EMF de la batería de un automóvil frente a la densidad del electrolito. Características eléctricas de las baterías. Fuerza electromotriz de la batería

Las baterías están llenas de ácido sulfúrico y, durante el ciclo normal de carga-descarga, liberan gases explosivos (hidrógeno y oxígeno). Para evitar lesiones personales o daños a su vehículo, siga siempre estas pautas de seguridad:

1. Antes de trabajar en cualquier componente eléctrico del vehículo, desconecte el cable de alimentación del terminal negativo de la batería. Con el cable de alimentación negativo desconectado, todos los circuitos eléctricos del vehículo estarán abiertos para garantizar que ningún componente eléctrico se cortocircuite accidentalmente a tierra. Una chispa eléctrica crea una posible lesión y peligro de incendio.
2. Cualquier trabajo relacionado con la batería debe realizarse con gafas protectoras.
3. Use ropa protectora para protegerse contra el contacto de la piel con el ácido sulfúrico contenido en la batería.
4. No viole las pautas de seguridad descritas en los procedimientos de mantenimiento al manipular el equipo utilizado para mantenimiento y pruebas. baterías recargables.
5. Está estrictamente prohibido fumar o usar llamas abiertas en las inmediaciones de la batería.

Mantenimiento de la batería

Actual Mantenimiento la batería es para verificar la limpieza de la caja de la batería y, si es necesario, agregarle agua limpia. Todos los fabricantes de baterías recomiendan el uso de agua destilada para este propósito, pero si no está disponible, se puede usar agua potable limpia con un bajo contenido de sal. Dado que el agua es el único componente consumible de la batería, no agregue ácido a la batería. Parte del agua del electrolito se escapa durante la carga y descarga de la batería, pero el ácido contenido en el electrolito permanece en la batería. No llene en exceso la batería con electrolito, porque en este caso, el burbujeo normal (formación de gases) que se produce en el electrolito durante el funcionamiento de la batería provocará una fuga de electrolito, lo que provocará la corrosión de los terminales de la batería, sus soportes de montaje y la bandeja. Las baterías deben llenarse con electrolito aproximadamente a una pulgada y media (3.8 cm) por debajo de la parte superior del cuello de llenado.

Los contactos de los cables de alimentación conectados a la batería y los terminales de la propia batería deben inspeccionarse y limpiarse para evitar una caída de voltaje entre ellos. Una de las razones más comunes por las que el motor no arranca son las clavijas del cable de alimentación sueltas o corroídas conectadas a los terminales de la batería.

Arroz. Terminal de batería severamente corroído

Arroz. Se encontró que este cable de alimentación, conectado a la batería, estaba muy corroído debajo del aislamiento. Aunque la corrosión se comió a través del aislamiento, pasó desapercibida hasta que el cable fue inspeccionado a fondo. Este cable debe ser reemplazado

Arroz. Revise cuidadosamente todos los terminales de la batería en busca de signos de corrosión. En este automóvil, dos cables de alimentación están conectados al terminal positivo de la batería con un perno largo. Es una causa común de corrosión que provoca fallas en el arranque del motor eléctrico.

Medición de EMF de batería

Fuerza electromotriz(EMF) es la diferencia de potencial entre los electrodos positivo y negativo de la batería cuando el circuito externo está abierto.

El valor de EMF depende principalmente de los potenciales de los electrodos, es decir, de las propiedades físicas y químicas de las sustancias a partir de las cuales se fabrican las placas y el electrolito, pero no depende del tamaño de las placas de la batería. La EMF de una batería de ácido también depende de la densidad del electrolito.

Medida de la fuerza electromotriz(EMF) de una batería usando un voltímetro es una forma sencilla de determinar el estado de su carga. El EMF de la batería no es un indicador que garantice el rendimiento de la batería, pero este parámetro caracteriza de manera más completa el estado de la batería que solo su inspección. Una batería recargable aspecto externo bastante eficiente, de hecho, puede que no sea tan bueno como parece.

Esta verificación se denomina medición de voltaje en modo abierto (prueba EMF) de la batería porque la medición se realiza en los terminales de la batería sin una carga conectada a ella, con un consumo de corriente cero.

1. Si la comprobación se realiza inmediatamente después del final de la carga de la batería o en el coche al final del viaje, antes de la medición, es necesario liberar la batería de la polarización EMF. La EMF de polarización es un voltaje aumentado, en comparación con el voltaje normal, que ocurre solo en la superficie de las placas de la batería. La polarización EMF desaparece rápidamente cuando la batería está funcionando bajo carga, por lo que no proporciona una estimación precisa del estado de carga de la batería.
2. Para liberar la batería de la polarización EMF, encienda los faros en modo de luz alta durante un minuto, luego apáguelos y espere un par de minutos.
3. Con el motor apagado y todos los demás equipos eléctricos, con las puertas cerradas (de modo que las luces interiores estén apagadas), conecte un voltímetro a los terminales de la batería. Conecte el cable rojo, positivo, del voltímetro al terminal positivo de la batería de almacenamiento, y el cable negro, negativo, a su terminal negativo.
4. Registra la lectura del voltímetro y compárala con la tabla del estado de carga de la batería. La siguiente tabla es adecuada para evaluar el estado de carga de una batería por la magnitud de la EMF a temperatura ambiente: de 70 ° F a 80 ° F (de 21 ° C a 27 ° C).

mesa

EMF de la batería de almacenamiento (V)	Estado de carga
12,6 V y superior	100% cargado
12,4	75% cargado
12,2	50% cargado
12	Cargado por 25%
11,9 y menos	Descargado

Arroz. El voltímetro muestra el voltaje de la batería un minuto después de encender los faros (a). Después de apagar los faros, el voltaje medido en la batería se recuperó rápidamente a 12,6 V (b)

NOTA

Si el voltímetro da una lectura negativa, entonces la batería se carga en polaridad inversa (y luego debe ser reemplazada), o el voltímetro está conectado a la batería en polaridad inversa.

