EMF avtomobilske baterije v primerjavi z gostoto elektrolita. Električne lastnosti baterij. Elektromotorna sila baterije

Baterije so napolnjene z žveplovo kislino in med normalnim ciklom polnjenja-praznjenja sproščajo eksplozivne pline (vodik in kisik). Da se izognete telesnim poškodbam ali škodi na vašem vozilu, vedno upoštevajte te varnostne smernice:

Preden začnete delati na električnih komponentah vozila, odklopite napajalni kabel z negativnega pola akumulatorja. Ko je negativni napajalni kabel odklopljen, bodo vsi električni tokokrogi v vozilu odprti, da se zagotovi, da katera koli električna komponenta ne pride po naključju v kratkem stiku z maso. Električna iskra lahko povzroči poškodbe in požar.
Vsa dela, ki vključujejo baterijo, je treba izvajati z zaščitnimi očali.
Nosite zaščitna oblačila za zaščito pred stikom kože z žveplovo kislino, ki jo vsebuje baterija.
Pri ravnanju z opremo, ki se uporablja za vzdrževanje in testiranje, ne kršite varnostnih smernic, navedenih v postopkih vzdrževanja. baterije za ponovno polnjenje.
V neposredni bližini baterije je strogo prepovedano kaditi ali uporabljati odprt ogenj.

Vzdrževanje baterije

Redno vzdrževanje baterije je sestavljeno iz preverjanja čistosti ohišja baterije in po potrebi dodajanja čiste vode. Vsi proizvajalci baterij v ta namen priporočajo uporabo destilirane vode, če pa ni na voljo, lahko uporabite čisto pitno vodo z nizko vsebnostjo soli. Ker je voda edina potrošna komponenta v bateriji, v baterijo ne dodajajte kisline. Del vode iz elektrolita med polnjenjem in praznjenjem akumulatorja uide, kislina, ki jo vsebuje elektrolit, pa ostane v akumulatorju. Akumulatorja ne napolnite preveč z elektrolitom, saj bo v tem primeru običajno mehurčkanje (plinjenje), ki se pojavi v elektrolitu med delovanjem akumulatorja, povzročilo puščanje elektrolita, kar bo povzročilo korozijo polov baterije, njenih pritrdilnih nosilcev in posode. Baterije je treba napolniti z elektrolitom približno en in pol palca (3,8 cm) pod vrhom polnilnega vratu.

Kontakte napajalnih kablov, ki so priključeni na akumulator, in sponke same baterije je treba pregledati in očistiti, da se prepreči padec napetosti na njih. Eden od pogostih razlogov, zakaj se motor ne zažene, so zrahljani ali korodirani zatiči napajalnega kabla, priključeni na sponke akumulatorja.

riž. Močno korodiran terminal akumulatorja

riž. Ugotovljeno je bilo, da je ta napajalni kabel, priključen na baterijo, pod izolacijo močno korodiran. Čeprav je korozija zajela izolacijo, je ostala neopažena, dokler kabel ni bil temeljito pregledan. Ta kabel je treba zamenjati

riž. Previdno preverite vse priključke akumulatorja za znake korozije. V tem avtomobilu sta dva napajalna kabla povezana na pozitivni pol akumulatorja z dolgim vijakom. To je pogost vzrok korozije, ki povzroči okvaro zagona električnega motorja.

Merjenje EMF baterije

Elektromotorna sila(EMF) je potencialna razlika med pozitivno in negativno elektrodo baterije, ko je zunanji tokokrog odprt.

Vrednost EMF je odvisna predvsem od elektrodnih potencialov, t.j. na fizikalne in kemijske lastnosti snovi, iz katerih so izdelane plošče in elektrolit, ni pa odvisna od velikosti baterijskih plošč. EMF kislinske baterije je odvisen tudi od gostote elektrolita.

Merjenje elektromotorne sile(EMF) baterije z voltmetrom je preprost način za določitev stanja njene napolnjenosti. EMF baterije ni indikator, ki zagotavlja delovanje baterije, vendar ta parameter bolj v celoti označuje stanje baterije kot le njen pregled. Baterija za ponovno polnjenje, ki izgleda dobro, morda v resnici ni tako dobra, kot se sliši.

To preverjanje imenujemo merjenje napetosti v odprtem načinu (EMF test) akumulatorja, ker se meritev izvaja na sponkah akumulatorja brez priključene obremenitve, pri ničelni porabi toka.

Če se preverjanje izvede takoj po koncu polnjenja akumulatorja ali v avtomobilu ob koncu potovanja, je treba pred meritvijo akumulator sprostiti iz polarizacijskega EMF. Polarizacijski EMF je v primerjavi z običajno povečana napetost, ki se pojavi le na površini plošč akumulatorja. Polarizacijski EMF hitro izgine, ko baterija deluje pod obremenitvijo, zato ne daje natančne ocene stanja napolnjenosti baterije.
Da sprostite baterijo iz polarizacije EMF, vklopite žaromete v načinu dolgih luči za eno minuto, nato jih ugasnite in počakajte nekaj minut.
Pri ugasnjenem motorju in vso ostalo električno opremo, pri zaprtih vratih (da se ugasnejo notranje luči) priključite voltmeter na sponke akumulatorja. Rdečo, pozitivno žico voltmetra priključite na pozitivni pol akumulatorja, črno, negativno žico pa na njen negativni pol.
Zabeležite odčitek voltmetra in ga primerjajte s tabelo stanja napolnjenosti baterije. Spodnja tabela je primerna za oceno stanja napolnjenosti baterije glede na velikost EMF pri sobni temperaturi - od 70 ° F do 80 ° F (od 21 ° C do 27 ° C).

mizo

EMF akumulatorja (V)	Država polnjenja
12,6 V in več	100% napolnjen
12,4	75% zaračunano
12,2	50% zaračunano
12	Zaračunano za 25%
11.9 in nižje	Odpuščen

riž. Voltmeter pokaže napetost akumulatorja eno minuto po vklopu žarometov (a). Po ugasnitvi žarometov se je napetost, izmerjena na akumulatorju, hitro povrnila na 12,6 V (b)

OPOMBA

Če voltmeter daje negativen odčitek, se baterija polni v obratni polarnosti (in jo je treba zamenjati) ali pa je voltmeter priključen na baterijo v obratni polarnosti.

