EMF akumulatora u odnosu na gustinu elektrolita. Električne karakteristike baterija. Elektromotorna sila baterije

Baterije su napunjene sumpornom kiselinom i tokom normalnog ciklusa punjenja-pražnjenja oslobađaju eksplozivne gasove (vodonik i kiseonik). Da biste izbjegli ozljede ili štetu na vašem vozilu, uvijek slijedite ove sigurnosne smjernice:

1. Prije radova na bilo kojoj električnoj komponenti vozila, odspojite kabel za napajanje iz negativnog terminala akumulatora. Sa isključenim negativnim napojnim kablom, svi električni krugovi u vozilu će biti otvoreni kako bi se osiguralo da bilo koja električna komponenta nije slučajno kratko spojena na masu. Električna iskra stvara potencijalne ozljede i opasnost od požara.
2. Svi radovi koji uključuju bateriju moraju se izvoditi sa zaštitnim naočalama.
3. Nosite zaštitnu odjeću za zaštitu od kontakta kože sa sumpornom kiselinom sadržanom u bateriji.
4. Nemojte kršiti sigurnosne smjernice navedene u procedurama održavanja kada rukujete opremom koja se koristi za održavanje i testiranje. punjive baterije.
5. Strogo je zabranjeno pušiti ili koristiti otvoreni plamen u neposrednoj blizini baterije.

Održavanje baterije

Rutinsko održavanje baterije sastoji se od provjere čistoće kućišta baterije i, ako je potrebno, dodavanja čiste vode. Svi proizvođači baterija preporučuju korištenje destilovane vode u tu svrhu, ali ako nije dostupna, može se koristiti čista voda za piće s niskim udjelom soli. Pošto je voda jedina potrošna komponenta u bateriji, nemojte dodavati kiselinu u bateriju. Dio vode iz elektrolita izlazi tokom punjenja i pražnjenja baterije, ali kiselina koja se nalazi u elektrolitu ostaje u bateriji. Nemojte prepuniti bateriju elektrolitom, jer će u tom slučaju normalno mjehuriće (gasovanje) koje se javlja u elektrolitu tokom rada baterije dovesti do curenja elektrolita, uzrokujući koroziju terminala baterije, njenih montažnih nosača i posude. Baterije treba napuniti elektrolitom otprilike jedan i po inča (3,8 cm) ispod vrha grla za punjenje.

Kontakti kablova za napajanje spojenih na bateriju i terminali same baterije moraju se pregledati i očistiti kako bi se izbjegao pad napona na njima. Jedan od uobičajenih razloga zašto se motor ne pokreće jesu labavi ili korodirani igovi kabla za napajanje spojeni na terminale akumulatora.

Rice. Jako korodiran terminal baterije

Rice. Utvrđeno je da je ovaj kabel za napajanje, spojen na bateriju, jako korodiran ispod izolacije. Iako je korozija progutala izolaciju, to je ostalo nezapaženo sve dok kabel nije temeljito pregledan. Ovaj kabel mora biti zamijenjen

Rice. Pažljivo provjerite sve terminale baterije na znakove korozije. U ovom automobilu dva kabla za napajanje su spojena na pozitivni terminal akumulatora dugim vijkom. To je čest uzrok korozije koji uzrokuje neuspjeh pokretanja električnog motora.

Merenje EMF baterije

Elektromotorna sila(EMF) je razlika potencijala između pozitivne i negativne elektrode baterije kada je vanjski krug otvoren.

Vrijednost EMF zavisi uglavnom od elektrodnih potencijala, tj. o fizičkim i kemijskim svojstvima tvari od kojih su napravljene ploče i elektrolit, ali ne ovisi o veličini ploča baterije. EMF kiselinske baterije također ovisi o gustini elektrolita.

Mjerenje elektromotorne sile(EMF) baterije pomoću voltmetra je jednostavan način da se odredi stanje njene napunjenosti. EMF baterije nije pokazatelj koji garantuje performanse baterije, ali ovaj parametar potpunije karakteriše stanje baterije nego samo njen pregled. Punjiva baterija koja izgleda dobro, možda zapravo nije tako dobra kao što zvuči.

Ova provjera se zove mjerenje napona u otvorenom modu (EMF test) baterije jer se mjerenje vrši na terminalima baterije bez opterećenja na njega priključenog, pri nultoj potrošnji struje.

1. Ako se provjera vrši odmah po završetku punjenja baterije ili u automobilu na kraju putovanja, prije mjerenja potrebno je osloboditi akumulator od polarizacionog EMF-a. Polarizacioni EMF je povećan, u poređenju sa normalnim, napon, koji se javlja samo na površini ploča baterije. EMF polarizacije brzo nestaje kada baterija radi pod opterećenjem, tako da ne daje tačnu procjenu stanja napunjenosti baterije.
2. Da biste oslobodili bateriju od EMF polarizacije, upalite prednja svjetla u režimu dugih svjetala na jedan minut, a zatim ih ugasite i pričekajte nekoliko minuta.
3. Sa ugašenim motorom i svom drugom električnom opremom, sa zatvorenim vratima (tako da se unutrašnja svjetla ugase), priključite voltmetar na terminale akumulatora. Povežite crvenu, pozitivnu žicu voltmetra na pozitivni terminal akumulatorske baterije, a crnu negativnu žicu na njen negativni terminal.
4. Zabilježite očitavanje voltmetra i uporedite ga sa tablicom stanja napunjenosti baterije. Tabela u nastavku je pogodna za procjenu stanja napunjenosti baterije prema veličini EMF-a na sobnoj temperaturi - od 70 °F do 80 °F (od 21 °C do 27 °C).

sto

EMF akumulatorske baterije (V)	Država zaduženja
12,6V i više	100% napunjeno
12,4	75% naplaćeno
12,2	50% naplaćeno
12	Naplaćeno 25%
11.9 i niže	Otpušten

Rice. Voltmetar pokazuje napon baterije jednu minutu nakon uključivanja farova (a). Nakon gašenja farova, napon izmjeren na bateriji brzo se vratio na 12,6 V (b)

BILJEŠKA

Ako voltmetar daje negativno očitanje, tada se ili baterija puni obrnutim polaritetom (i tada se mora zamijeniti), ili je voltmetar spojen na bateriju obrnutim polaritetom.

