При заряді відбувається перетворення електричної енергії в хімічну, а при розряді - хімічної енергії в електричну. Хімічна реакція відображається простою формулою, але всі процеси, що протікають при заряді і розряді досі вивчені ще не достатньо.
- Акумулятори для ноутбуків
- «Вічний» акумулятор
- Газорекомбінаціонних батареї акумуляторів.
- Економія палива за допомогою акумулятора
- Режим зарядки акумуляторів
- вибір акумулятора
- Акумуляторів багато, а потрібен один
- Догляд за акумулятором
- Нікель-кадмієві акумулятори (NiCad)
Зарядка акумуляторів за допомогою зарядного пристрою
Зарядка акумуляторної батареї поза автомобіля здійснюється:
при падінні щільності електроліту нижче 1,22 г / смз.
при тривалому просте автомобіля, що призводить до падіння щільності електроліту і, як наслідок, до розряду АКБ при тривалої безуспішної спроби завести.
Далі необхідно відкрити заливні горловини в секціях АКБ. З'єднати позитивний полюс батареї (+) з позитивним полюсом зарядного пристрою і негативний полюс (-) батареї з негативним полюсом зарядного пристрою.
Включити зарядний пристрій в мережу. Після закінчення зарядки вимкнення зарядного пристрою і від'єднати клеми, починаючи з негативною (-).
Зарядний струм не повинен перевищувати 1/10 числового значення ємності акумуляторної батареї (наприклад, для акумулятора 12В, 55Ач струм заряду повинен бути не більше 5,5 А).
Виняток становить заряд батареї після глибокого розряду, в цьому випадку застосовується заряд малими струмами 1,5-2А.
Під час заряду періодично перевіряють напругу акумулятора, щільність, температуру електроліту.
Якщо температура електроліту досягає + 45 ° С, силу зарядного струму негайно зменшують наполовину або переривають заряд на час, необхідний для зниження температури електроліту до + 30 ° С.
Акумулятор вважається зарядженим, якщо щільність електроліту і напруга залишаються постійними протягом 2 годин поспіль і спостерігається рівномірне виділення газів з усіх секцій акумулятора.
Після заряду перевірте рівень електроліту в кожній секції АКБ і при необхідності долийте дистильованої води.
- Автоінвертори 12 -> 220В
- Як вибрати акумулятор для мобільного тел ..
- Акумулятори для мобільних пристроїв
- Акумулятори
- Призначення стартерних акумуляторних бата ..
- розряд акумулятора
- Створення акумуляторів з високим утриманні.
- Літій-полімерні (Li-Pol) акумулятори
- Енергія і потужність акумулятора
Нікель-кадмієвий (Ni-Cd)
Перша нікель-кадмієві акумуляторна батарея була винайдена Вальдемаром Янгер (Waldmar Jungner) понад 100 років тому - в далекому 1899 році. Це був відкритий акумулятор, в якому внутрішні гази, що виділяються під час заряду, випускалися в атмосферу. У той далекий час нікель і кадмій, які використовуються в акумуляторі, були дороги, тому такі батареї не набули широкого поширення. Тільки після війни - в 1947 році - був винайдений герметичний Ni-Cd акумулятор. В такому акумуляторі виділяються гази не виводилися назовні, а рекомбинировали всередині. Крім того, всередину пористого пластинчастого нікелевого електрода були введені активні матеріали, що дозволило поліпшити параметри Ni-Cd акумуляторів і значно знизити вартість їх виробництва. З тих пір конструкція Ni-Cd батарей істотно не змінювалася.
Нікель-металогідридний (Ni-MH)
Ni-MH акумулятори розроблялися як заміна нікель-кадмієвих. Робота над ними почалася в 70-і роки, проте металлогидрідниє з'єднання, достатньо стійкі для застосування в акумуляторах, були знайдені тільки в 80-х. І, починаючи з кінця 80-х, характеристики Ni-MH акумуляторів постійно поліпшуються. Зараз Ni-MH акумулятори практично замінили нікель-кадмієві в побутових приладах. Це один з найпоширеніших типів акумуляторів. Вони мають на 30-40% більшу енергетичну щільністю і екологічно нешкідливі, так як не містять кадмій.
- Все про акумуляторах. Акумулятори для мобіл.
- Як підібрати акумулятор
- У світі акумуляторів
- Інструкція по експлуатації АКБ
- Як визначити полярність вашого акумулятор.
- Ni-Cd і Ni-MH акумулятори: історія, опис та п ..
- Акумулятори замість батарейок
- Методика тестування акумуляторів і бата.
- «ПАТРІОТ» - це нова акумуляторна батар ..
Це мимовільна втрата акумулятором запасеної енергії з плином часу після того, як він був повністю заряджений. Явище саморазряда притаманне всім типам акумуляторів, незалежно від їх електрохімічної системи. Для кількісної оцінки саморазряда використовується величина втраченої акумулятором за певний час енергії, виражена у відсотках від значення, отриманого відразу після заряду. Саморозряд максимальний в перші 24 години після заряду, а потім значно зменшується. Тому оцінюється саморазряд за одну добу і за один місяць після заряду. Слід також зазначити, що величина саморозряду залежить від температури, зі збільшенням навколишньої температури саморазряд збільшується. Наприклад, при збільшенні температури з 20 до 30 градусів саморазряд збільшується майже в 2 рази. Для справних Ni-Cd акумуляторів вважається допустимим саморозряд до 10% протягом перших 24 годин після закінчення заряду, для Ni-MH - трохи більше, а для Li-Ion, як і для Li-Pol, дуже малий і оцінюється тільки за місяць. За такий період Ni-Cd акумулятори втрачають до 20% запасеної енергії, Ni-MH - до 30%, a Li-Ion - не більше 10%. Термін служби акумулятора характеризується кількістю циклів заряду / розряду, яке він витримує в процесі експлуатації без значного погіршення своїх основних параметрів: ємності, саморазряда і внутрішнього опору. Також термін служби визначається часом, що пройшов з дня виготовлення, особливо для Li-Ion акумуляторів. Акумулятор, як правило, вважається що з ладу після зменшення його ємності до 60% - 80% від номінального значення. Термін служби акумулятора залежить від різних чинників: від його електрохімічної системи, від методів заряду і глибини розряду, від умов експлуатації і обслуговування.