Merjenje napetosti akumulatorja pod obremenitvijo

Eden najbolj natančnih načinov za ugotavljanje zdravja baterije je merjenje napetosti baterije pod obremenitvijo. Večina testerjev za zagon in polnjenje avtomobilskih baterij uporablja ogljikov reostat kot obremenitev baterije. Parametri obremenitve so določeni z nazivno zmogljivostjo testirane baterije. Za nazivno zmogljivost akumulatorske baterije je značilen vhodni tok, ki ga lahko akumulatorska baterija zagotovi pri temperaturi 0 °F (-18 °C) 30 sekund. Prej je bila uporabljena značilnost nazivne zmogljivosti baterij v amper urah. Merjenje napetosti akumulatorske baterije pod obremenitvijo se izvede pri vrednosti toka praznjenja, ki je enaka polovici nazivnega CCA toka akumulatorja ali trikratniku nazivne zmogljivosti akumulatorja v amper urah, vendar ne manj več kot 250 amperov. Merjenje napetosti akumulatorja pod obremenitvijo se izvede po preverjanju stopnje napolnjenosti z vgrajenim hidrometrom ali z merjenjem EMF baterije. Baterija mora biti napolnjena vsaj 75%. Na akumulator je priključena ustrezna obremenitev in po 15 sekundah delovanja akumulatorja pod obremenitvijo se odčitki voltmetra zapišejo pri priključeni obremenitvi. Če je baterija dobra, mora odčitki voltmetra ostati nad 9,6 V. Mnogi proizvajalci baterij priporočajo, da se meritev opravi dvakrat:

prvih 15 sekund delovanja baterije pod obremenitvijo se uporablja za sprostitev polarizacijskega EMF
drugih 15 sekund - za zanesljivejšo oceno stanja baterije

Med prvim in drugim ciklom obremenitve je treba vzeti 30-sekundni zamik, da se baterija obnovi.

riž. Preizkuševalnik zagonskih in polnilnih lastnosti avtomobilskih baterij, ki ga je izdal Bear Automotive, samodejno preklopi testirano baterijo v delovanje pod obremenitvijo za 15 sekund, da odstrani polarizacijo EMF, nato odklopi obremenitev za 30 sekund, da obnovi baterijo, in ponovno priklopi obremenitev za 15 sekund. Tester prikaže informacije o stanju baterije

riž. Sun Electric DDV 40 (voltampermeter, model 40) tester priključen na baterijo za testiranje obremenitve. Upravljavec s pomočjo regulatorja toka obremenitve nastavi vrednost toka praznjenja glede na odčitavanje ampermetra, ki je enaka polovici nazivnega toka baterije CCA. Baterija deluje pod obremenitvijo 15 sekund in na koncu tega časovnega intervala mora biti napetost akumulatorja, izmerjena s priključenim bremenom, najmanj 9,6 V

OPOMBA

Nekateri testerji merijo kapaciteto baterije, da ugotovijo stanje napolnjenosti in zdravje baterije. Sledite preskusnemu postopku, ki ga je določil proizvajalec preskusne opreme.

Če baterija ne opravi preskusa obremenitve, jo ponovno napolnite in preizkusite. Če je drugi test neuspešen, je treba baterijo zamenjati.

Polnjenje baterije

Če je baterija močno izpraznjena, jo je treba ponovno napolniti. Polnjenje baterije, da se izognete poškodbam zaradi pregrevanja, je najbolje opraviti v standardnem načinu polnjenja. Za razlago standardnega načina polnjenja baterije glejte sliko.

riž. Ta polnilnik baterij je nastavljen za polnjenje baterije z nazivnim polnilnim tokom 10 A. upogibanje baterijskih plošč

Upoštevajte, da lahko polnjenje popolnoma izpraznjene baterije traja osem ur ali več. Na začetku je potrebno vzdrževati polnilni tok pri približno 35 A 30 minut, da se olajša začetek procesa polnjenja baterije. V načinu pospešenega polnjenja se baterija segreje in poveča tveganje za upogibanje baterijskih plošč. V načinu pospešenega polnjenja se pojavi tudi povečano nastajanje plinov (nastajanje vodika in kisika), kar predstavlja nevarnost za zdravje in požar. Temperatura baterije ne sme preseči 125 °F (52 °C, baterija je vroča na dotik). Praviloma je priporočljivo polniti akumulatorje s polnilnim tokom, ki je enak 1 % nazivne vrednosti CCA-toka.

Način povečanega polnjenja - 15 A Max
Standardni način polnjenja - največ 5A

Lahko se zgodi vsakomur!

Lastnik Toyotin avto odklopil baterijo. Lastnik je po priključitvi novega akumulatorja opazil, da se je prižgala rumena opozorilna lučka zračne blazine na armaturni plošči in je radio blokiran. Lastnik je kupil rabljen avto od trgovca in ni poznal skrivne štirimestne kode, potrebne za odklepanje radia. Prisiljen je iskati rešitev za ta problem, je naključno poskusil tri različne štirimestne številke v upanju, da bo ena od njih delovala. Po treh neuspešnih poskusih pa se je radio popolnoma ugasnil.

Razočarani lastnik je kontaktiral prodajalca. Odpravljanje težave je stalo več kot tristo dolarjev. Za ponastavitev alarma zračne blazine je bila potrebna posebna naprava. Radio je bilo treba odstraniti iz avtomobila in poslati v drugo državo, na pooblaščeni servis, ob vrnitvi pa so ga ponovno namestili v avto.

Zato pred odklopom akumulatorja to obvezno uskladite z lastnikom avtomobila – prepričati se morate, da lastnik pozna tajno kodo za vklop kodiranega radia, ki se hkrati uporablja v varnostnem sistemu avtomobila. Morda boste morali uporabiti napravo za varnostno kopiranje radijskega pomnilnika z odklopljeno baterijo.

riž. Tukaj je dobra ideja. Tehnik je izdelal rezervni vir napajanja za pomnilnik iz stare polnilne svetilke in kabla z adapterjem za vtičnico za vžigalnik. Žice je preprosto povezal s sponkami baterije baterijske svetilke, ki jo je imel. Baterija za svetilko je bolj priročna za uporabo kot običajna 9-voltna baterija - v primeru, da bi kdo prišel na idejo, da bi odprl vrata avtomobila, medtem ko je v vezju vključeno rezervno napajanje pomnilnika. 9-voltna baterija, ki ima majhno kapaciteto, bi se v tem primeru hitro izpraznila, medtem ko je zmogljivost baterije svetilke dovolj velika, da zagotovi potrebno moč pomnilnika tudi pri vklopljeni notranjosti osvetlitve.

Izražam iskreno hvaležnost Kuvaldi (Kuvalda.spb.ru Ushkalov Evgeny Yurievich)
da me podpiraš in spodbujaš: da pretresem stare čase, da se spomnim,
da sem še vedno fizik in kemik in prevzamem staro:

Najprej menim, da je moja dolžnost poudariti, da (kljub mojim prizadevanjem) naslednji premisleki temeljijo na temeljnih znanostih in zato še vedno zahtevajo nekaj truda za razumevanje. Tistim, ki si tega ne želijo, pa tudi tistim, ki zamenjujejo napetost in zmogljivost, ne priporočamo branja - poskrbite zase!