Mjerenje napona baterije pod opterećenjem

Jedan od najpreciznijih načina za određivanje zdravlja baterije je mjerenje napona baterije pod opterećenjem. Većina testera za pokretanje i punjenje automobilskih baterija koristi ugljični reostat kao opterećenje baterije. Parametri opterećenja su određeni nazivnim kapacitetom testirane baterije. Nazivni kapacitet akumulatorske baterije karakterizira udarna struja koju baterija može pružiti na temperaturi od 0°F (-18°C) u trajanju od 30 sekundi. Ranije je korištena karakteristika nazivnog kapaciteta baterija u amper-satima. Mjerenje napona akumulatorske baterije pod opterećenjem vrši se pri vrijednosti struje pražnjenja koja je jednaka polovini nazivne CCA struje akumulatorske baterije ili tri puta većoj od nazivnog kapaciteta akumulatorske baterije u amper-satima, ali ne manje preko 250 ampera. Mjerenje napona baterije pod opterećenjem vrši se nakon provjere stepena napunjenosti pomoću ugrađenog hidrometra ili mjerenjem EMF baterije. Baterija mora biti napunjena najmanje 75%. Odgovarajuće opterećenje je priključeno na bateriju i nakon 15 sekundi rada baterije pod opterećenjem, očitanja voltmetra se snimaju sa priključenim opterećenjem. Ako je baterija dobra, očitavanje voltmetra treba da ostane iznad 9,6 V. Mnogi proizvođači baterija preporučuju da se mjerenje obavi dva puta:

• prvih 15 sekundi rada baterije pod opterećenjem koristi se za oslobađanje polarizacionog EMF-a
• drugih 15 sekundi - da biste dobili pouzdaniju procjenu stanja baterije

Između prvog i drugog ciklusa punjenja potrebno je napraviti odgodu od 30 sekundi kako bi se baterija oporavila.

Rice. Tester karakteristika pokretanja i punjenja automobilskih baterija, koji je objavio Bear Automotive, automatski uključuje testiranu bateriju u rad pod opterećenjem na 15 sekundi kako bi uklonio EMF polarizaciju, zatim isključuje opterećenje na 30 sekundi da bi se baterija vratila i ponovo povezuje opterećenje za 15 sekundi. Tester prikazuje informacije o stanju baterije

Rice. Sun Electric VAT 40 (voltammetar, model 40) tester spojen na bateriju za testiranje opterećenja. Operater, koristeći regulator struje opterećenja, postavlja vrijednost struje pražnjenja prema očitanju ampermetra, jednaku polovini nazivne struje CCA baterije. Baterija radi pod opterećenjem 15 sekundi i na kraju ovog vremenskog intervala, napon baterije izmjeren sa priključenim opterećenjem mora biti najmanje 9,6 V

BILJEŠKA

Neki testeri mjere kapacitet baterije kako bi odredili stanje napunjenosti i zdravlje baterije. Slijedite proceduru ispitivanja koju je odredio proizvođač opreme za ispitivanje.

Ako baterija ne prođe test opterećenja, napunite i ponovo testirajte. Ako drugi test ne uspije, potrebno je zamijeniti bateriju.

Punjenje baterije

Ako je baterija jako prazna, potrebno ju je ponovo napuniti. Punjenje baterije, kako bi se izbjegla oštećenja uslijed pregrijavanja, najbolje je obavljati u standardnom načinu punjenja. Za objašnjenje standardnog načina punjenja baterije pogledajte sliku.

Rice. Ovaj punjač je prilagođen za punjenje baterije sa nominalnom strujom punjenja od 10 A. iskrivljenje ploča baterije

Imajte na umu da punjenje potpuno ispražnjene baterije može potrajati osam sati ili više. U početku je potrebno održavati struju punjenja na oko 35 A 30 minuta kako bi se olakšao početak procesa punjenja baterije. U režimu ubrzanog punjenja, baterija se zagrijava i povećava rizik od savijanja ploča baterije. U režimu pojačanog punjenja dolazi i do povećanog stvaranja plinova (evolucija vodika i kisika), što predstavlja opasnost po zdravlje i požar. Temperatura baterije ne smije prijeći 125 °F (52 °C, baterija je vruća na dodir). Preporučljivo je, u pravilu, puniti akumulatore strujom punjenja koja je jednaka 1% nazivne vrijednosti CCA-struje.

• Način pojačanog punjenja - 15A Max
• Standardni način punjenja - maksimalno 5A

To se može dogoditi svakome!

Vlasnik Toyota auto odvojio bateriju. Nakon povezivanja novog akumulatora, vlasnik je primetio da se upalila žuta lampica upozorenja vazdušnog jastuka na komandnoj tabli i da je radio blokiran. Vlasnik je kupio polovni automobil od trgovca i nije znao tajni četverocifreni kod potreban za otključavanje radija. Primoran da traži rješenje za ovaj problem, nasumično je pokušao s tri različita četverocifrena broja u nadi da će jedan od njih uspjeti. Međutim, nakon tri neuspješna pokušaja radio se potpuno ugasio.

Frustrirani vlasnik je kontaktirao prodavca. Rešavanje problema koštalo je više od tri stotine dolara. Za resetovanje alarma vazdušnog jastuka bio je potreban poseban uređaj. Radio je morao biti skinut iz auta i poslat u drugu državu, u ovlašteni servis, a po povratku je ponovo ugrađen u auto.

Stoga, prije nego što odspojite bateriju, svakako to uskladite s vlasnikom automobila - morate se uvjeriti da vlasnik zna tajni kod za uključivanje kodiranog radija, koji se istovremeno koristi u sigurnosnom sistemu automobila. Možda će biti potrebno koristiti uređaj za rezervnu kopiju radio memorije s isključenom baterijom.

Rice. Evo jedne dobre ideje. Tehničar je napravio rezervni izvor napajanja za memoriju od stare punjive baterijske lampe i kabla sa adapterom za utičnicu za upaljač. Jednostavno je spojio žice na terminale baterije punjive baterijske lampe koju je imao. Baterija svjetiljke je praktičnija za korištenje od obične 9-voltne baterije - u slučaju da nekome padne na pamet da otvori vrata automobila dok je rezervno napajanje memorije uključeno u kolo. Baterija od 9 volti, koja ima mali kapacitet, u ovom slučaju bi se brzo ispraznila, dok je kapacitet baterije baterijske lampe dovoljno velik da obezbedi potrebnu snagu memoriji čak i kada je unutrašnje osvetljenje uključeno.

Izražavam iskrenu zahvalnost Kuvaldi (Kuvalda.spb.ru Ushkalov Evgeny Yurievich)
što si me podržavao i hrabrio: da potresem stare dane, da se sjetim,
da sam još fizičar i hemičar, i da preuzimam staro:

Prije svega, smatram svojom dužnošću primijetiti da su (uprkos mojim naporima) sljedeća razmatranja zasnovana na fundamentalnim naukama, te stoga još uvijek zahtijevaju određeni napor da se shvate. Onima koji ne žele da ulažu ove napore, kao i onima koji brkaju napon i kapacitet, ne preporučujemo čitanje - čuvajte se!