Medición del voltaje de la batería bajo carga

Una de las formas más precisas de determinar la salud de una batería es medir el voltaje de la batería bajo carga. La mayoría de los probadores de arranque y carga de baterías de automóviles utilizan un reóstato de carbono como carga de la batería. Los parámetros de carga están determinados por la capacidad nominal de la batería probada. La capacidad nominal de una batería de almacenamiento se caracteriza por la corriente de entrada que la batería de almacenamiento puede proporcionar a una temperatura de 0 ° F (-18 ° C) durante 30 segundos. Previamente se utilizó la característica de la capacidad nominal de las baterías en amperios-hora. La medición del voltaje de la batería de almacenamiento bajo carga se lleva a cabo a un valor de la corriente de descarga igual a la mitad de la corriente CCA nominal de la batería de almacenamiento o tres veces la capacidad nominal de la batería de almacenamiento en amperios-hora, pero no menos de 250 amperios. La medición del voltaje de la batería bajo carga se realiza después de verificar el grado de carga usando el hidrómetro incorporado o midiendo la EMF de la batería. La batería debe estar cargada al menos al 75%. Se conecta una carga adecuada a la batería y después de 15 segundos de funcionamiento de la batería bajo carga, las lecturas del voltímetro se registran con la carga conectada. Si la batería está en buen estado, la lectura del voltímetro debe permanecer por encima de 9,6 V. Muchos fabricantes de baterías recomiendan que la medición se tome dos veces:

• los primeros 15 segundos de funcionamiento de la batería bajo carga se utilizan para liberar la polarización EMF
• los segundos 15 segundos - para obtener una evaluación más confiable del estado de la batería

Debe tomarse una demora de 30 segundos entre el primer y el segundo ciclo de carga para darle a la batería un tiempo de recuperación.

Arroz. Un probador de características de arranque y carga de las baterías de automóviles, lanzado por Bear Automotive, automáticamente pone en funcionamiento la batería probada bajo carga durante 15 segundos para eliminar la polarización EMF, luego desconecta la carga durante 30 segundos para restaurar la batería y vuelve a conectar la carga durante 15 segundos. El probador muestra información sobre el estado de la batería.

Arroz. Comprobador Sun Electric VAT 40 (voltímetro, modelo 40) conectado a la batería para pruebas de carga. El operador, utilizando el regulador de corriente de carga, establece el valor de la corriente de descarga de acuerdo con la lectura del amperímetro, igual a la mitad de la corriente nominal de la batería CCA. La batería funciona bajo carga durante 15 segundos y al final de este intervalo de tiempo, el voltaje de la batería medido con la carga conectada debe ser de al menos 9,6 V

NOTA

Algunos probadores miden la capacidad de la batería para determinar el estado de carga y la salud de la batería. Siga el procedimiento de prueba especificado por el fabricante del equipo de prueba.

Si la batería no pasa la prueba de carga, recárguela y vuelva a probar. Si la segunda prueba no tiene éxito, se debe reemplazar la batería.

Cargando la batería

Si la batería está muy descargada, es necesario recargarla. La carga de la batería, para evitar daños por sobrecalentamiento, se realiza mejor en un modo de carga estándar. Para obtener una explicación del modo de carga de la batería estándar, consulte la figura.

Arroz. Este cargador de batería se ajusta para cargar una batería con una corriente de carga nominal de 10 A. alabeo de las placas de la batería

Tenga en cuenta que cargar una batería completamente descargada puede tardar ocho horas o más. Inicialmente, es necesario mantener la corriente de carga en aproximadamente 35 A durante 30 minutos para facilitar el inicio del proceso de carga de la batería. En el modo de carga acelerada, la batería se calienta y aumenta el riesgo de deformar las placas de la batería. En el modo de carga de refuerzo, también se produce un aumento de la formación de gases (desprendimiento de hidrógeno y oxígeno), lo que representa un peligro para la salud y un peligro de incendio. La temperatura de la batería no debe exceder los 125 ° F (52 ° C, la batería está caliente al tacto). Se recomienda, por regla general, cargar las baterías de almacenamiento con una corriente de carga igual al 1% del valor nominal de la corriente CCA.

• Modo de carga de impulso: 15 A máx.
• Modo de carga estándar: máximo 5A

¡Le puede pasar a cualquiera!

Dueño Coche Toyota desconectado la batería. Después de conectar una batería nueva, el propietario notó que el tablero de mandos se encendió la luz amarilla de advertencia del airbag y se bloqueó la radio. El propietario compró un automóvil usado en un concesionario y no conocía el código secreto de cuatro dígitos requerido para desbloquear la radio. Obligado a buscar una solución a este problema, probó aleatoriamente tres números diferentes de cuatro dígitos con la esperanza de que uno de ellos funcionara. Sin embargo, después de tres intentos fallidos, la radio se apagó por completo.

El propietario frustrado se puso en contacto con el distribuidor. Cuesta más de trescientos dólares solucionar el problema. Para restablecer la alarma del airbag, se requirió un dispositivo especial. La radio tuvo que ser retirada del automóvil y enviada a otro estado, a un centro de servicio autorizado, y al devolverla fue reinstalada en el automóvil.

Por lo tanto, antes de desconectar la batería, asegúrese de coordinar esto con el propietario del automóvil; debe asegurarse de que el propietario conozca el código secreto para encender la radio codificada, que se utiliza simultáneamente en el sistema de seguridad del automóvil. Puede que sea necesario utilizar el dispositivo de respaldo de la memoria del radio con la batería desconectada.

Arroz. Aquí tienes una buena idea. El técnico hizo una fuente de energía de respaldo para la memoria con una vieja linterna recargable y un cable con un adaptador a la toma del encendedor de cigarrillos. Simplemente conectó los cables a los terminales de la batería de la linterna recargable que tenía. La batería de la linterna es más conveniente de usar que una batería normal de 9 voltios, en caso de que a alguien se le ocurra la idea de abrir la puerta del automóvil mientras la fuente de alimentación de respaldo de memoria está incluida en el circuito. Una batería de 9 voltios, que tiene una capacidad pequeña, en este caso se descargaría rápidamente, mientras que la capacidad de la batería de la linterna es lo suficientemente grande como para proporcionar la energía necesaria a la memoria incluso cuando la iluminación interior está encendida.

Expreso mi más sincero agradecimiento a Kuvalda (Kuvalda.spb.ru Ushkalov Evgeny Yurievich)
por apoyarme y animarme: sacudir los viejos tiempos, recordar,
que sigo siendo físico y químico, y retomo lo viejo:

En primer lugar, considero que es mi deber señalar que (a pesar de mis esfuerzos) las siguientes consideraciones se basan en las ciencias fundamentales y, por lo tanto, aún requieren algún esfuerzo de comprensión. No se recomienda leer a quienes no quieran hacer estos esfuerzos, así como a quienes confunden voltaje y capacidad, ¡cuídese!

Por claridad de presentación, y no queriendo sobrecargar el texto con conceptos demasiado complejos de termodinámica y cinética química, que van mucho más allá de los cursos generales de física y química de las universidades técnicas, me permitiré algunas simplificaciones (en todos los casos correctas), que (en ningún caso) no contradice la verdad - Pido disculpas de antemano a los perfeccionistas. Cualquiera puede realizar los cálculos exactos por su cuenta: toda la literatura necesaria está disponible en cualquier biblioteca científica y técnica.

Confusión

Mis discusiones en las páginas de la conferencia UAZ demostraron claramente que no todos los participantes en la motorización del país entienden claramente qué es una batería. Para que se entienda correctamente, intentaré definir los conceptos que abordaré.