Zaradi jasnosti predstavitve in da ne bi želel besedila preobremenjevati s preveč zapletenimi pojmi termodinamike in kemijske kinetike, ki daleč presegajo splošne predmete fizike in kemije tehničnih univerz, si bom dovolil nekaj poenostavitev (v vseh primerih pravilnih), kar (v nobenem primeru) ne bo v nasprotju z resnico – se že vnaprej opravičujem perfekcionistom. Vsakdo lahko izvede natančne izračune sam - vsa potrebna literatura je na voljo v kateri koli znanstveni in tehnični knjižnici

Zmeda

Moje razprave na straneh konference UAZ so jasno pokazale, da vsi udeleženci motorizacije države ne razumejo jasno, kaj je baterija. Za pravilno razumevanje bom poskušal opredeliti pojme, s katerimi se bom ukvarjal.

Baterija (akumulator)

Nabor celic (pločevink), povezanih zaporedno v količini šestih. V besedilu sta besedi "baterija" in akumulator uporabljeni kot sopomenki.
Celica, znana tudi kot "banka", je elementarni element baterije, sestavljen iz vsaj (dejansko več kot 10) enega para aktivnih plošč Pb - PbO2, napolnjenih z elektrolitom.

Napetost

Kaj se meri na sponkah akumulatorja s priklopom testerja ali merilnika napetosti, ki se nahaja na armaturni plošči. Ekskluzivno zunanja značilnost... Odvisno od številnih dejavnikov, tako zunanjih glede na baterijo kot notranjih.

Na splošno je napetost edina normalno izmerjena vrednost, povezana z baterijo. Ničesar drugega ni mogoče normalno izmeriti. Niti zmogljivosti. Brez pravega toka. Niti notranje upornosti niti EMF

EMF

Še posebej notranji značilnost celica Baterija, na žalost najbolj dramatičen način vpliva zunanje manifestacije baterija.

Vrednost EMF je določena z ravnotežnim stanjem reakcije glavnih reagentov. V našem primeru je to Pb + PbO2 + 2H2SO4 (-) + 2H (+) = 2PbSO4 + 2H2O.

Formalno ga določiti je precej težko - to zahteva uporabo zapletenih termodinamičnih izračunov termodinamičnega stanja sistema, vendar v inženiring praksi se uporablja inženirska formula, ki zagotavlja inženirska natančnost za svinčeno-kislinske baterije v območju gostote elektrolitov 1,1-1,3 kg / l E = 0,85 + P, kjer je Р gostota elektrolita.

Z njim določimo EMF pri standardni vrednosti gostote elektrolita avtomobilski akumulator 1,27 dobimo vrednost 2,12V na celico ali 12,7V na baterijo.
Za perfekcioniste. Tukaj je nesmiselno iskati dimenzijo - kot v večini formul za poenostavljene inženirske izračune.

V praktičnem smislu nam bo ta formula še vedno uporabna.
S točnostjo, ki nas tukaj zanima, noben drugi dejavnik ne vpliva na vrednost EMF. Odvisnost EMF od temperature je ocenjena v tisočinkah volta na stopinjo, kar je očitno mogoče zanemariti.
Vsi legirni dodatki in drugo srebro resnično izboljšajo lastnosti delovanja (povečajo stabilnost, podaljšajo življenjsko dobo, zmanjšajo notranji upor), vendar ne vplivajo na EMF.

Žal ga je v sodobni bateriji mogoče izmeriti le posredno in z določenimi predpostavkami. Na primer, ob predpostavki, da so tokovi puščanja enaki nič (to pomeni, da je baterija zunaj čista in suha, nima razpok in puščanja v notranjosti med brežinami, da v elektrolitu ni kovinskih soli in upornost baterije merilna naprava je neskončna).

Za meritve z natančnostjo, ki nas zanima, je dovolj, da baterijo preprosto odklopite od vseh porabnikov (odstranite terminal) in uporabite digitalni multimeter (tu je treba upoštevati, da razred točnosti večine teh naprav ni omogočajo določitev prave vrednosti, zaradi česar so primerni samo za relativne meritve).

Notranji upor

Količina, ki igra ključno vlogo pri našem dojemanju realnosti baterije.
Zahvaljujoč njemu, oziroma njegovemu povečanju, se pojavijo vse težave, povezane z baterijo.

Poenostavljeno je to lahko predstavljeno kot upor, povezan zaporedno z baterijo, z določenim uporom:

Vrednost, ki se je ni mogoče ne dotakniti ali izmeriti. Odvisno je od oblikovne značilnosti Baterija, zmogljivost, stopnja praznjenja, prisotnost sulfatacije plošč, notranji prelom, koncentracija elektrolita in njegova količina ter seveda temperatura. Na žalost notranji upor ni odvisen le od "mehanskih" parametrov, ampak tudi od toka, pri katerem baterija deluje.

Večja kot je baterija, manjši je notranji upor. Nova baterija 70-100 Ah ima notranji upor približno 3-7 mΩ (v normalnih pogojih).

Z znižanjem temperature se hitrost izmenjave kemičnih reakcij zmanjša in s tem se poveča notranja odpornost.

Nova baterija ima najmanjši notranji upor. V bistvu ga določa zasnova tokovnih elementov in njihova odpornost. Toda med delovanjem se začnejo kopičiti nepopravljive spremembe - aktivna površina plošč se zmanjša, pojavi se sulfacija in spremenijo se lastnosti elektrolita. In odpor začne naraščati.

Tok uhajanja

Prisoten v kateri koli vrsti baterij. Zgodi se notranji in zunanji.

Notranjost tok uhajanja je majhen in za sodobno baterijo 100Ah je približno 1 mA (približno enakovredno izgubi 1% zmogljivosti na mesec) Njegova vrednost je določena s čistostjo elektrolita, zlasti s stopnjo onesnaženosti s kovino. soli.

Upoštevati je treba, da so zunanji tokovi uhajanja skozi omrežje na vozilu bistveno višji od notranjega servisiranega akumulatorja.

Procesi

Tisti, ki nočejo "vstopiti", lahko ta del preskočijo in gredo naravnost v razdelek

Izpraznitev baterije

Ko se baterija izprazni, nastane tok zaradi odlaganja SO4 na plošče, zaradi česar se koncentracija elektrolita zmanjša in notranji upor postopoma narašča.

Značilnosti praznjenja baterije.
Zgornja krivulja ustreza deseturnemu izpustnemu toku
Nižje - tri ure

S popolnim praznjenjem se skoraj vsa aktivna masa pretvori v svinčev sulfat. Zato dolgotrajno bivanje v stanju praznjenja škoduje bateriji. Da preprečite sulfacijo, čim prej napolnite baterijo.

V tem primeru, več kot je elektrolita v bateriji (glede na maso svinca), manj se zmanjša EMF celice. Za 50-odstotno izpraznjeno baterijo je EMF padec približno 1%. Poleg tega je "zaloga" elektrolita pri različnih proizvajalcih različna, zato bo zmanjšanje EMF in gostota elektrolita različno.

Zaradi rahlega zmanjšanja EMF je skoraj nemogoče določiti stopnjo praznjenja baterije s preprostim merjenjem napetosti na njej (za to obstajajo obremenitveni vtiči, ki nastavijo pomemben tok). Še posebej z uporabo standardnega merilnika napetosti (naprava ni voltmeter v natančnem pomenu besede, temveč indikator napetosti) avtomobila.