Radi jasnoće izlaganja, a ne želeći da preopterećujem tekst previše složenim konceptima termodinamike i hemijske kinetike, koji daleko prevazilaze opšte kurseve fizike i hemije tehničkih univerziteta, dozvoliću sebi neka pojednostavljenja (u svim slučajevima tačna), što (ni u kom slučaju) neće biti u suprotnosti sa istinom - unaprijed se izvinjavam perfekcionistima. Svako može samostalno izvršiti tačne proračune - sva potrebna literatura dostupna je u bilo kojoj naučno-tehničkoj biblioteci

Konfuzija

Moje rasprave na stranicama UAZ konferencije jasno su pokazale da nisu svi učesnici motorizacije zemlje jasno razumjeli šta je baterija. Da bih bio pravilno shvaćen, pokušaću da definišem pojmove kojima ću se baviti.

baterija (akumulator)

Set ćelija (limenki) povezanih u seriju u količini od šest. U tekstu se riječi "baterija" i akumulator koriste kao sinonimi.
Ćelija, poznata i kao "banka", je elementarni element baterije koji se sastoji od najmanje (u stvari više od 10) jednog para aktivnih Pb - PbO2 ploča napunjenih elektrolitom.

voltaža

Što se mjeri na terminalima akumulatora spajanjem testera ili mjerača napona, koji se nalazi na instrument tabli. Isključivo eksterna karakteristika... Zavisi od mnogih faktora, vanjskih i unutrašnjih u odnosu na bateriju.

Općenito, napon je jedina normalno mjerena vrijednost povezana s baterijom. Ništa drugo se ne može normalno izmjeriti. Ni kapacitet. Nema prave struje. Ni unutrašnji otpor ni EMF

EMF

Posebno interni karakteristika ćelija Baterija, nažalost najdramatičniji način utječe spoljašnje manifestacije Baterija.

Vrijednost EMF-a određena je ravnotežnim stanjem reakcije glavnih reagensa. U našem slučaju, to je Pb + PbO2 + 2H2SO4 (-) + 2H (+) = 2PbSO4 + 2H2O.

Formalno je odrediti prilično teško - to zahtijeva korištenje složenih termodinamičkih proračuna termodinamičkog stanja sistema, ali u inženjering praksi se primenjuje inženjerska formula koja obezbeđuje inženjerska preciznost za olovne akumulatore u opsegu gustina elektrolita 1,1-1,3 kg/l E = 0,85 + P gdje je R gustina elektrolita.

Koristeći ga za određivanje EMF-a na standardnoj vrijednosti gustine elektrolita akumulator automobila 1.27 dobijamo vrijednost od 2.12V po ćeliji ili 12.7V po bateriji.
Za perfekcioniste. Ovdje je besmisleno tražiti dimenziju - kao u većini formula za pojednostavljene inženjerske proračune.

U praktičnom smislu, ova formula će nam i dalje biti korisna.
Uz tačnost koja nas ovdje zanima, nijedan drugi faktor ne utiče na vrijednost EMF-a. Ovisnost EMF-a o temperaturi procjenjuje se u hiljaditim dijelovima volta po stepenu, što se očito može zanemariti.
Svi aditivi za legiranje i drugo srebro zaista poboljšavaju karakteristike performansi (povećavaju stabilnost, produžavaju vijek trajanja, smanjuju unutarnji otpor), ali ne utječu na EMF.

Nažalost, u modernoj bateriji to se može mjeriti samo indirektno i uz određene pretpostavke. Na primjer, pod pretpostavkom da su struje curenja ravne nuli (odnosno, baterija je čista i suha izvana, nema pukotina i curenja unutra između obala, da nema soli metala u elektrolitu i otpor mjerni uređaj je beskonačan).

Za mjerenja sa tačnošću koja nas zanima, dovoljno je jednostavno odspojiti bateriju sa svih potrošača (ukloniti terminal) i koristiti digitalni multimetar (ovdje se mora imati na umu da klasa tačnosti većine ovih uređaja ne odgovara omogućavaju određivanje prave vrednosti, čineći ih pogodnim samo za relativna merenja).

Unutrašnji otpor

Količina koja igra ključnu ulogu u našoj percepciji stvarnosti baterije.
Zahvaljujući njemu, odnosno njegovom povećanju, nastaju sve nevolje povezane s baterijom.

Pojednostavljeno, ovo se može predstaviti kao otpornik povezan serijski sa baterijom, određenog otpora:

Vrijednost koju je nemoguće ne dodirnuti ili izmjeriti. Zavisi od karakteristike dizajna Baterija, kapacitet, stepen njenog pražnjenja, prisustvo sulfatizacije ploča, unutrašnji lomovi, koncentracija elektrolita i njegova količina i, naravno, temperatura. Nažalost, unutrašnji otpor ne zavisi samo od "mehaničkih" parametara, već i od struje na kojoj baterija radi.

Što je baterija veća, manji je unutrašnji otpor. Nova baterija od 70-100 Ah ima unutrašnji otpor od oko 3-7 mΩ (u normalnim uslovima).

Sa smanjenjem temperature, brzina izmjene kemijskih reakcija se smanjuje, a unutrašnji otpor se, shodno tome, povećava.

Nova baterija ima najmanji unutrašnji otpor. U osnovi, to je određeno dizajnom elemenata koji nose struju i njihovim otporom. Ali tijekom rada počinju se akumulirati nepovratne promjene - aktivna površina ploča se smanjuje, pojavljuje se sulfatizacija i mijenjaju se svojstva elektrolita. I otpor počinje da raste.

Struja curenja

Prisutan u bilo kojoj vrsti baterija. Dešava se interni i vanjski.

Enterijer struja curenja je mala i za modernu bateriju od 100Ah iznosi oko 1 mA (približno ekvivalentno gubitku od 1% kapaciteta mjesečno) Njena vrijednost je određena čistoćom elektrolita, posebno stepenom kontaminacije metalom soli.

Treba napomenuti da su eksterne struje curenja kroz mrežu vozila znatno veće od unutrašnjeg servisiranog akumulatora.

Procesi

Oni koji ne žele da "uđu" mogu preskočiti ovu sekciju i preći pravo na sekciju

Pražnjenje baterije

Kada se baterija isprazni, stvara se struja zbog taloženja SO4 na pločama, zbog čega se koncentracija elektrolita smanjuje, a unutarnji otpor postupno raste.

Karakteristike pražnjenja baterije.
Gornja kriva odgovara desetosatnoj struji pražnjenja
Niže - tri sata

S punim pražnjenjem, gotovo sva aktivna masa se pretvara u olovni sulfat. Zato je dug boravak u stanju pražnjenja štetan za bateriju. Da biste izbjegli sulfatizaciju, napunite bateriju što je prije moguće.

U ovom slučaju, što je više elektrolita u bateriji (u odnosu na masu olova), to se manje smanjuje EMF ćelije. Za bateriju ispražnjenu za 50%, pad EMF-a je oko 1%. Osim toga, "zalihe" elektrolita su različite za različite proizvođače, stoga će smanjenje EMF-a, kao i gustoća elektrolita, biti različiti.

Zbog blagog smanjenja EMF-a, gotovo je nemoguće odrediti stupanj pražnjenja baterije jednostavnim mjerenjem napona na njoj (za to postoje utikači za opterećenje koji postavljaju značajnu struju). Pogotovo korištenjem standardnog mjerača napona (uređaj nije voltmetar u točnom smislu riječi, već indikator napona) automobila.

Maksimalna struja koju baterija može pružiti ovisi uglavnom o aktivnoj površini ploča, a njen kapacitet o aktivnoj masi olova. U ovom slučaju deblje ploče mogu biti još manje efikasne, jer je "unutrašnje slojeve olova teško učiniti" aktivnim. "Pored toga, potreban je dodatni elektrolit.
Što je proizvođač porozniji napravio ploču, to više struje ona može pružiti.