Batería (acumulador)

Un conjunto de celdas (latas) conectadas en serie en la cantidad de seis. En el texto, las palabras "batería" y acumulador se utilizan como sinónimos.
Una celda, también conocida como "banco", es un elemento de batería elemental que consta de al menos (en realidad más de 10) un par de placas activas de Pb-PbO2 llenas de electrolito.

Voltaje

Lo que se mide en los terminales de la batería conectando un probador o medidor de voltaje, que se encuentra en el tablero. Exclusivamente característica externa... Depende de muchos factores, tanto externos a la batería como internos.

En general, el voltaje es el único valor medido normalmente asociado con una batería. Nada más se puede medir normalmente. Ninguna capacidad. Sin corriente real. Ni resistencia interna ni EMF

EMF

Especialmente interno característica celda Batería, desafortunadamente la forma más dramática que afecta manifestaciones externas Batería.

El valor de EMF está determinado por el estado de equilibrio de la reacción de los principales reactivos. En nuestro caso, esto es Pb + PbO2 + 2H2SO4 (-) + 2H (+) = 2PbSO4 + 2H2O.

Determinarlo formalmente es bastante difícil; esto requiere el uso de cálculos termodinámicos complejos del estado termodinámico del sistema, pero en Ingeniería práctica, se aplica una fórmula de ingeniería que proporciona precisión de ingeniería para baterías de plomo-ácido en el rango de densidades de electrolito 1,1-1,3 kg / l E = 0,85 + P donde Р es la densidad del electrolito.

Utilizándolo para determinar la EMF a un valor estándar de la densidad del electrolito Batería de coche 1,27 obtenemos un valor de 2,12 V por celda o 12,7 V por batería.
Para perfeccionistas. No tiene sentido buscar aquí la dimensión, como en la mayoría de fórmulas para cálculos de ingeniería simplificados.

En un sentido práctico, esta fórmula seguirá siendo útil para nosotros.
Con la precisión que nos interesa aquí, ningún otro factor afecta el valor EMF. La dependencia de la EMF de la temperatura se estima en milésimas de voltio por grado, lo que obviamente puede pasarse por alto.
Todos los aditivos de aleación y otra plata realmente mejoran características de presentación(aumenta la estabilidad, aumenta la vida útil, reduce la resistencia interna) pero no afecta el EMF.

Desafortunadamente, en una batería moderna, solo se puede medir indirectamente y con ciertas suposiciones. Por ejemplo, asumiendo que las corrientes de fuga son cero (es decir, la batería está limpia y seca por fuera, no tiene grietas y fugas en el interior entre los bancos, que no hay sales metálicas en el electrolito, y la resistencia del dispositivo de medición es infinito).

Para mediciones con la precisión que nos interesa, basta con simplemente desconectar la batería de todos los consumidores (quitar el terminal) y utilizar un multímetro digital (aquí hay que tener en cuenta que la clase de precisión de la mayoría de estos dispositivos no permiten determinar el valor real, haciéndolos adecuados solo para mediciones relativas).

Resistencia interna

Una cantidad que juega un papel clave en nuestra percepción de la realidad de la batería.
Es gracias a él, o más bien a su aumento, que ocurren todos los problemas asociados con la batería.

Simplificado, esto se puede representar como una resistencia conectada en serie con la batería, de cierta resistencia:

Un valor que es imposible no tocar ni medir. Depende de caracteristicas de diseño Batería, capacidad, grado de descarga, presencia de sulfatación de placas, roturas internas, concentración de electrolito y su cantidad y, por supuesto, temperatura. Desafortunadamente, la resistencia interna depende no solo de los parámetros "mecánicos", sino también de la corriente a la que funciona la batería.

Cuanto mayor sea la batería, menor será la resistencia interna. Una batería nueva de 70-100 Ah tiene una resistencia interna de aproximadamente 3-7 mΩ (en condiciones normales).

Con una disminución de la temperatura, la tasa de intercambio de reacciones químicas disminuye y, en consecuencia, aumenta la resistencia interna.

La nueva batería tiene la resistencia interna más baja. Básicamente, está determinado por el diseño de los elementos portadores de corriente y su resistencia. Pero durante la operación, comienzan a acumularse cambios irreversibles: la superficie activa de las placas disminuye, aparece la sulfatación y las propiedades del electrolito cambian. Y la resistencia empieza a crecer.

Corriente de fuga

Presente en cualquier tipo de batería. Sucede interno y externo.

Interior la corriente de fuga es pequeña y para una batería moderna de 100 Ah es de aproximadamente 1 mA (aproximadamente equivalente a una pérdida del 1% de la capacidad por mes) Su valor está determinado por la pureza del electrolito, especialmente el grado de contaminación del mismo con metal sales.

Cabe señalar que las corrientes de fuga externas a través de la red de a bordo del vehículo son significativamente más altas que las de la batería interna útil.

Procesos

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Batería Descargada

Cuando la batería se descarga, se genera una corriente debido a la deposición de SO4 en las placas, como resultado de lo cual la concentración del electrolito disminuye y la resistencia interna aumenta gradualmente.

Características de descarga de la batería.
La curva superior corresponde a la corriente de descarga de diez horas.
Baja - tres en punto

Con una descarga completa, casi toda la masa activa se convierte en sulfato de plomo. Por eso, una larga estancia en estado de descarga es perjudicial para la batería. Para evitar la sulfatación, cargue la batería lo antes posible.

En este caso, cuanto más electrolito hay en la batería (en relación con la masa de plomo), menos disminuye la EMF de la celda. Para una batería descargada al 50%, la caída de EMF es aproximadamente del 1%. Además, el "stock" de electrolito es diferente para diferentes fabricantes, por lo tanto, la disminución de EMF, así como la densidad del electrolito, será diferente.

Debido a una ligera disminución en los EMF, es casi imposible determinar el grado de descarga de la batería simplemente midiendo el voltaje a través de ella (para esto, hay enchufes de carga que establecen una corriente significativa). Especialmente usando un medidor de voltaje estándar (el dispositivo no es un voltímetro en el sentido exacto de la palabra, sino más bien un indicador de voltaje) del automóvil.

La corriente máxima que puede proporcionar la batería depende principalmente de la superficie activa de las placas y su capacidad de la masa activa del plomo. En este caso, las placas más gruesas pueden ser incluso menos efectivas, ya que "las capas internas de plomo son difíciles de hacer" activas ". Además, se requiere electrolito adicional.
Cuanto más porosa se las ingenió el fabricante para hacer la placa, más corriente puede proporcionar.

Por lo tanto, todas las baterías construidas con una tecnología similar proporcionan aproximadamente las mismas corrientes de arranque, pero las más pesadas pueden proporcionar más capacidad con dimensiones comparables.