Največji tok, ki ga lahko zagotovi baterija, je odvisen predvsem od aktivne površine plošč, njena zmogljivost pa od aktivne mase svinca. V tem primeru so lahko debelejše plošče še manj učinkovite, saj je "notranje plasti svinca težko aktivirati. "Poleg tega je potreben dodaten elektrolit.
Bolj porozno je proizvajalec naredil ploščo, več toka lahko zagotovi.

Zato vse baterije, izdelane po podobni tehnologiji, zagotavljajo približno enake zagonske tokove, težje pa lahko zagotovijo večjo zmogljivost s primerljivimi dimenzijami.

Polnjenje baterije

Postopek polnjenja baterije je elektrokemična razgradnja PbSO4 na elektrodah pod vplivom enosmernega toka iz zunanjega vira.
Postopek polnjenja popolnoma izpraznjene baterije je podoben procesu praznjenja, tako rekoč "na glavo".

Na začetku je polnilni tok omejen le z zmožnostjo vira, da ustvari zahtevani tok, in z odpornostjo elementov, ki prenašajo tok. Teoretično je omejena le s kinematiko procesa raztapljanja (hitrost, s katero se reakcijski produkti odstranijo iz jedra). Potem, ko se molekule žveplove kisline "raztopijo", se tok zmanjša.

Če bi lahko zanemarili stranske procese, bi ob popolni napolnjenosti baterije tok postal nič. Baterija preneha "sprejemati" polnjenje. Na žalost v pravi bateriji vedno pride do uhajanja toka in vode. Baterija se polni s kapljanjem, da se kompenzira tok uhajanja.

Standardno je svinčeno baterijo priporočljivo polniti z virom napetosti.
Priporočena napetost polnjenja na celico (po VARTA) je približno 2,23 V ali 13,4 V za celotno baterijo. Višja napetost polnjenja vodi do hitrejšega kopičenja naboja, a hkrati poveča količino razpadle vode.

Legenda:
Prenapolnjena baterija se pokvari in izgubi zmogljivost.
Dejansko se Ni-Cd baterije med dolgotrajnim prekomernim polnjenjem pokvarijo (izgubijo zmogljivost), kar pa ne velja za svinčene. Pri polnjenju z visoko napetostjo svinec izgubi samo vodo (to je voda, ki zavre) – v širokem razponu je proces popolnoma reverzibilen s preprostim dodajanjem vode. Pri dolgotrajnem polnjenju s "pravilno" napetostjo (2,23V) ne pride do izgube vode.

Na našo srečo se svinčeno-kislinska baterija ne pokvari v načinu polnjenja. Nasprotno, ta režim se močno spodbuja in priporoča. Zato so na avtomobilu (in v vseh drugih primerih industrijske uporabe) svinčeve baterije v načinu tekočega polnjenja pri napetostih v območju 2,23 - 2,4 V na celico.

Iz slike je razvidno, da ko se presežna napetost na akumulatorju podvoji, se tok polnjenja desetkrat poveča, kar vodi do neupravičene porabe vode in prezgodnjega izpada baterije.

Za sodobno baterijo je optimalni tok polnjenja približno 15 mA (kar natančno ustreza napetosti polnjenja 2,23 V na celico). S takšnim tokom ima voda, ki se med elektrolizo razgradi, "čas" za ponovno združevanje v raztopini in se ne izgubi - to pomeni, da se proces lahko nadaljuje neomejeno (v inženirskem smislu).

Vadite

Napetost baterije

Mnogi zmedejo Napetost na bateriji z EMF baterije. Kot smo že omenili, so te količine medsebojno povezane, vendar ne enake. Notranji upor igra tukaj ogromno vlogo.

Na primer, pri praznjenju z začetnimi tokovi, označenimi s približno 400 A, se notranji upor 4 mOhm v skladu z Ohmovim zakonom spremeni v padec napetosti 1,6 V, polarizacijski upor doda še približno 0,5 V - in to pri zelo začetek odvajanja. Navedeni podatki ustrezajo novim baterijam s kapaciteto približno 100 Ah. Pri starejših, zastarelih baterijah ali baterijah manjše kapacitete bo izguba večja. Za 50 Ah baterijo istega tipa sem izgubil približno dvakrat več.

Pri polnjenju iz generatorja (ki se pretvarja, da je vir napetosti, v resnici pa je vir toka, ki ga regulator zadavi), mora napetost ustrezati pogojem hitrega polnjenja in jo regulator določa z relejem.

Ker povprečna kilometrina vozila ne zadošča za popolno polnjenje baterije, se napetost uporabi nekoliko nad optimalno plavajočo vrednostjo 2,23 V na celico ali 13,38 na baterijo, vendar nekoliko manj od napetosti hitrega polnjenja 2,4 V (14,4 V na celico). Optimalna vrednost se šteje za 13,8-14,2V. Hkrati izgube vode ostajajo sprejemljive, baterija pa se pri povprečni kilometrini dovolj napolni.

Staranje (praznjenje) baterije vodi v dejstvo, da napetost, ki jo lahko zagotovi pod obremenitvijo, pade zaradi velikih izgub na notranjem uporu, medtem ko brez obremenitve ostane njena vrednost skoraj enaka novi (popolnoma napolnjeni). Zato je praktično nemogoče določiti stanje baterije preprosto z voltmetrom.

Različne vrste baterij imajo lahko različno gostoto elektrolitov. V tem primeru se lahko EMF (in s tem tudi napetost odprte baterije) nekoliko razlikuje za različne baterije. V tem primeru lahko izpraznjena baterija z višjo gostoto elektrolita zagotovi višjo vrednost napetosti kot popolnoma napolnjena baterija z nižjo gostoto elektrolita.

Legenda:
Napetost baterije je odvisna od temperature.
Napetost odklopljene baterije je praktično neodvisna od temperature. Odvisno od notranjega upora in količine shranjene energije. Zaganjalnik se slabo vrti zaradi velikega padca napetosti na notranjem uporu, omejitev časa delovanja zaganjalnika pa je povezana z zmanjšano kapaciteto akumulatorja zaradi zmanjšane aktivnosti kemičnih reakcij.

Povezava z baterijo

Prav ta tema me je prisilila, da sem se lotil tega obsežnega dela. Tu predstavljeni sklepi temeljijo na zgoraj predstavljenih argumentih. Praktični sklepi ne zahtevajo argumentacije.

Legenda 1
Avtomobilskih baterij ni mogoče povezati vzporedno, saj bo baterija z višjo napetostjo nenehno polnila baterijo z nižjo napetostjo. V skladu s tem se bo eden nenehno polnil, drugi pa praznjen.

V tej legendi je več stvarnih in konceptualnih napak.

Akumulatorsko celico tvori več parov (ali več deset parov) plošč, ki so vzporedne na sredini, da se poveča efektivna površina celice. Vzporednost je torej v središču baterijske tehnologije.