Dakle, sve baterije napravljene po sličnoj tehnologiji daju približno iste početne struje, ali one teže mogu pružiti veći kapacitet s uporedivim dimenzijama.

Punjenje baterije

Proces punjenja baterije se sastoji u elektrohemijskom razgradnji PbSO4 na elektrodama pod uticajem jednosmerne struje iz spoljašnjeg izvora.
Proces punjenja potpuno ispražnjene baterije sličan je procesu pražnjenja, takoreći, "naopačke".

U početku je struja punjenja ograničena samo sposobnošću izvora da generiše potrebnu struju i otporom elemenata koji nose struju. Teoretski, ograničeno je samo kinematikom procesa rastvaranja (brzinom kojom se produkti reakcije uklanjaju iz jezgre). Zatim, kako se molekuli sumporne kiseline "otapaju", struja se smanjuje.

Ako se sporedni procesi mogu zanemariti, kada je baterija potpuno napunjena, struja bi postala nula. Baterija prestaje da "prihvata" punjenje. Nažalost, u pravom akumulatoru uvijek postoji struja curenja i voda. Baterija se puni kako bi se kompenzirala struja curenja.

Kao standard, preporučuje se punjenje olovne baterije pomoću izvora napona.
Preporučeni napon punjenja po ćeliji (prema VARTA-i) je približno 2,23 V ili 13,4 V za cijelu bateriju. Veći napon punjenja dovodi do bržeg nakupljanja punjenja, ali istovremeno povećava količinu razložene vode.

Legenda:
Prenapunjena baterija se pokvari i gubi kapacitet.
Zaista, Ni-Cd baterije se pogoršavaju (gube kapacitet) tokom dužeg prepunjavanja, što nije slučaj sa olovnim. Olovo, kada je napunjeno visokim naponom, samo gubi vodu (to je voda koja proključa) - u širokom rasponu, proces je potpuno reverzibilan jednostavnim dodavanjem vode. Kod dugotrajnog punjenja "ispravnim" naponom (2,23V) ne dolazi do gubitka vode.

Na našu sreću, olovna baterija se ne kvari u režimu punjenja. Naprotiv, ovaj režim se snažno ohrabruje i preporučuje. Stoga, na automobilu (i u svim drugim slučajevima industrijske upotrebe), olovne baterije su u režimu punjenja na naponu u rasponu od 2,23 - 2,4V po ćeliji.

Sa slike se može vidjeti da kada se višak napona na bateriji udvostruči, struja punjenja se udeseterostruči, što dovodi do neopravdane potrošnje vode i prijevremenog kvara baterije.

Za modernu bateriju, optimalna struja punjenja je oko 15 mA (što tačno odgovara naponu punjenja od 2,23 V po ćeliji). Sa takvom strujom, voda, koja se raspada tokom elektrolize, "ima vremena" da se rekombinuje u rastvoru i ne gubi se - odnosno proces se može nastaviti neograničeno (u inženjerskom smislu).

Vježbajte

Napon baterije

Mnogi zbunjuju voltaža na bateriji sa EMF baterije. Kao što je već napomenuto, ove količine su međusobno povezane, ali nisu identične. Unutrašnji otpor ovdje igra kolosalnu ulogu.

Na primjer, pri pražnjenju sa startnim strujama, označenim oko 400 A, unutrašnji otpor od 4 mOhm, u skladu s Ohmovim zakonom, pretvara se u pad napona od 1,6 V, otpor polarizacije dodaje još oko 0,5 V - i to na na samom početku otpuštanja. Navedeni podaci odgovaraju novim baterijama kapaciteta oko 100 Ah. Za starije, zastarjele baterije ili baterije manjeg kapaciteta, gubitak će biti veći. Za bateriju od 50 Ah istog tipa izgubio sam otprilike duplo više.

Prilikom punjenja iz generatora (koji se pretvara da je izvor napona, u stvari je izvor struje, zadavljen od strane regulatora), napon mora odgovarati uvjetima brzog punjenja i određuje ga relej regulatora.

Budući da prosječna kilometraža vozila nije dovoljna za potpuno punjenje baterije, napon se primjenjuje nešto iznad optimalne plivajuće vrijednosti od 2,23 V po ćeliji ili 13,38 po bateriji, ali nešto manje od napona brzog punjenja od 2,4 V (14,4 V po ćeliji). Optimalna vrijednost se smatra 13,8-14,2V. Istovremeno, gubici vode ostaju prihvatljivi, a baterija se dovoljno puni pri prosječnoj kilometraži.

Starenje (pražnjenje) baterije dovodi do toga da napon koji je u stanju da pruži pod opterećenjem opada zbog velikih gubitaka na unutrašnjem otporu, dok bez opterećenja njegova vrednost ostaje skoro identična novoj (potpuno napunjenoj). Stoga je praktički nemoguće odrediti stanje baterije jednostavno voltmetrom.

Različite vrste baterija mogu imati različite gustine elektrolita. U ovom slučaju, EMF (i, prema tome, napon otvorene baterije) može se malo razlikovati za različite baterije. U ovom slučaju, ispražnjena baterija s većom gustinom elektrolita može isporučiti višu vrijednost napona od potpuno napunjene baterije sa nižom gustinom elektrolita.

Legenda:
Napon baterije zavisi od temperature.
Napon isključene baterije je praktično nezavisan od temperature. Zavisi od unutrašnjeg otpora i količine pohranjene energije. Starter se slabo okreće zbog velikog pada napona na unutrašnjem otporu, a ograničenje vremena rada startera povezano je sa smanjenim kapacitetom baterije zbog smanjene aktivnosti kemijskih reakcija.

Povezivanje baterije

Upravo me je ta tema natjerala da se prihvatim ovog velikog posla. Ovdje predstavljeni zaključci zasnovani su na argumentima iznesenim iznad. Praktični zaključci ne zahtijevaju argumentaciju.

Legenda 1
Akumulatori automobila se ne mogu spojiti paralelno, jer će baterija većeg napona stalno puniti bateriju nižeg napona. Shodno tome, jedan će se stalno puniti, dok će se drugi prazniti.

U ovoj legendi postoji nekoliko činjeničnih i konceptualnih grešaka.

Baterija je formirana od nekoliko parova (ili nekoliko desetina parova) ploča, srednjih paralelno kako bi se povećala efektivna površina ćelije. Dakle, paralelizam je u srcu tehnologije baterija.

Napon na bateriji u odsustvu opterećenja uvjetno je jednak njegovom EMF-u.
Kao što je poznato, vrijednost EMF-a praktično ne ovisi ni o kakvim vanjskim i unutrašnjim parametrima, osim o gustoći elektrolita. Ova vrijednost ne ovisi ni o kapacitetu baterije, ni o poroznosti elektrode, ni o legirajućim aditivima, ni o materijalu dijelova pod naponom. Slabo zavisi i od stepena pražnjenja baterije. Dakle, napon dva olovno-kiselinska akumulatora koji zadovoljavaju standarde uvek će biti blizu... Tehnološka razlika koja proizlazi iz nepreciznosti gustoće elektrolita (1,27-1,29 prema GOST-u, tolerancije VARTA su za red veličine manje) može se lako odrediti (vidi gore) i iznosi 0,02V, odnosno 20 mV.