Bateria cargada

El proceso de carga de la batería consiste en la descomposición electroquímica de PbSO4 en los electrodos bajo la influencia de una corriente continua de una fuente externa.
El proceso de carga de una batería completamente descargada es similar al proceso de descarga, por así decirlo, "al revés".

Inicialmente, la corriente de carga está limitada solo por la capacidad de la fuente para generar la corriente requerida y por la resistencia de los elementos portadores de corriente. Teóricamente, está limitado solo por la cinemática del proceso de disolución (la velocidad a la que los productos de reacción se eliminan del núcleo). Luego, a medida que las moléculas de ácido sulfúrico se "disuelven", la corriente disminuye.

Si se pudieran descuidar los procesos secundarios, cuando la batería esté completamente cargada, la corriente se volvería cero. La batería deja de "aceptar" la carga. Desafortunadamente, en una batería real siempre hay fugas de corriente y agua. La batería se carga lentamente para compensar la corriente de fuga.

Como estándar, se recomienda cargar una batería de plomo utilizando una fuente de voltaje.
El voltaje de carga recomendado por celda (según VARTA) es de aproximadamente 2,23 V o 13,4 V para toda la batería. Un voltaje de carga más alto conduce a una acumulación de carga más rápida, pero al mismo tiempo aumenta la cantidad de agua descompuesta.

Leyenda:
Una batería sobrecargada se deteriora y pierde capacidad.
De hecho, las baterías de Ni-Cd se deterioran (pierden capacidad) durante una sobrecarga prolongada, lo que no ocurre con las de plomo. El plomo, cuando se carga con altos voltajes, solo pierde agua (es agua que hierve); dentro de un amplio rango, el proceso es completamente reversible simplemente agregando agua. Con una recarga prolongada con el voltaje "correcto" (2,23 V), no se produce pérdida de agua.

Afortunadamente para nosotros, una batería de plomo-ácido no se deteriora en el modo de carga lenta. Por el contrario, este régimen se recomienda y se recomienda encarecidamente. Por lo tanto, en un automóvil (y en todos los demás casos de uso industrial), las baterías de plomo-ácido están en modo de carga lenta a voltajes en el rango de 2.23 - 2.4V por celda.

Se puede ver en la figura que cuando el exceso de voltaje en la batería se duplica, la corriente de recarga aumenta diez veces, lo que conduce a un consumo de agua injustificado y una falla prematura de la batería.

Para una batería moderna, la corriente de recarga óptima es de aproximadamente 15 mA (que corresponde exactamente a un voltaje de recarga de 2,23 V por celda). Con tal corriente, el agua, que se descompone durante la electrólisis, "tiene tiempo" para recombinarse en la solución y no se pierde, es decir, el proceso puede continuar indefinidamente (en el sentido de la ingeniería).

Práctica

Voltaje de la batería

Muchos confunden Voltaje en una batería con un EMF de la batería. Como ya se señaló, estas cantidades están interrelacionadas, pero no son idénticas. La resistencia interna juega aquí un papel colosal.

Por ejemplo, cuando se descarga con corrientes de arranque, designadas alrededor de 400 A, una resistencia interna de 4 mOhm, de acuerdo con la ley de Ohm, se convierte en una caída de voltaje de 1.6 V, la resistencia de polarización agrega aproximadamente 0.5 V más, y esto es en el muy al comienzo de la descarga. Los datos proporcionados corresponden a baterías nuevas con una capacidad de aproximadamente 100 Ah. Para baterías más viejas, obsoletas o baterías de menor capacidad, la pérdida será mayor. Para una batería de 50 Ah del mismo tipo, perdí aproximadamente el doble.

Cuando se carga desde un generador (que pretende ser una fuente de voltaje, de hecho, es una fuente de corriente, estrangulada por el regulador), el voltaje debe corresponder a las condiciones de una recarga rápida y está determinado por el relé por el regulador.

Dado que el kilometraje promedio del vehículo no es suficiente para cargar completamente la batería, se aplica una compensación de voltaje ligeramente por encima del valor de flotación óptimo de 2.23V por celda o 13.38 por batería, pero un poco menos que el voltaje de carga rápida de 2.4V (14.4V por celda). Se considera que el valor óptimo es 13,8-14,2V. Al mismo tiempo, las pérdidas de agua siguen siendo aceptables y la batería recibe una carga suficientemente completa con un kilometraje promedio.

El envejecimiento (descarga) de la batería lleva al hecho de que el voltaje que puede proporcionar bajo carga cae debido a grandes pérdidas en la resistencia interna, mientras que sin carga su valor permanece casi idéntico al nuevo (completamente cargado). Por lo tanto, es prácticamente imposible determinar el estado de la batería simplemente con un voltímetro.

Los diferentes tipos de baterías pueden tener diferentes densidades de electrolitos. En este caso, el EMF (y, en consecuencia, el voltaje de una batería abierta) puede diferir ligeramente para diferentes baterías. En este caso, una batería descargada con una densidad de electrolito más alta puede entregar un valor de voltaje más alto que una batería completamente cargada con una densidad de electrolito más baja.

Leyenda:
El voltaje de la batería depende de la temperatura.
El voltaje de una batería desconectada es prácticamente independiente de la temperatura. Depende de la resistencia interna y la cantidad de energía almacenada. El arrancador gira mal debido a una gran caída de voltaje a través de la resistencia interna, y la limitación del tiempo de funcionamiento del arrancador está asociada con una capacidad reducida de la batería debido a una actividad reducida de reacciones químicas.

Conexión de la batería

Fue este tema el que me obligó a emprender este trabajo a gran escala. Las conclusiones que aquí se presentan se basan en los argumentos presentados anteriormente. Las conclusiones prácticas no requieren argumentación.

Leyenda 1
Las baterías de automóvil no se pueden conectar en paralelo, ya que una batería con un voltaje más alto recargará constantemente una batería con un voltaje más bajo. En consecuencia, uno se recargará constantemente, mientras que el otro se descargará.

Hay varios errores fácticos y conceptuales en esta leyenda.

La celda de la batería está formada por varios pares (o varias decenas de pares) de placas, intermedias en paralelo para aumentar la superficie efectiva de la celda. Por tanto, el paralelismo está en el corazón de la tecnología de las baterías.

El voltaje de la batería en ausencia de carga es condicionalmente igual a su EMF.
Como se sabe, el valor de EMF prácticamente no depende de ningún parámetro externo e interno, a excepción de la densidad del electrolito. Este valor no depende ni de la capacidad de la batería, ni de la porosidad del electrodo, ni de los aditivos de aleación, ni del material de las partes activas. También depende débilmente del grado de descarga de la batería. Por lo tanto, el voltaje de las dos baterías de automóvil de plomo-ácido que cumplen con los estándares siempre estara cerca... La diferencia tecnológica que surge de la inexactitud de la densidad del electrolito (1.27-1.29 según GOST, las tolerancias VARTA son un orden de magnitud menor) se puede determinar fácilmente (ver arriba) y es 0.02V, es decir, 20 mV.