Napetost na bateriji v odsotnosti obremenitve je pogojno enaka njenemu EMF.
Kot je znano, vrednost EMF praktično ni odvisna od nobenih zunanjih in notranjih parametrov, razen od gostote elektrolita. Ta vrednost ni odvisna niti od kapacitete baterije, niti od poroznosti elektrode, niti od legirnih dodatkov niti od materiala delov pod napetostjo. Prav tako je šibko odvisno od stopnje izpraznjenosti baterije. Zato je napetost dveh svinčenih avtomobilskih akumulatorjev, ki ustrezata standardom bo vedno blizu... Tehnološko razliko, ki izhaja iz netočnosti gostote elektrolita (1,27-1,29 po GOST, tolerance VARTA so za red velikosti manjše), je mogoče enostavno določiti (glej zgoraj) in je 0,02V, to je 20 mV.

Če predpostavimo, da sta v trenutku zaustavitve polnjenja (izklopa motorja) obe bateriji popolnoma napolnjeni, bo največja možna potencialna razlika na njunih sponkah 20 mV, ne glede na njihovo stanje, proizvajalca itd.

Tudi če predpostavimo, da se uporabljajo baterije različnih razredov (na primer avtomobilske in industrijske z gostoto elektrolita 1,25), je v tem primeru potencialna razlika le približno 40 mV. Za popolnoma napolnjeno baterijo bo to povzročilo elektrolizni tok 3-5 mA, kar približno ustreza uhajajočemu toku ne zelo dobre baterije.

Izpraznitev takšnih tokov je za baterijo nepomembna in do polnjenja ne pride.

Zdaj pa si oglejmo situacijo, ko sta dve bateriji bistveno različnih zmogljivosti povezani vzporedno.

Na začetku polnjenja, ko je tok omejen z zmogljivostmi generatorja, je naravno domnevati, da bo razdeljen med baterije sorazmerno z aktivnim območjem plošč. To pomeni, da bo stanje napolnjenosti baterij z nepopolno napolnjenostjo približno enako (kratkotrajno) .. Sistem se bo obnašal kot velika baterija, ki se ni imela časa napolniti.

Legenda 2
V uvoženih avtomobilih se za priključitev baterij pomožne opreme (pomožna) uporabljajo posebni releji, da jih ne povezujejo vzporedno (Legenda 1)

Popoln nesmisel glede na zgoraj navedeno. Ta rele služi veliko bolj vsakdanjemu namenu. Kadar je električni sistem avtomobila močno obremenjen z dodatno opremo (kot so televizor, močna glasba, hladilnik ipd.), obstaja velika verjetnost, da se bo baterija »izpraznila«. Za odhod po zabavi v naravi ob glasbi je zagonski akumulator odklopljen in se tako izognemo njegovemu globokemu izpraznjenju.
Obstaja stara anekdota o naših policajih, ki na vso moč "ustrelijo" radar, ki se muči okoli "prižge":

Torej je ta učinek veliko pomembnejši od "ponovnega polnjenja".

Praktični zaključki

Baterije je mogoče priključiti vzporedno, vendar ob upoštevanju naslednjih priporočil.

Ne uporabljajte baterij različnih razredov (na primer avtomobilskih in industrijskih), pa tudi različnih različic (na primer tropskih in arktičnih), saj uporabljajo elektrolit različnih gostot.
Pri daljšem parkiranju je vredno odklopiti baterijo ne samo od potrošnikov, ampak tudi drug od drugega.

Elektromotorna sila.

EMF baterije je potencialna razlika elektrode, izmerjena z odprtim zunanjim vezjem. Potencial elektrode z odprtim zunanjim vezjem je sestavljen iz ravnotežnega potenciala elektrode in polarizacijskega potenciala. Ravnotežni elektrodni potencial označuje stanje elektrode v odsotnosti prehodnih procesov v elektrokemičnem sistemu. Polarizacijski potencial je opredeljen kot razlika med potencialom elektrode med polnjenjem in praznjenjem in njenim potencialom, ko je zunanji tokokrog odprt. Polarizacija elektrode se v bateriji ohrani tudi v odsotnosti toka po odklopu bremena iz polnilnika. To je posledica difuzijskega procesa izravnave koncentracije elektrolita v porah elektrod in prostoru baterijskih celic. Hitrost difuzije je nizka, zato pride do razpada prehodnih procesov v nekaj urah in celo dneh, odvisno od temperature elektrolita. Glede na prisotnost dveh komponent elektrodnega potenciala med prehodnimi načini ločimo ravnotežni in neravnotežni EMF baterije.

Ravnotežna EMF svinčene baterije je odvisna od kemičnih in fizikalnih lastnosti aktivnih snovi ter koncentracije njihovih ionov v elektrolitu.

Na vrednost EMF vpliva gostota elektrolita in zelo malo temperatura. EMF se spreminja glede na; temperatura je manjša od

3 · 10 -4 V / stopinj. Odvisnost EMF od gostote elektrolita v območju 1,05-1,30 g / cm 3 izgleda kot formula:

kjer je E EMF baterije, V;

p - zmanjša se na temperaturo 5 ° C, gostota elektrolita, g / cm ".

S povečanjem gostote elektrolita se EMF poveča (slika 3.1). Pri delovnih gostotah elektrolita 1,07-1,30 g / cm 3 EMF ne daje natančne predstave o stopnji praznjenja baterije, saj bo EMF izpraznjene baterije z elektrolitom višje gostote višja.

EMF ni odvisen od količine aktivnih materialov v bateriji in od geometrijskih dimenzij elektrod. EMF baterije narašča sorazmerno s številom baterij, povezanih zaporedno m: E baterija = m E A.

Gostota elektrolita v porah elektrod in v monobloku je enaka za baterije v mirovanju. Ta gostota ustreza EMF mirovanja. Zaradi polarizacije plošč in spremembe koncentracije elektrolize v porah elektrod glede na koncentracijo elektrolita v monobloku je EMF med praznjenjem manjši, pri polnjenju pa je EMF večji kot v mirovanju . Glavni razlog za spremembo EMF med praznjenjem ali polnjenjem je sprememba gostote elektrolita, ki sodeluje pri elektrokemičnih procesih.

riž. 3.1. Sprememba ravnotežnega EMF in elektrodnega potenciala svinčene baterije glede na gostoto elektrolita:

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

Napetost.

Napetost akumulatorja se od EMF razlikuje po količini padca napetosti v notranjem vezju, ko tok praznjenja ali polnjenja preide. Pri praznjenju je napetost na sponkah baterije manjša od EMF, pri polnjenju pa višja.

Napetost praznjenja

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

kjer je En - EMF polarizacije, V;

I p je moč razelektritvenega toka, A;

r - skupni notranji upor, Ohm;

r o je ohmska upornost baterije, Ohm. Napetost polnjenja

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

kjer je I s - moč polnilnega toka, A.