Ako pretpostavimo da su u trenutku prestanka punjenja (gašenja motora) oba akumulatora potpuno napunjena, maksimalna moguća razlika potencijala na njihovim terminalima će biti 20 mV, bez obzira na njihovo stanje, proizvođača itd.

Čak i ako pretpostavimo da se koriste baterije različitih klasa (na primjer, automobilske i industrijske s gustoćom elektrolita od 1,25), tada je u ovom slučaju razlika potencijala samo oko 40 mV. Za potpuno napunjenu bateriju, to će dovesti do struje elektrolize od 3-5 mA, što otprilike odgovara struji curenja ne baš dobre baterije.

Pražnjenje takvih struja je beznačajno za bateriju i ne dolazi do ponovnog punjenja.

Sada razmotrimo situaciju kada su dvije baterije značajno različitog kapaciteta povezane paralelno.

Na početku punjenja, kada je struja ograničena mogućnostima generatora, prirodno je pretpostaviti da će biti podijeljena između baterija proporcionalno aktivnoj površini ploča. Odnosno, stanje napunjenosti baterija sa nepotpunim punjenjem će biti približno isto (kratkotrajno) .. Sistem će se ponašati kao velika baterija koja nije imala vremena da se napuni.

Legenda 2
U uvezenim automobilima koriste se posebni releji za povezivanje baterija pomoćne opreme (pomoćne), kako ih ne bi povezivali paralelno (Legenda 1)

Potpuna glupost s obzirom na gore navedeno. Ovaj relej služi mnogo svjetovnijoj svrsi. Kada je električni sistem automobila jako opterećen dodatnom opremom (kao što je TV, jaka muzika, frižider, itd.), postoji velika verovatnoća da će se „isprazniti“ baterija. Da biste otišli nakon zabave u prirodi uz muziku, starter akumulator se isključuje, čime se izbjegava njegovo duboko pražnjenje.
Postoji jedna stara anegdota o našim policajcima, koji do kraja "pucaju" radar koji se furao oko "upaliti":

Dakle, ovaj efekat je mnogo značajniji od "dopune".

Praktični zaključci

Moguće je paralelno povezati baterije, ali uzimajući u obzir sljedeće preporuke.

• Ne biste trebali koristiti baterije različitih klasa (na primjer, automobilske i industrijske), kao i različite verzije (na primjer, tropske i arktičke), jer koriste elektrolit različite gustoće.
• Kada se dugo parkirate, vrijedi odvojiti bateriju ne samo od potrošača, već i jedni od drugih.

Elektromotorna sila.

EMF baterije je razlika potencijala elektrode mjerena s otvorenim vanjskim krugom. Potencijal elektrode s otvorenim vanjskim krugom sastoji se od ravnotežnog potencijala elektrode i potencijala polarizacije. Potencijal ravnoteže elektrode karakteriše stanje elektrode u odsustvu prolaznih procesa u elektrohemijskom sistemu. Potencijal polarizacije definira se kao razlika između potencijala elektrode tijekom punjenja i pražnjenja i njenog potencijala kada je vanjsko kolo otvoreno. Polarizacija elektroda se zadržava u bateriji čak i u odsustvu struje nakon odvajanja opterećenja od punjača. To je zbog procesa difuzije ujednačavanja koncentracije elektrolita u porama elektroda i prostoru ćelija baterije. Brzina difuzije je niska, pa se propadanje prolaznih procesa događa u roku od nekoliko sati, pa čak i dana, ovisno o temperaturi elektrolita. S obzirom na prisustvo dvije komponente elektrodnog potencijala u prolaznim modovima, razlikuju se ravnotežni i neravnotežni EMF baterije.

Ravnotežni EMF olovne baterije ovisi o kemijskim i fizičkim svojstvima aktivnih tvari i koncentraciji njihovih iona u elektrolitu.

Na vrijednost EMF-a utiče gustina elektrolita i vrlo malo temperatura. EMF promjena u zavisnosti od; temperatura je manja od

3 · 10 -4 V/deg. Ovisnost EMF-a o gustoći elektrolita u rasponu od 1,05-1,30 g / cm 3 izgleda kao formula:

gdje je E EMF baterije, V;

p - smanjena na temperaturu od 5 ° C, gustina elektrolita, g / cm ".

Sa povećanjem gustine elektrolita, EMF se povećava (slika 3.1). Pri radnim gustoćama elektrolita od 1,07-1,30 g / cm 3, EMF ne daje tačnu predstavu o stupnju pražnjenja baterije, jer će EMF ispražnjene baterije s elektrolitom veće gustoće biti veći.

EMF ne zavisi od količine aktivnih materijala u bateriji i od geometrijskih dimenzija elektroda. EMF baterije raste proporcionalno broju baterija povezanih u nizu m: E baterija = m E A.

Gustoća elektrolita u porama elektroda iu monobloku je ista za baterije u mirovanju. Ova gustina odgovara EMF mirovanja. Zbog polarizacije ploča i promjene koncentracije elektrolize u porama elektroda u odnosu na koncentraciju elektrolita u monobloku, EMF pri pražnjenju je manji, a kada je napunjen, EMF je veći nego u mirovanju. . Glavni razlog za promjenu EMF-a tokom pražnjenja ili punjenja je promjena gustine elektrolita uključenog u elektrohemijske procese.

Rice. 3.1. Promjena ravnotežnog EMF-a i potencijala elektrode olovne baterije u zavisnosti od gustine elektrolita:

1- EMF; 2 - potencijal pozitivne elektrode; 3 - potencijal negativne elektrode.

Voltaža.

Napon baterije razlikuje se od EMF-a po količini pada napona u unutrašnjem kolu kada struja pražnjenja ili punjenja prođe. Prilikom pražnjenja napon na terminalima baterije je manji od EMF-a, a pri punjenju je veći.

Napon pražnjenja

U p = E - I p r = E - E n - I p r o,

gdje je En - EMF polarizacije, V;

I p je jačina struje pražnjenja, A;

r - ukupni unutrašnji otpor, Ohm;

r o je omski otpor baterije, Ohm. Napon punjenja

U z = E + I z · r = E + E n + I z · r o,

gdje je I s - jačina struje punjenja, A.

EMF polarizacije povezan je s promjenom elektrodnih potencijala tijekom prolaska struje i ovisi o razlici u koncentracijama elektrolita između elektroda i u porama aktivne mase elektroda. Prilikom pražnjenja, potencijali elektroda se približavaju jedni drugima, a kada su napunjeni, razmiču se.