Si suponemos que al momento de parar la carga (apagar el motor) ambas baterías están completamente cargadas, la máxima diferencia de potencial posible en sus terminales será de 20 mV, independientemente de su estado, fabricante, etc.

Incluso si asumimos que se usan baterías de diferentes clases (por ejemplo, automotrices e industriales con una densidad de electrolito de 1.25), entonces en este caso la diferencia de potencial es solo de aproximadamente 40 mV. Para una batería completamente cargada, esto dará lugar a una corriente de electrólisis de 3-5 mA, que corresponde aproximadamente a la corriente de fuga de una batería no muy buena.

La descarga de tales corrientes es insignificante para la batería y la recarga no ocurre.

Ahora consideremos una situación en la que dos baterías de capacidades significativamente diferentes están conectadas en paralelo.

Al comienzo de la carga, cuando la corriente está limitada por las capacidades del generador, es natural suponer que se dividirá entre las baterías en proporción al área activa de las placas. Es decir, el estado de carga de las baterías con una carga incompleta será aproximadamente el mismo (corta duración). El sistema se comportará como una batería grande que no tuvo tiempo de recargarse.

Leyenda 2
En autos importados se utilizan relés especiales para conectar las baterías de los equipos auxiliares (Auxiliary), para no conectarlos en paralelo (Leyenda 1)

Una completa tontería en vista de lo anterior. Este relevo tiene un propósito mucho más mundano. Cuando el sistema eléctrico del automóvil está muy cargado con equipo adicional (como un televisor, música de alta potencia, refrigerador, etc.), existe una alta probabilidad de que se "agote" la batería. Para salir después de divertirse en la naturaleza con música, se desconecta la batería de arranque, evitando así su descarga profunda.
Hay una vieja anécdota sobre nuestros policías, quienes al máximo "disparan" el radar se preocuparon por "encender":

Entonces este efecto es mucho más significativo que "recargar".

Conclusiones practicas

Es posible conectar baterías en paralelo, pero teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones.

• No debe usar baterías de diferentes clases (por ejemplo, automotrices e industriales), así como diferentes versiones (por ejemplo, tropicales y árticas), ya que usan electrolitos de diferentes densidades.
• Cuando está estacionado durante mucho tiempo, vale la pena desconectar la batería no solo de los consumidores, sino también entre sí.

Fuerza electromotriz.

La EMF de la batería es la diferencia de potencial del electrodo medida con un circuito externo abierto. El potencial de electrodo con un circuito externo abierto consta de un potencial de electrodo de equilibrio y un potencial de polarización. El potencial de equilibrio del electrodo caracteriza el estado del electrodo en ausencia de procesos transitorios en el sistema electroquímico. El potencial de polarización se define como la diferencia entre el potencial del electrodo durante la carga y descarga y su potencial cuando el circuito externo está abierto. La polarización del electrodo se retiene en la batería incluso en ausencia de corriente después de desconectar la carga del cargador. Esto se debe al proceso de difusión de nivelar la concentración de electrolitos en los poros de los electrodos y el espacio de las celdas de la batería. La tasa de difusión es baja; por lo tanto, la desintegración de los procesos transitorios ocurre dentro de varias horas e incluso días, dependiendo de la temperatura del electrolito. Teniendo en cuenta la presencia de dos componentes del potencial del electrodo durante los modos transitorios, se distingue el EMF de equilibrio y no equilibrio de la batería.

El EMF de equilibrio de una batería de plomo depende de las propiedades químicas y físicas de las sustancias activas y de la concentración de sus iones en el electrolito.

El valor del EMF está influenciado por la densidad del electrolito y muy poco por la temperatura. Cambio de EMF dependiendo de; la temperatura es menor que

3 · 10 -4 V / deg. La dependencia del EMF de la densidad del electrolito en el rango de 1.05-1.30 g / cm 3 se parece a la fórmula:

donde E es el EMF de la batería, V;

p - reducido a una temperatura de 5 ° C, la densidad del electrolito, g / cm ".

Con un aumento en la densidad del electrolito, el EMF aumenta (Figura 3.1). A densidades de electrolito de trabajo de 1.07-1.30 g / cm 3, el EMF no da una idea precisa del grado de descarga de la batería, ya que el EMF de una batería descargada con un electrolito de mayor densidad será mayor.

La EMF no depende de la cantidad de materiales activos en la batería y de las dimensiones geométricas de los electrodos. La EMF de la batería aumenta en proporción al número de baterías conectadas en serie m: E batería = m E A.

La densidad del electrolito en los poros de los electrodos y en el monobloque es la misma para baterías en reposo. Esta densidad corresponde a la EMF de reposo. Debido a la polarización de las placas y al cambio en la concentración de electrólisis en los poros de los electrodos con respecto a la concentración del electrolito en el monobloque, la EMF durante la descarga es menor, y cuando está cargada, la EMF es mayor que en reposo. . La razón principal del cambio en los campos electromagnéticos durante la descarga o carga es el cambio en la densidad del electrolito involucrado en los procesos electroquímicos.

Arroz. 3.1. Cambio en el EMF de equilibrio y los potenciales de electrodo de una batería de plomo dependiendo de la densidad del electrolito:

1- EMF; 2 - potencial del electrodo positivo; 3 - potencial del electrodo negativo.

Voltaje.

El voltaje de la batería se diferencia de su EMF por la cantidad de caída de voltaje en el circuito interno cuando pasa la corriente de descarga o carga. Al descargar, el voltaje en los terminales de la batería es menor que el EMF, y al cargar, es mayor.

Voltaje de descarga

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

donde En - EMF de polarización, V;

I p es la fuerza de la corriente de descarga, A;

r - resistencia interna total, Ohm;

r o es la resistencia óhmica de la batería, Ohm. Voltaje de carga

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

donde I s - la fuerza de la corriente de carga, A.

El EMF de polarización está asociado con un cambio en los potenciales de los electrodos durante el paso de la corriente y depende de la diferencia en las concentraciones de electrolitos entre los electrodos y en los poros de la masa activa de los electrodos. Al descargar, los potenciales de los electrodos se acercan entre sí y, cuando se cargan, se separan.

A una corriente de descarga constante, se consume una cierta cantidad de materiales activos por unidad de tiempo. La densidad del electrolito disminuye linealmente (figura 3.2, a). De acuerdo con el cambio en la densidad del electrolito, la EMF y el voltaje de la batería disminuyen. Al final de la descarga, el sulfato de plomo cierra los poros de la sustancia activa de los electrodos, impidiendo el flujo de electrolito desde el recipiente y aumentando la resistencia eléctrica de los electrodos.