EMF polarizacije je povezan s spremembo potencialov elektrod med prehodom toka in je odvisen od razlike v koncentracijah elektrolitov med elektrodami in v porah aktivne mase elektrod. Pri praznjenju se potenciali elektrod približajo drug drugemu, pri polnjenju pa se razmaknejo.

Pri konstantnem razelektritvenem toku se na enoto časa porabi določena količina aktivnih snovi. Gostota elektrolita pada linearno (slika 3.2, a). V skladu s spremembo gostote elektrolita se zmanjšata EMF in napetost akumulatorja. Do konca praznjenja svinčev sulfat zapre pore aktivne snovi elektrod, prepreči pretok elektrolita iz posode in poveča električni upor elektrod.

Ravnovesje se poruši in napetost začne močno padati. Akumulatorske baterije se izpraznijo samo do končne napetosti Uc.p., ki ustreza pregibu praznjenja značilnosti Up = f (τ). Izpust se konča, čeprav aktivne snovi niso popolnoma porabljene. Nadaljnje praznjenje je škodljivo za baterijo in ni smiselno, saj napetost postane nestabilna.

riž. 3.2... Lastnosti svinčeve baterije:

a - praznjenje, b - polnjenje.

Po odklopu obremenitve se napetost akumulatorja dvigne na vrednost EMF, ki ustreza gostoti elektrolita v porah elektrod. Nato se za nekaj časa EMF povečuje, ko se koncentracija elektrolita v porah elektrod in v volumnu baterijske celice zaradi difuzije izenači. Pri zagonu motorja se uporablja možnost povečanja gostote elektrolita v porah elektrod v kratkem času neaktivnosti po praznjenju. Priporočljivo je, da ga začnete v ločenih kratkotrajnih poskusih z odmori 1-1,5 minute. Občasno praznjenje prispeva tudi k boljši izrabi globokih plasti aktivnih snovi elektrod.

V načinu polnjenja (slika 3.2, b) se napetost Uc na sponkah akumulatorja poveča zaradi notranjega padca napetosti in povečanja EMF s povečanjem gostote elektrolita v porah elektrod. Ko napetost naraste na 2,3 V, se aktivne snovi obnovijo. Energija naboja se uporablja za razgradnjo vode na vodik in kisik, ki se sprostita v obliki plinskih mehurčkov. V tem primeru je evolucija plina podobna vrenju. Lahko se zmanjša z zmanjšanjem vrednosti polnilnega toka do konca praznjenja.

Nekaj pozitivnih vodikovih ionov, sproščenih na negativni elektrodi, nevtralizirajo elektroni. Presežek ionov se nabira na površini elektrode in ustvarja prenapetost do 0,33 V. Napetost na koncu polnjenja naraste na 2,6-2,7 V in ostane nespremenjena z nadaljnjim polnjenjem. Konstantna napetost v 1–2 urah polnjenja in obilno nastajanje plina sta znaka konca polnjenja.

Po odklopu baterije iz polnilnika napetost pade na vrednost EMF, ki ustreza gostoti elektrolita v porah, nato pa se zmanjša, dokler se gostota elektrolitov v porah plošč in v posodi akumulatorja ne izenači.

Napetost na sponkah akumulatorske baterije med praznjenjem je odvisna od jakosti toka praznjenja in temperature elektrolita.

S povečanjem jakosti razelektritvenega toka Iр se napetost hitreje zmanjšuje zaradi večje razlike v koncentracijah elektrolita v posodi akumulatorja in v porah elektrod ter večjega notranjega padca napetosti v bateriji. Vse to vodi v potrebo po predčasnem prenehanju praznjenja baterije. Da bi se izognili nastajanju velikih netopnih kristalov svinčevega sulfata na elektrodah, se praznjenje baterij ustavi pri končni napetosti 1,75 V na eni bateriji.

Z znižanjem temperature se povečata viskoznost in električna upornost elektrolita ter zmanjša hitrost difuzije elektrolita iz posode akumulatorja v pore aktivnih snovi elektrod.

Notranji upor.

Celotna notranja upornost baterije je upor, ki nastane pri prehodu stalnega toka praznjenja ali polnjenja skozi baterijo:

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

kjer je r 0 - omska upornost elektrod, elektrolita, separatorjev in pomožnih tokovnih delov (mostovi, nosilci, skakalci); r P je polarizacijski upor, ki se pojavi zaradi sprememb elektrodnih potencialov med prehodom električnega toka.

riž. 3.3. Odvisnost specifične električne prevodnosti elektrolita od gostote pri temperaturi 20 ° C.

Električna prevodnost elektrolita (pri konstantni temperaturi) je v veliki meri odvisna od njegove gostote (slika 3.3). Zato imajo ob drugih enakih pogojih najboljše začetne lastnosti baterije z gostoto elektrolita 1,2 - 1,3 g / cm 3 .

Na vrhuncu šolskega leta mnogi znanstveniki potrebujejo formulo emf za različne izračune. Poskusi, povezani z, potrebujejo tudi informacije o elektromotorni sili. Toda za začetnike ni tako enostavno razumeti, kaj je.

Formula za iskanje emf

Prvi korak je ugotoviti definicijo. Kaj pomeni ta akronim?

EMF ali elektromotorna sila je parameter, ki označuje delo vseh sil neelektrične narave, ki delujejo v tokokrogih, kjer je jakost toka, tako neposredna kot izmenična, enaka po celotni dolžini. V sklopljenem prevodnem vezju je EMF enak delu teh sil za premikanje enega pozitivnega (pozitivnega) naboja vzdolž celotnega vezja.

Spodnja slika prikazuje formulo emf.

Ast - pomeni delo zunanjih sil v joulih.

q je preneseni naboj v kulonih.

Zunanje sile- to so sile, ki izvajajo ločitev nabojev v viru in posledično tvorijo potencialno razliko na njegovih polih.

Za to silo je merska enota volt... V formulah je označen s črko « E ".

Samo v trenutku, ko v akumulatorju ni toka, bo elektromotor si-a enak napetosti na polih.

EMF indukcija:

EMF indukcije v vezju, ki imaNobrne:

med vožnjo:

Elektromotorna sila indukcija v tokokrogu, ki se vrti v magnetnem polju s hitrostjow:

Tabela vrednosti

Preprosta razlaga elektromotorne sile

Recimo, da imamo v naši vasi vodni stolp. Popolnoma je napolnjena z vodo. Recimo, da je to navadna baterija. Stolp je baterija!

Vsa voda bo močno pritiskala na dno naše kupole. Toda močna bo šele, ko bo ta struktura popolnoma napolnjena z H 2 O.

Posledično je manj vode, šibkejši bo pritisk in pritisk curka bo manjši. Ko odpremo pipo, opazimo, da se bo vsako minuto domet curka zmanjšal.

Kot rezultat:

Napetost je sila, s katero voda potisne na dno. To je pritisk.
Ničelna napetost je dno stolpa.