Pri konstantnoj struji pražnjenja, određena količina aktivnih materijala se troši po jedinici vremena. Gustoća elektrolita opada linearno (slika 3.2, a). U skladu sa promjenom gustine elektrolita, EMF i napon baterije se smanjuju. Do kraja pražnjenja olovni sulfat zatvara pore aktivne tvari elektroda, sprječavajući protok elektrolita iz posude i povećavajući električni otpor elektroda.

Ravnoteža je poremećena i napetost počinje naglo da opada. Akumulatorske baterije se prazne samo do konačnog napona Uc.p. koji odgovara nagibu karakteristike pražnjenja Up = f (τ). Pražnjenje je prekinuto, iako aktivni materijali nisu u potpunosti potrošeni. Dalje pražnjenje je štetno za bateriju i nema smisla jer napon postaje nestabilan.

Rice. 3.2... Karakteristike olovne baterije:

a - pražnjenje, b - punjenje.

Nakon isključivanja opterećenja, napon baterije raste do EMF vrijednosti koja odgovara gustoći elektrolita u porama elektroda. Zatim, neko vrijeme, EMF raste kako se koncentracija elektrolita u porama elektroda i u volumenu ćelije baterije izjednačava zbog difuzije. Mogućnost povećanja gustine elektrolita u porama elektroda tokom kratkog perioda neaktivnosti nakon pražnjenja koristi se prilikom pokretanja motora. Preporučljivo je započeti u odvojenim kratkotrajnim pokušajima sa pauzama od 1-1,5 minuta. Povremeno pražnjenje doprinosi i boljem iskorišćenju dubokih slojeva aktivnih materija elektroda.

U načinu punjenja (slika 3.2, b), napon Uc na terminalima baterije raste zbog unutrašnjeg pada napona i povećanja EMF-a s povećanjem gustoće elektrolita u porama elektroda. Kada napon poraste na 2,3 V, aktivne tvari se obnavljaju. Energija naboja se koristi za razlaganje vode na vodonik i kisik, koji se oslobađaju u obliku plinskih mjehurića. U ovom slučaju, razvijanje plina liči na ključanje. Može se smanjiti smanjenjem vrijednosti struje punjenja do kraja pražnjenja.

Neki od pozitivnih iona vodika koji se oslobađaju na negativnoj elektrodi neutraliziraju se elektronima. Višak jona se nakuplja na površini elektrode i stvara prenapon do 0,33 V. Napon na kraju punjenja raste do 2,6-2,7 V i ostaje nepromijenjen s daljnjim punjenjem. Konstantan napon tokom 1-2 sata punjenja i obilna evolucija gasa su znakovi kraja punjenja.

Nakon odvajanja baterije od punjača, napon pada na EMF vrijednost koja odgovara gustoći elektrolita u porama, a zatim se smanjuje sve dok se gustoće elektrolita u porama ploča i u posudi baterije ne izjednače.

Napon na terminalima akumulatorske baterije tokom pražnjenja zavisi od jačine struje pražnjenja i temperature elektrolita.

Sa povećanjem jačine struje pražnjenja Ir, napon opada brže zbog veće razlike u koncentracijama elektrolita u posudi baterije i u porama elektroda, kao i zbog većeg unutrašnjeg pada napona u bateriji. Sve to dovodi do potrebe za ranijim prekidom pražnjenja baterije. Kako bi se izbjeglo stvaranje velikih nerastvorljivih kristala olovnog sulfata na elektrodama, pražnjenje baterija se zaustavlja pri konačnom naponu od 1,75 V na jednoj bateriji.

Sa smanjenjem temperature povećavaju se viskoznost i električna otpornost elektrolita i smanjuje se brzina difuzije elektrolita iz posude baterije u pore aktivnih tvari elektroda.

Unutrašnji otpor.

Ukupni unutrašnji otpor baterije je otpor koji nastaje prolaskom konstantne struje pražnjenja ili punjenja kroz bateriju:

r = r 0 + E P / I P = r 0 + r P,

gdje je r 0 - omski otpor elektroda, elektrolita, separatora i pomoćnih dijelova koji vode struju (mostovi, nosivi, skakači); r P je polarizacijski otpor koji nastaje zbog promjena u potencijalima elektrode tokom prolaska električne struje.

Rice. 3.3. Ovisnost specifične električne provodljivosti elektrolita o gustoći na temperaturi od 20 °C.

Električna provodljivost elektrolita (pri konstantnoj temperaturi) u velikoj meri zavisi od njegove gustine (slika 3.3). Stoga, pod jednakim uvjetima, baterije s gustoćom elektrolita od 1,2 - 1,3 g / cm 3 imaju najbolja početna svojstva.

Na vrhuncu školske godine, mnogim naučnicima je potrebna emf formula za različite proračune. Eksperimenti koji se odnose na, takođe trebaju informacije o elektromotornoj sili. Ali početnicima nije tako lako razumjeti šta je to.

Formula za pronalaženje emf

Prvi korak je da shvatite definiciju. Šta znači ovaj akronim?

EMF ili elektromotorna sila je parametar koji karakterizira rad bilo koje sile neelektrične prirode koja djeluje u krugovima u kojima je jačina struje, i direktna i naizmjenična, ista duž cijele dužine. U spregnutom provodljivom kolu, EMF je izjednačen sa radom ovih sila da pokreću jedno pozitivno (pozitivno) naelektrisanje duž cijelog kola.

Slika ispod prikazuje formulu emf.

As - znači rad vanjskih sila u džulima.

q je preneseni naboj u kulonima.

Spoljne sile- to su sile koje vrše razdvajanje naboja u izvoru i, kao rezultat, formiraju potencijalnu razliku na njegovim polovima.

Za ovu silu mjerna jedinica je volt... U formulama se označava slovom « E".

Samo u trenutku kada u bateriji nema struje, elektromotor si-a će biti jednak naponu na polovima.

EMF indukcija:

EMF indukcije u kolu koje imaNokreće se:

tokom vožnje:

Elektromotorna sila indukcija u kolu koji se vrti u magnetskom polju brzinomw:

Tabela vrijednosti

Jednostavno objašnjenje elektromotorne sile

Pretpostavimo da imamo vodotoranj u našem selu. Potpuno je ispunjen vodom. Recimo da je ovo obična baterija. Toranj je baterija!

Sva voda će vršiti snažan pritisak na dno naše kupole. Ali ona će biti jaka tek kada je ova struktura potpuno ispunjena H 2 O.

Kao rezultat, što je manje vode, to će pritisak biti slabiji i pritisak mlaza će biti manji. Nakon otvaranja slavine, primjećujemo da će se svake minute domet mlaza smanjivati.

Kao rezultat:

1. Napetost je sila kojom voda gura na dno. To je pritisak.
2. Nulti napon je dno tornja.

Baterija je ista.

Prije svega, povezujemo izvor s energijom u krug. I, shodno tome, zatvaramo ga. Na primjer, umetnite bateriju u svjetiljku i uključite je. U početku ćemo primijetiti da uređaj jako gori. Nakon nekog vremena, njegova svjetlina će se primjetno smanjiti. Odnosno, elektromotorna sila je smanjena (iscurila u odnosu na vodu u tornju).