El equilibrio se altera y la tensión comienza a caer bruscamente. Las baterías de almacenamiento se descargan solo hasta la tensión final Uc.p. correspondiente a la inflexión de la característica de descarga Up = f (τ). La descarga se termina, aunque los materiales activos no se consumen por completo. Una descarga adicional es perjudicial para la batería y no tiene sentido ya que el voltaje se vuelve inestable.

Arroz. 3.2... Características de la batería de plomo ácido:

a - descarga, b - cargando.

Después de desconectar la carga, el voltaje de la batería se eleva al valor EMF correspondiente a la densidad del electrolito en los poros de los electrodos. Luego, durante algún tiempo, el EMF aumenta a medida que la concentración del electrolito en los poros de los electrodos y en el volumen de la celda de la batería se iguala debido a la difusión. La posibilidad de aumentar la densidad del electrolito en los poros de los electrodos durante un corto período de inactividad después de la descarga se utiliza al arrancar el motor. Se recomienda comenzarlo en intentos separados a corto plazo con descansos de 1-1.5 minutos. La descarga intermitente también contribuye a una mejor utilización de las capas profundas de las sustancias activas de los electrodos.

En el modo de carga (Fig. 3.2, b), el voltaje Uc en los terminales de la batería aumenta debido a una caída de voltaje interna y un aumento en la EMF con un aumento en la densidad del electrolito en los poros de los electrodos. Cuando el voltaje sube a 2,3 V, se restauran las sustancias activas. La energía de la carga se utiliza para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno, que se liberan en forma de burbujas de gas. En este caso, el desprendimiento de gas se asemeja a la ebullición. Puede reducirse reduciendo el valor de la corriente de carga al final de la descarga.

Algunos de los iones de hidrógeno positivos liberados en el electrodo negativo son neutralizados por electrones. Un exceso de iones se acumula en la superficie del electrodo y crea una sobretensión de hasta 0,33 V. La tensión al final de la carga aumenta a 2,6-2,7 V y permanece sin cambios con más carga. Voltaje constante durante 1 a 2 horas de carga y abundante desprendimiento de gas son signos del final de la carga.

Después de desconectar la batería del cargador, el voltaje cae al valor EMF correspondiente a la densidad del electrolito en los poros, y luego disminuye hasta que se igualan las densidades de electrolito en los poros de las placas y en el recipiente de la batería.

El voltaje en los terminales de la batería de almacenamiento durante la descarga depende de la fuerza de la corriente de descarga y la temperatura del electrolito.

Con un aumento en la fuerza de la corriente de descarga Iр, el voltaje disminuye más rápidamente debido a una mayor diferencia en las concentraciones de electrolitos en el recipiente de la batería y en los poros de los electrodos, así como a una mayor caída de voltaje interno en la batería. Todo esto lleva a la necesidad de una terminación anticipada de la descarga de la batería. Para evitar la formación de grandes cristales insolubles de sulfato de plomo en los electrodos, la descarga de las baterías se detiene a un voltaje final de 1,75 V en una batería.

Con una disminución de la temperatura, la viscosidad y la resistividad eléctrica del electrolito aumentan y la velocidad de difusión del electrolito desde el recipiente de la batería hacia los poros de las sustancias activas de los electrodos disminuye.

Resistencia interna.

La resistencia interna total de la batería es la resistencia que ejerce el paso de una corriente de carga o descarga constante a través de la batería:

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

donde r 0 - resistencia óhmica de electrodos, electrolito, separadores y piezas auxiliares portadoras de corriente (puentes, bornes, puentes); r P es la resistencia de polarización que aparece debido a cambios en los potenciales de los electrodos durante el paso de una corriente eléctrica.

Arroz. 3.3. Dependencia de la conductividad eléctrica específica del electrolito de la densidad a una temperatura de 20 ° C.

La conductividad eléctrica del electrolito (a temperatura constante) depende en gran medida de su densidad (figura 3.3). Por lo tanto, en igualdad de condiciones, las baterías con una densidad de electrolito de 1,2 - 1,3 g / cm 3 tienen las mejores propiedades iniciales.

En el apogeo del año escolar, muchos científicos necesitan una fórmula de fem para varios cálculos. Los experimentos relacionados con, también necesitan información sobre la fuerza electromotriz. Pero para los principiantes no es tan fácil entender qué es.

Fórmula para encontrar la fem

El primer paso es averiguar la definición. ¿Qué significa este acrónimo?

La EMF o fuerza electromotriz es un parámetro que caracteriza el trabajo de cualquier fuerza de naturaleza no eléctrica que opere en circuitos donde la intensidad de la corriente, tanto directa como alterna, es la misma en toda su longitud. En un circuito conductor acoplado, la EMF se equipara al trabajo de estas fuerzas para mover una sola carga positiva (positiva) a lo largo de todo el circuito.

La siguiente figura muestra la fórmula de fem.

Ast - significa el trabajo de fuerzas externas en julios.

q es la carga transferida en culombios.

Fuerzas externas- estas son las fuerzas que llevan a cabo la separación de cargas en la fuente y, como resultado, forman una diferencia de potencial en sus polos.

Para esta fuerza, la unidad de medida es voltio... Se denota en fórmulas por la letra « E ".

Solo en el momento en que no haya corriente en la batería, el si-a electromotor será igual al voltaje en los polos.

Inducción EMF:

EMF de inducción en un circuito que tienenortevueltas:

Cuando se conduce:

Fuerza electromotriz inducción en un circuito que gira en un campo magnético a una velocidadw:

Tabla de valores

Explicación simple de la fuerza electromotriz.

Supongamos que tenemos una torre de agua en nuestro pueblo. Está completamente lleno de agua. Pensemos que se trata de una batería normal. ¡La torre es una batería!

Toda el agua ejercerá una fuerte presión sobre el fondo de nuestra torreta. Pero será fuerte solo cuando esta estructura esté completamente llena de H 2 O.

Como resultado, cuanto menos agua, más débil será la presión y la presión del chorro será menor. Habiendo abierto el grifo, notamos que cada minuto el alcance del chorro disminuirá.

Como resultado:

1. La tensión es la fuerza con la que el agua empuja hacia el fondo. Eso es presión.
2. El voltaje cero es la parte inferior de la torre.

La batería es la misma.

En primer lugar, conectamos la fuente con energía al circuito. Y, en consecuencia, lo cerramos. Por ejemplo, inserte la batería en la linterna y enciéndala. Inicialmente, notaremos que el dispositivo se está quemando intensamente. Después de un tiempo, su brillo disminuirá notablemente. Es decir, la fuerza electromotriz ha disminuido (se ha filtrado en comparación con el agua de la torre).

Si tomamos una torre de agua como ejemplo, EMF es una bomba que bombea agua constantemente a la torre. Y nunca termina ahí.