Baterija je enaka.

Najprej v vezje povežemo vir z energijo. In zato ga zapremo. Na primer, vstavite baterijo v svetilko in jo vklopite. Na začetku bomo opazili, da naprava močno gori. Čez nekaj časa se bo njegova svetlost opazno zmanjšala. To pomeni, da se je elektromotorna sila zmanjšala (izlila v primerjavi z vodo v stolpu).

Če za primer vzamemo vodni stolp, potem je EMF črpalka, ki nenehno črpa vodo v stolp. In tu se nikoli ne konča.

EMF elektrokemijske celice - formula

Elektromotorno silo baterije lahko izračunamo na dva načina:

Izračunajte z uporabo Nernstove enačbe. Izračunati bo treba elektrodne potenciale vsake elektrode, vključene v GE. Nato izračunajte EMF po formuli.
Izračunajte EMF po Nernstovi formuli za skupni tok generacijske reakcije, ki poteka med delovanjem GE.

Tako bo oborožen s temi formulami lažje izračunati elektromotorno silo baterije.

Kje se uporabljajo različne vrste EMF?

Piezoelektrični se uporablja, ko se material raztegne ali stisne. S pomočjo nje so izdelani generatorji kvarčne energije in različni senzorji.
Kemikalija se uporablja v baterijah in v njih.
Indukcija se pojavi v trenutku, ko prevodnik prečka magnetno polje. Njegove lastnosti se uporabljajo v transformatorjih, elektromotorji, generatorji.
Termoelektrik nastane v času segrevanja kontaktov različnih vrst kovin. Svojo uporabo je našel v hladilnih enotah in termoelementih.
Fotoelektrični se uporablja za proizvodnjo fotocelic.

Oglejmo si glavne parametre baterije, ki jih potrebujemo med njenim delovanjem.

1. Elektromotorna sila (EMF) akumulatorska baterija - napetost med sponkami akumulatorske baterije z odprtim zunanjim vezjem (in seveda v odsotnosti kakršnih koli puščanj). V "terenskih" pogojih (v garaži) lahko EMF izmerite s katerim koli testerjem, pred tem odstranite enega od sponk ("+" ali "-") iz baterije.

EMF baterije je odvisen od gostote in temperature elektrolita in sploh ni odvisen od velikosti in oblike elektrod, pa tudi od količine elektrolita in aktivnih mas. Sprememba EMF baterije od temperature je zelo majhna in jo med delovanjem lahko zanemarimo. S povečanjem gostote elektrolita se EMF poveča. Pri temperaturi plus 18 ° C in gostoti d = 1,28 g / cm 3 ima baterija (kar pomeni ena banka) EMF 2,12 V (baterija - 6 x 2,12 V = 12,72 V). Odvisnost EMF od gostote elektrolita, ko se gostota spremeni znotraj 1,05 ÷ 1,3 g / cm 3 izraženo z empirično formulo

E = 0,84 + d, kje

E- EMF baterije, V;

d- gostota elektrolita pri temperaturi plus 18 ° C, g / cm 3.

Nemogoče je natančno oceniti stopnjo praznjenja baterije z EMF. EMF izpraznjene baterije z višjo gostoto elektrolita bo višja od EMF napolnjene baterije, vendar z nižjo gostoto elektrolita.

Z merjenjem EMF lahko le hitro zaznamo resno okvaro akumulatorja (kratek stik plošč v eni ali več bankah, pretrganje povezovalnih vodnikov med bankami ipd.).

2. Notranji upor baterije je vsota uporov sponk sponk, medelementnih povezav, plošč, elektrolita, separatorjev in upora, ki nastane na mestih stika elektrod z elektrolitom. Večja kot je zmogljivost baterije (število plošč), manjši je njen notranji upor. Z znižanjem temperature in ko se baterija izprazni, se njen notranji upor poveča. Napetost akumulatorja se od EMF razlikuje po količini padca napetosti na notranjem uporu baterije.

Pri polnjenju U 3 = E + I x R VN,

in ob odpustu U P = E - I x R VN, kje

jaz- tok, ki teče skozi baterijo, A;

R VN- notranja upornost baterije, Ohm;

E- baterija EMF, V.

Prikazana je sprememba napetosti na bateriji med njenim polnjenjem in praznjenjem riž. 1.

Slika 1. Spreminjanje napetosti akumulatorske baterije med njenim polnjenjem in praznjenjem.

1 - začetek razvoja plina, 2 - napolniti, 3 - praznjenje.

Napetost avtomobilskega generatorja, iz katerega se polni baterija, je 14,0 ÷ 14,5 V... V avtomobilu baterija tudi v najboljšem primeru ob povsem ugodnih pogojih ostane premalo napolnjena 10 ÷ 20 %... To je posledica dela avtomobilskega generatorja.

Generator začne zagotavljati zadostno napetost za polnjenje, ko 2000 vrt./min in več. Hitrost v prostem teku 800 ÷ 900 vrt./min... Stil vožnje v mestu: overclocking(trajanje manj kot minuto), zaviranje, ustavljanje (semafor, prometni zastoj - trajanje od 1 minute do ** ure). Naboj gre le med pospeševanjem in gibanjem za precej visoki vrtljaji... Preostali čas je intenzivno praznjenje baterije (žarometi, drugi porabniki električne energije, alarm - 24 ur na dan).

Stanje se izboljša pri vožnji izven mesta, vendar ne kritično. Trajanje potovanj ni tako dolgo (polno napolnjenost baterije - 12-15 ur).

Na točki 1 - 14,5 V začne se razvijati plin (elektroliza vode za kisik in vodik), poraba vode se poveča. Drug neprijeten učinek med elektrolizo je, da se korozija plošč poveča, zato je ne bi smeli dovoliti dolga prenapetost 14,5 V na terminalih akumulatorja.

Napetost avtomobilskega generatorja ( 14,0 ÷ 14,5 V) je izbran iz kompromisnih pogojev - zagotavljanje bolj ali manj normalnega polnjenja baterije z zmanjšanjem plina (zmanjša se poraba vode, zmanjša se požarna nevarnost, zmanjša se stopnja uničenja plošč).

Iz navedenega lahko sklepamo, da je treba baterijo občasno, vsaj enkrat na mesec, popolnoma napolniti z zunanjim polnilnik za zmanjšanje sulfacije plošč in podaljšanje življenjske dobe.

Napetost baterije je na svojem praznjenje z začetnim tokom(IP = 2 ÷ 5 C 20) je odvisna od jakosti razelektritvenega toka in temperature elektrolita. Vklopljeno Slika 2 prikazuje tokovno-napetostne karakteristike baterije 6ST-90 pri različnih temperaturah elektrolita. Če je tok praznjenja konstanten (na primer I Р = 3 С 20, linija 1), bo napetost baterije med praznjenjem nižja, nižja je njena temperatura. Za vzdrževanje konstantne napetosti med praznjenjem (vrstica 2) je potrebno zmanjšati jakost toka praznjenja z zniževanjem temperature baterije.