Ako uzmemo za primjer vodotoranj, onda je EMF pumpa koja stalno pumpa vodu u toranj. I tu se nikad ne završava.

EMF elektrohemijske ćelije - formula

Elektromotorna sila baterije može se izračunati na dva načina:

• Izračunajte pomoću Nernstove jednadžbe. Bit će potrebno izračunati elektrodni potencijal svake elektrode uključene u GE. Zatim izračunajte EMF koristeći formulu.
• Izračunajte EMF prema Nernstovoj formuli za ukupnu struju generirajuće reakcije koja se odvija tokom rada GE.

Tako će, naoružani ovim formulama, biti lakše izračunati elektromotornu silu baterije.

Gdje se koriste različite vrste EMF-a?

1. Piezoelektrični se primjenjuje kada se materijal rasteže ili stisne. Uz pomoć njega izrađuju se generatori kvarcne energije i razni senzori.
2. Hemikalija se koristi u i u baterijama.
3. Indukcija se javlja u trenutku kada provodnik pređe magnetsko polje. Njegova svojstva se koriste u transformatorima, električni motori, generatori.
4. Termoelektrik nastaje u trenutku zagrijavanja kontakata različitih vrsta metala. Našao je svoju primenu u rashladnim uređajima i termoelementima.
5. Fotoelektrični se koristi za proizvodnju fotoćelija.

Pogledajmo glavne parametre baterije koji su nam potrebni tokom njenog rada.

1. Elektromotorna sila (EMF) akumulatorska baterija - napon između terminala akumulatorske baterije s otvorenim vanjskim krugom (i, naravno, u nedostatku bilo kakvog curenja). U "poljskim" uslovima (u garaži) EMF se može meriti bilo kojim testerom, pre toga skinite jedan od terminala ("+" ili "-") sa baterije.

EMF baterije ovisi o gustoći i temperaturi elektrolita i uopće ne ovisi o veličini i obliku elektroda, kao ni o količini elektrolita i aktivnih masa. Promjena EMF baterije od temperature je vrlo mala i tokom rada se može zanemariti. Sa povećanjem gustine elektrolita, EMF se povećava. Na temperaturi od plus 18 ° C i gustoći od d = 1,28 g / cm 3, baterija (što znači jedna banka) ima EMF jednak 2,12 V (baterija - 6 x 2,12 V = 12,72 V). Ovisnost EMF-a o gustoći elektrolita kada se gustoća promijeni unutar 1,05 ÷ 1,3 g/cm 3 izraženo empirijskom formulom

E = 0,84 + d, gdje

E- EMF baterije, V;

d- gustina elektrolita na temperaturi od plus 18 ° C, g / cm 3.

Nemoguće je precizno procijeniti stupanj pražnjenja baterije prema EMF-u. EMF ispražnjene baterije s većom gustoćom elektrolita bit će veći od EMF-a napunjene baterije, ali s nižom gustoćom elektrolita.

Mjerenjem EMF-a može se samo brzo otkriti ozbiljan kvar na akumulatoru (kratki spoj ploča u jednoj ili više banaka, lomljenje spojnih provodnika između banaka i sl.).

2. Unutrašnji otpor baterije je zbir otpora stezaljki terminala, međuelementnih veza, ploča, elektrolita, separatora i otpora koji nastaje na mjestima kontakta elektroda sa elektrolitom. Što je veći kapacitet baterije (broj ploča), manji je njen unutrašnji otpor. Sa smanjenjem temperature i kako se baterija prazni, njen unutrašnji otpor se povećava. Napon baterije razlikuje se od EMF-a po količini pada napona na unutrašnjem otporu baterije.

Prilikom punjenja U 3 = E + I x R VN,

i pri otpustu U P = E - I x R VN, gdje

I- struja koja teče kroz bateriju, A;

R VN- unutrašnji otpor baterije, Ohm;

E- baterija EMF, V.

Prikazana je promjena napona na bateriji tokom njenog punjenja i pražnjenja Rice. 1.

Slika 1. Promjena napona akumulatorske baterije tokom njenog punjenja i pražnjenja.

1 - početak evolucije gasa, 2 - punjenje, 3 - pražnjenje.

Napon generatora automobila iz kojeg se puni baterija je 14,0 ÷ 14,5 V... U automobilu baterija, čak iu najboljem slučaju, pod potpuno povoljnim uslovima, ostaje nedovoljno napunjena 10 ÷ 20%... To je zbog rada generatora automobila.

Generator počinje da isporučuje dovoljan napon za punjenje kada 2000 o/min i više. Brzina u praznom hodu 800 ÷ 900 o/min... Stil vožnje u gradu: overclocking(trajanje manje od minute), kočenje, zaustavljanje (semafor, gužva - trajanje od 1 minute do ** sati). Naboj ide samo tokom ubrzanja i kretanja za prilično high revs... Ostatak vremena dolazi do intenzivnog pražnjenja baterije (farovi, drugi potrošači električne energije, alarm - non-stop).

Situacija se popravlja prilikom vožnje van grada, ali ne na kritičan način. Trajanje putovanja nije tako dugo (puna baterija - 12-15 sati).

U tački 1 - 14,5V počinje razvijanje plina (elektroliza vode za kisik i vodik), povećava se potrošnja vode. Još jedan neugodan efekat tokom elektrolize je da se korozija ploča povećava, pa se to ne smije dozvoliti dugi prenapon 14,5 V na terminalima baterije.

Napon automobilskog generatora ( 14,0 ÷ 14,5 V) se bira iz kompromisnih uslova - osigurava manje-više normalno punjenje baterije sa smanjenjem gašenja (smanjuje se potrošnja vode, smanjuje se opasnost od požara, smanjuje se stopa uništavanja ploča).

Iz navedenog možemo zaključiti da je bateriju potrebno periodično, barem jednom mjesečno, potpuno puniti eksternim punjač kako bi se smanjila sulfatizacija ploča i produžio vijek trajanja.

Napon baterije na svom pražnjenje startnom strujom(IP = 2 ÷ 5 C 20) zavisi od jačine struje pražnjenja i temperature elektrolita. On Slika 2 prikazuje strujno-naponske karakteristike baterije 6ST-90 na različitim temperaturama elektrolita. Ako je struja pražnjenja konstantna (na primjer, I R = 3 S 20, linija 1), tada će napon baterije tijekom pražnjenja biti niži, što je niža njegova temperatura. Za održavanje konstantnog napona tokom pražnjenja (linija 2), potrebno je smanjiti jačinu struje pražnjenja sa smanjenjem temperature baterije.

Slika 2. Volt-amper karakteristike baterije 6ST-90 pri različitim temperaturama elektrolita.

3. Kapacitet baterije (C) je količina električne energije koju baterija daje pri pražnjenju do najnižeg dozvoljenog napona. Kapacitet baterije je izražen u amper-satima ( I h). Što je veća jačina struje pražnjenja, to je niži napon na koji se baterija može isprazniti, na primjer, kada se određuje nazivni kapacitet baterije, pražnjenje se vrši strujom I = 0,05C 20 na stres 10.5V, temperatura elektrolita bi trebala biti u opsegu +(18 ÷ 27) °C, i vrijeme pražnjenja 20 č... Vjeruje se da do kraja vijeka trajanja baterije dolazi kada je njen kapacitet 40% od C 20.