Célula electroquímica emf - fórmula

La fuerza electromotriz de una batería se puede calcular de dos formas:

• Calcule usando la ecuación de Nernst. Será necesario calcular los potenciales de electrodo de cada electrodo incluido en el GE. Luego calcule el EMF usando la fórmula.
• Calcule el EMF según la fórmula de Nernst para la corriente total de la reacción generadora que tiene lugar durante el funcionamiento del GE.

Por lo tanto, armado con estas fórmulas, será más fácil calcular la fuerza electromotriz de la batería.

¿Dónde se utilizan los diferentes tipos de EMF?

1. El piezoeléctrico se aplica cuando un material se estira o se comprime. Con la ayuda de él, se fabrican generadores de energía de cuarzo y varios sensores.
2. El químico se usa en y en baterías.
3. La inducción aparece en el momento en que el conductor cruza el campo magnético. Sus propiedades se utilizan en transformadores, motor electrico, generadores.
4. El termoeléctrico se forma en el momento de calentar los contactos de diferentes tipos de metales. Ha encontrado su aplicación en unidades frigoríficas y termopares.
5. La fotoeléctrica se utiliza para producir fotocélulas.

Veamos los principales parámetros de la batería que necesitamos para operarla.

1. Fuerza electromotriz (EMF) batería de almacenamiento: el voltaje entre los terminales de la batería de almacenamiento con un circuito externo abierto (y, por supuesto, en ausencia de fugas). En condiciones de "campo" (en un garaje) la EMF se puede medir con cualquier probador, antes de eso, retire uno de los terminales ("+" o "-") de la batería.

La EMF de una batería depende de la densidad y temperatura del electrolito y no depende en absoluto del tamaño y forma de los electrodos, así como de la cantidad de electrolito y masas activas. El cambio en el EMF de la batería debido a la temperatura es muy pequeño y durante el funcionamiento puede despreciarse. Con un aumento en la densidad del electrolito, aumenta el EMF. A una temperatura de más 18 ° C y una densidad de d = 1,28 g / cm 3, la batería (es decir, un banco) tiene un EMF igual a 2,12 V (batería - 6 x 2,12 V = 12,72 V). La dependencia del EMF de la densidad del electrolito cuando la densidad cambia dentro 1,05 ÷ 1,3 g / cm 3 expresado por la fórmula empírica

E = 0,84 + d, donde

mi- batería EMF, V;

D- la densidad del electrolito a una temperatura de más 18 ° C, g / cm 3.

Es imposible juzgar con precisión el grado de descarga de la batería por el EMF. El EMF de una batería descargada con una mayor densidad de electrolitos será mayor que el EMF de una batería cargada, pero con una menor densidad de electrolitos.

Al medir la EMF, solo se puede detectar rápidamente un mal funcionamiento grave de la batería (cortocircuito de las placas en uno o varios bancos, rotura de los conductores de conexión entre los bancos, etc.).

2. Resistencia interna de la batería es la suma de las resistencias de las abrazaderas terminales, conexiones entre elementos, placas, electrolito, separadores y la resistencia que surge en los puntos de contacto de los electrodos con el electrolito. Cuanto mayor sea la capacidad de la batería (número de placas), menor será su resistencia interna. Con una disminución de la temperatura y a medida que la batería se descarga, aumenta su resistencia interna. El voltaje de la batería se diferencia de su EMF por la cantidad de caída de voltaje a través de la resistencia interna de la batería.

Al cargar U 3 = E + Yo x R VN,

y al alta U P = E - Yo x R VN, donde

I- la corriente que fluye a través de la batería, A;

R VN- resistencia interna de la batería, Ohm;

mi- batería EMF, V.

El cambio de voltaje en la batería durante su carga y descarga se muestra en Arroz. una.

Figura 1. Cambiar el voltaje de la batería de almacenamiento durante su carga y descarga.

1 - el comienzo de la evolución de gas, 2 - cargo, 3 - descarga.

El voltaje del generador de automóvil del que se carga la batería es 14,0 ÷ 14,5 V... En un automóvil, la batería, incluso en el mejor de los casos, en condiciones completamente favorables, permanece subcargada durante 10 ÷ 20%... Esto se debe al trabajo del generador de automóvil.

El generador comienza a entregar suficiente voltaje para cargar cuando 2000 rpm y más. Ralentí 800 ÷ 900 rpm... Estilo de conducción en la ciudad: overclocking(duración inferior a un minuto), frenado, frenado (semáforo, atasco - duración de 1 minuto a ** horas). La carga va solo durante la aceleracin y el movimiento durante un altas revoluciones... El resto del tiempo hay una descarga intensiva de la batería (faros, otros consumidores de electricidad, alarma - todo el día).

La situación mejora cuando se conduce fuera de la ciudad, pero no de forma crítica. La duración de los viajes no es tan larga (carga completa de la batería - 12-15 horas).

En el punto 1 - 14,5 V comienza el desprendimiento de gas (electrólisis del agua para oxígeno e hidrógeno), aumenta el consumo de agua. Otro efecto desagradable durante la electrólisis es que aumenta la corrosión de las placas, por lo que no debe permitirse sobretensión larga 14,5 V en los terminales de la batería.

Voltaje del generador automotriz ( 14,0 ÷ 14,5 V) se selecciona a partir de condiciones de compromiso, lo que garantiza una carga de batería más o menos normal con una disminución de la formación de gases (disminuye el consumo de agua, disminuye el riesgo de incendio, disminuye la tasa de destrucción de las placas).

De lo anterior, podemos concluir que la batería debe ser recargada por completo periódicamente, al menos una vez al mes, con un externo cargador para reducir la sulfatación de la placa y aumentar la vida útil.

Voltaje de la batería en su descarga por corriente de arranque(IP = 2 ÷ 5 C 20) depende de la intensidad de la corriente de descarga y de la temperatura del electrolito. Sobre el Figura 2 muestra las características de corriente-voltaje de la batería 6ST-90 a diferentes temperaturas de electrolitos. Si la corriente de descarga es constante (por ejemplo, I Р = 3 С 20, línea 1), entonces el voltaje de la batería durante la descarga será menor, menor será su temperatura. Para mantener un voltaje constante durante la descarga (línea 2), es necesario reducir la fuerza de la corriente de descarga al disminuir la temperatura de la batería.

Figura 2. Características de voltios-amperios de la batería 6ST-90 a diferentes temperaturas del electrolito.

3. Capacidad de la batería (C) es la cantidad de electricidad que emite la batería cuando se descarga al voltaje más bajo permitido. La capacidad de la batería se expresa en amperios-hora ( Y h). Cuanto mayor sea la fuerza de la corriente de descarga, menor será la tensión a la que se puede descargar la batería, por ejemplo, al determinar la capacidad nominal de la batería, la descarga se realiza por corriente Yo = 0.05C 20 para estresar 10,5 V, la temperatura del electrolito debe estar en el rango +(18 ÷ 27) ° C y el tiempo de descarga 20 h... Se cree que el final de la vida útil de la batería ocurre cuando su capacidad es del 40% de C 20.

Capacidad de la batería en modos de arranque determinado a temperatura + 25 ° C y corriente de descarga ЗС 20... En este caso, el tiempo de descarga a voltaje 6 pulg(un voltio por batería) debe ser al menos 3 min.

Cuando la batería se descarga por corriente ЗС 20(temperatura del electrolito -18 ° C) voltaje de la batería a través de 30 segundos después del inicio de la descarga debe ser 8,4 V(9,0 V para baterías sin mantenimiento) y después 150 s no menos 6 pulg... Esta corriente a veces se llama corriente de desplazamiento en frío o corriente de arranque, puede diferir de ЗС 20 Esta corriente se indica en la caja de la batería junto a su capacidad.

Si la descarga se produce con una intensidad de corriente constante, la capacidad de la batería está determinada por la fórmula

C = yo x t donde,

I- corriente de descarga, A;

t- tiempo de descarga, h

La capacidad de una batería de almacenamiento depende de su diseño, el número de placas, su espesor, el material del separador, la porosidad del material activo, el diseño de la celosía de las placas y otros factores. En funcionamiento, la capacidad de la batería depende de la intensidad de la corriente de descarga, la temperatura, el modo de descarga (intermitente o continuo), el estado de carga y el deterioro de la batería. Con un aumento en la corriente de descarga y el grado de descarga, así como con una disminución de la temperatura, la capacidad de la batería de almacenamiento disminuye. A bajas temperaturas, la caída de la capacidad de una batería de almacenamiento con un aumento de las corrientes de descarga se produce de forma especialmente intensa. A una temperatura de -20 ° C, aproximadamente el 50% de la capacidad de la batería permanece a una temperatura de + 20 ° C.

El estado de la batería de almacenamiento se muestra más completamente por su capacidad. Para determinar la capacidad real, basta con descargar una batería en servicio completamente cargada con corriente. Yo = 0,05 C 20(por ejemplo, para una batería con una capacidad de 55 Ah, I = 0.05 x 55 = 2.75 A). La descarga debe continuar hasta que se alcance el voltaje de la batería. 10,5 V... El tiempo de descarga debe ser de al menos 20 horas.

Es conveniente utilizarlo como carga al determinar la capacidad. bombillas de coche... Por ejemplo, para proporcionar una corriente de descarga 2,75 A, en el que el consumo de energía es P = Yo x U = 2,75 A x 12,6 V = 34,65 W, basta con conectar la lámpara en paralelo en 21 vatios y una lámpara encendida 15 vatios... La tensión de funcionamiento de las lámparas incandescentes para nuestro caso debe ser 12 pulg... Por supuesto, la precisión de establecer la corriente de esta manera es "más o menos zapatos de bast", pero para una determinación aproximada del estado de la batería es suficiente, además de barato y asequible.

Al probar baterías nuevas de esta manera, el tiempo de descarga puede ser inferior a 20 horas. Esto se debe al hecho de que obtienen la capacidad nominal después de 3 ÷ 5 ciclos completos de carga-descarga.

La capacidad de la batería también se puede estimar usando horquilla de carga... El enchufe de carga consta de dos patas de contacto, una manija, una resistencia de carga conmutable y un voltímetro. Una de las posibles opciones se muestra en Fig. 3.

Fig. 3. Opción de horquilla de carga.

Para probar baterías modernas con solo terminales de salida disponibles, use Enchufes de carga de 12 voltios... La resistencia de carga se elige para proporcionar a la batería una corriente I = ЗС 20 (por ejemplo, con una capacidad de batería de 55 Ah, la resistencia de carga debe consumir corriente I = ЗС 20 = 3 x 55 = 165 A). El enchufe de carga se conecta en paralelo con los contactos de salida de una batería completamente cargada, el tiempo durante el cual el voltaje de salida cae de 12,6 V a 6 pulg... Una batería nueva, reparable y completamente cargada debe tener este tiempo. al menos tres minutos a la temperatura del electrolito + 25 ° C.

4. Autodescarga de la batería. La autodescarga se denomina disminución de la capacidad de las baterías con un circuito externo abierto, es decir, con inactividad. Este fenómeno es causado por procesos redox que ocurren espontáneamente tanto en los electrodos negativos como en los positivos.

El electrodo negativo es especialmente susceptible de autodescarga debido a la disolución espontánea del plomo (masa activa negativa) en una solución de ácido sulfúrico.

La autodescarga del electrodo negativo va acompañada de la evolución de gas hidrógeno. La tasa de disolución espontánea del plomo aumenta significativamente con el aumento de la concentración de electrolitos. Un aumento en la densidad del electrolito de 1,27 a 1,32 g / cm 3 conduce a un aumento de la tasa de autodescarga del electrodo negativo en un 40%.

La autodescarga también puede ocurrir cuando el exterior de la batería está sucio o inundado con electrolito, agua u otros líquidos, lo que crea la posibilidad de descarga a través de una película conductora de electricidad ubicada entre los terminales de los polos de la batería o sus puentes.

Autodescarga de baterías en gran medida depende de la temperatura del electrolito... La autodescarga disminuye al disminuir la temperatura. A temperaturas inferiores a 0 ° C, prácticamente se detiene con pilas nuevas. Por lo tanto, se recomienda almacenar las baterías cargadas a bajas temperaturas (hasta -30 ° C). Todo esto se muestra en Figura 4.

Figura 4. Dependencia de la autodescarga de la batería de la temperatura.

Durante el funcionamiento, la autodescarga no permanece constante y aumenta bruscamente hacia el final de la vida útil.

Para reducir la autodescarga, es necesario utilizar los materiales más puros para la producción de baterías, utilice solo ácido sulfúrico puro y agua destilada para la preparación de electrolitos, tanto durante la producción como durante el funcionamiento.

Normalmente, la autodescarga se expresa como un porcentaje de pérdida de capacidad durante un período de tiempo específico. La autodescarga de las baterías se considera normal si no supera el 1% por día o el 30% de la capacidad de la batería por mes.

5. La vida útil de las baterías nuevas. Actualmente, las baterías de automóvil son producidas por el fabricante solo en un estado de carga seca. La vida útil de las baterías sin funcionamiento es muy limitada y no supera los 2 años ( Período de garantía almacenamiento 1 año).

6. Vida útil baterías de plomo-ácido para automóviles - al menos 4 años sujeto a las condiciones de operación establecidas por la planta. En mi práctica, seis baterías han servido durante cuatro años y una, la más duradera, durante ocho años.