Kapacitet baterije in starter režimi određena na temperaturi + 25 °C i struju pražnjenja ZS 20... U ovom slučaju, vrijeme pražnjenja do napona 6 in(jedan volt po bateriji) mora biti najmanje 3 min.

Kada se baterija isprazni strujom ZS 20(temperatura elektrolita -18 °C) napon baterije kroz 30 sec nakon početka pražnjenja treba biti 8.4V(9,0 V za baterije bez održavanja) i poslije 150 s ne manje 6 in... Ova struja se ponekad naziva struja hladnog skrolovanja ili startna struja, može se razlikovati od ZS 20 Ova struja je naznačena na kućištu baterije pored njenog kapaciteta.

Ako se pražnjenje događa pri konstantnoj jakosti struje, tada se kapacitet baterije određuje formulom

C = I x t gdje,

I- struja pražnjenja, A;

t- vrijeme pražnjenja, h

Kapacitet akumulatorske baterije zavisi od njenog dizajna, broja ploča, njihove debljine, materijala separatora, poroznosti aktivnog materijala, dizajna rešetke ploča i drugih faktora. U radu, kapacitet baterije ovisi o jačini struje pražnjenja, temperaturi, načinu pražnjenja (povremeno ili kontinuirano), stanju napunjenosti i dotrajalosti baterije. Sa povećanjem struje pražnjenja i stepena pražnjenja, kao i sa smanjenjem temperature, kapacitet akumulatorske baterije se smanjuje. Na niskim temperaturama, pad kapaciteta akumulatorske baterije s povećanjem struja pražnjenja javlja se posebno intenzivno. Na temperaturi od -20°C, oko 50% kapaciteta baterije ostaje na temperaturi od +20°C.

Najpotpunije stanje baterije pokazuje njen kapacitet. Za određivanje stvarnog kapaciteta dovoljno je potpuno napunjenu ispravnu bateriju staviti na pražnjenje strujom I = 0,05 C 20(na primjer, za bateriju kapaciteta 55 Ah, I = 0,05 x 55 = 2,75 A). Pražnjenje treba nastaviti sve dok se ne dostigne napon baterije. 10.5V... Vrijeme pražnjenja treba biti najmanje 20 sati.

Pogodno je koristiti kao opterećenje prilikom određivanja kapaciteta auto sijalice... Na primjer, da se osigura struja pražnjenja 2,75 A, na kojoj je potrošnja energije P = I x U = 2,75 A x 12,6 V = 34,65 W, dovoljno je spojiti lampu paralelno 21 vati i upaljena lampa 15 vati... Radni napon žarulja sa žarnom niti za naš slučaj bi trebao biti 12 in... Naravno, tačnost podešavanja struje na ovaj način je "plus ili minus cipela", ali za približno određivanje stanja baterije sasvim je dovoljna, kao i jeftina i pristupačna.

Prilikom testiranja novih baterija na ovaj način, vrijeme pražnjenja može biti manje od 20 sati. To je zbog činjenice da dobijaju nominalni kapacitet nakon 3 ÷ 5 kompletnih ciklusa punjenja-pražnjenja.

Kapacitet baterije se takođe može proceniti pomoću teretna viljuška... Utikač za opterećenje se sastoji od dvije kontaktne noge, ručke, preklopnog otpora opterećenja i voltmetra. Jedna od mogućih opcija je prikazana u Slika 3.

Slika 3. Opcija utovarne vilice.

Za testiranje modernih baterija sa dostupnim samo izlaznim terminalima, koristite Utikači za opterećenje od 12 volti... Otpor opterećenja se bira tako da bateriji osigura struju I = ZS 20 (na primjer, sa kapacitetom baterije od 55 Ah, otpor opterećenja mora trošiti struju I = ZS 20 = 3 x 55 = 165 A). Utikač za opterećenje je spojen paralelno sa izlaznim kontaktima potpuno napunjene baterije, vrijeme tokom kojeg izlazni napon pada sa 12,6 V na 6 in... Nova, ispravna i potpuno napunjena baterija bi trebala imati ovo vrijeme. najmanje tri minuta na temperaturi elektrolita + 25 °C.

4. Samopražnjenje baterije. Samopražnjenje se naziva smanjenjem kapaciteta baterija s otvorenim vanjskim krugom, odnosno s neaktivnošću. Ovaj fenomen je uzrokovan redoks procesima koji se spontano javljaju i na negativnim i na pozitivnim elektrodama.

Negativna elektroda je posebno osjetljiva na samopražnjenje zbog spontanog rastvaranja olova (negativna aktivna masa) u otopini sumporne kiseline.

Samopražnjenje negativne elektrode je praćeno evolucijom gasovitog vodonika. Brzina spontanog rastvaranja olova značajno raste sa povećanjem koncentracije elektrolita. Povećanje gustoće elektrolita sa 1,27 na 1,32 g / cm 3 dovodi do povećanja stope samopražnjenja negativne elektrode za 40%.

Do samopražnjenja može doći i kada je vanjski dio baterije prljav ili preplavljen elektrolitom, vodom ili drugim tekućinama, što stvara mogućnost pražnjenja kroz elektroprovodljivi film koji se nalazi između polova baterije ili njenih kratkospojnika.

Samopražnjenje baterija u velikoj mjeri zavisi od temperature elektrolita... Samopražnjenje se smanjuje sa smanjenjem temperature. Na temperaturama ispod 0°C, praktično prestaje sa novim baterijama. Stoga se preporučuje skladištenje baterija u napunjenom stanju na niskim temperaturama (do -30°C). Sve ovo je prikazano u Slika 4.

Slika 4. Ovisnost samopražnjenja baterije o temperaturi.

Tokom rada, samopražnjenje ne ostaje konstantno i naglo se povećava pred kraj radnog vijeka.

Da biste smanjili samopražnjenje, potrebno je koristiti najčistije materijale za proizvodnju baterija, samo koristiti čista sumporna kiselina i destilovana voda za pripremu elektrolita, kako tokom proizvodnje tako i tokom rada.

Obično se samopražnjenje izražava kao procenat gubitka kapaciteta tokom određenog vremenskog perioda. Samopražnjenje baterija se smatra normalnim ako ne prelazi 1% dnevno, odnosno 30% kapaciteta baterije mjesečno.

5. Rok trajanja novih baterija. Proizvođač trenutno proizvodi akumulatore za automobile samo u suho napunjenom stanju. Rok trajanja baterija bez rada je vrlo ograničen i ne prelazi 2 godine (zagarantovani period skladištenja 1 godina).

6. Vek trajanja automobilski olovni akumulatori - najmanje 4 godine u skladu sa radnim uslovima koje je ustanovilo postrojenje. U mojoj praksi šest baterija služi četiri godine, a jedan, najizdržljiviji, osam godina.