Slika 2. Volt-amperske karakteristike baterije 6ST-90 pri različnih temperaturah elektrolita.

3. Kapaciteta baterije (C) je količina električne energije, ki jo odda baterija pri praznjenju na najnižjo dovoljeno napetost. Zmogljivost baterije je izražena v amper urah ( In h). Večja kot je moč razelektritvenega toka, nižja je napetost, do katere se lahko izprazni baterija, na primer pri določanju nazivne kapacitete baterije se praznjenje izvaja s tokom I = 0,05 C 20 do stresa 10,5 V, mora biti temperatura elektrolita v območju +(18 ÷ 27) °C in čas praznjenja 20 h... Menijo, da se življenjska doba baterije konča, ko je njena zmogljivost 40 % C 20.

Kapaciteta baterije v načini zagona določeno pri temperaturi +25 °C in izpustni tok ЗС 20... V tem primeru čas praznjenja do napetosti 6 in(en volt na baterijo) mora biti najmanj 3 min.

Ko se baterija izprazni s tokom ЗС 20(temperatura elektrolita -18 °C) napetost akumulatorja skozi 30 sek po začetku izpusta naj bo 8,4 V(9,0 V za baterije brez vzdrževanja) in po 150 s ne manj 6 in... Ta tok se včasih imenuje hladnega drsnega toka oz začetni tok, se lahko razlikuje od ЗС 20 Ta tok je naveden na ohišju baterije poleg njegove zmogljivosti.

Če se praznjenje pojavi pri konstantni jakosti toka, potem je zmogljivost baterije določena s formulo

C = I x t kje,

jaz- izpustni tok, A;

t- čas praznjenja, h

Zmogljivost akumulatorja je odvisna od njegove zasnove, števila plošč, njihove debeline, materiala separatorja, poroznosti aktivnega materiala, zasnove rešetke plošč in drugih dejavnikov. Med delovanjem je zmogljivost baterije odvisna od jakosti toka praznjenja, temperature, načina praznjenja (prekinjeno ali neprekinjeno), stanja napolnjenosti in kvarjenja baterije. S povečanjem toka praznjenja in stopnje praznjenja, pa tudi z znižanjem temperature, se zmogljivost akumulatorja zmanjša. Pri nizkih temperaturah se še posebej intenzivno pojavlja padec zmogljivosti akumulatorja s povečanjem izpustnih tokov. Pri temperaturi -20 ° C približno 50 % zmogljivosti baterije ostane pri temperaturi + 20 ° C.

Najbolj popolno stanje baterije kaže njena zmogljivost. Za določitev resnične zmogljivosti je dovolj, da popolnoma napolnjeno uporabno baterijo napolnite s tokom I = 0,05 C 20(na primer za baterijo s kapaciteto 55 Ah, I = 0,05 x 55 = 2,75 A). Praznjenje je treba nadaljevati, dokler napetost akumulatorja ni dosežena. 10,5 V... Čas praznjenja mora biti najmanj 20 ur.

Priročno ga je uporabiti kot obremenitev pri določanju zmogljivosti avtomobilske žarnice... Na primer, da zagotovite razelektritveni tok 2,75 A, pri kateri je poraba energije P = I x U = 2,75 A x 12,6 V = 34,65 W, dovolj je, da žarnico priključite vzporedno 21 vatov in prižgana svetilka 15 vatov... Delovna napetost žarnic z žarilno nitko za naš primer bi morala biti 12 in... Seveda je natančnost nastavitve toka na ta način "plus ali minus čevlji", vendar je za približno določitev stanja baterije povsem dovolj, pa tudi poceni in cenovno ugodna.

Pri testiranju novih baterij na ta način je lahko čas praznjenja krajši od 20 ur. To je posledica dejstva, da pridobijo nazivno zmogljivost po 3 ÷ 5 popolnih ciklov polnjenja in praznjenja.

Zmogljivost baterije je mogoče oceniti tudi z uporabo nakladalne vilice... Obremenilni vtič je sestavljen iz dveh kontaktnih nog, ročaja, preklopnega obremenitvenega upora in voltmetra. Ena od možnih možnosti je prikazana v Slika 3.

Slika 3. Možnost nalaganja vilic.

Za testiranje sodobnih baterij z na voljo samo izhodnimi priključki uporabite 12-voltni vtiči za obremenitev... Upornost obremenitve je izbrana tako, da zagotavlja tok baterije I = ЗС 20 (na primer s kapaciteto baterije 55 Ah mora upornost obremenitve porabiti tok I = ЗС 20 = 3 x 55 = 165 A). Vtični vtič je priključen vzporedno z izhodnimi kontakti popolnoma napolnjene baterije, čas, v katerem izhodna napetost pade z 12,6 V na 6 in... Nova, servisirana in popolnoma napolnjena baterija bi morala imeti ta čas. vsaj tri minute pri temperaturi elektrolita +25 °C.

4. Samopraznjenje baterije. Samopraznjenje se imenuje zmanjšanje zmogljivosti baterij z odprtim zunanjim vezjem, torej z nedejavnostjo. Ta pojav povzročajo redoks procesi, ki se spontano pojavijo na negativni in pozitivni elektrodi.

Negativna elektroda je še posebej občutljiva na samopraznjenje zaradi spontanega raztapljanja svinca (negativna aktivna masa) v raztopini žveplove kisline.

Samopraznjenje negativne elektrode spremlja razvoj plinastega vodika. Hitrost spontanega raztapljanja svinca se znatno poveča s povečanjem koncentracije elektrolita. Povečanje gostote elektrolita z 1,27 na 1,32 g / cm 3 vodi do povečanja hitrosti samopraznjenja negativne elektrode za 40%.

Do samopraznjenja lahko pride tudi, ko je zunanja stran akumulatorja umazana ali zalita z elektrolitom, vodo ali drugimi tekočinami, ki ustvarjajo možnost praznjenja skozi električno prevodni film, ki se nahaja med polnimi sponkami baterije ali njenimi skakalci.

Samopraznjenje baterij v veliki meri odvisno od temperature elektrolita... Samopraznjenje se zmanjša z zniževanjem temperature. Pri temperaturah pod 0 °C se z novimi baterijami praktično ustavi. Zato priporočamo shranjevanje baterij v napolnjenem stanju pri nizkih temperaturah (do -30 ° C). Vse to je prikazano v Slika 4.

Slika 4. Odvisnost samopraznjenja baterije od temperature.

Med delovanjem samopraznjenje ne ostane konstantno in se proti koncu življenjske dobe močno poveča.

Za zmanjšanje samopraznjenja je treba za proizvodnjo baterij uporabiti najčistejše materiale, samo uporabo čista žveplova kislina in destilirana voda za pripravo elektrolitov, tako med proizvodnjo kot med delovanjem.

Običajno je samopraznjenje izraženo kot odstotek izgube zmogljivosti v določenem časovnem obdobju. Samopraznjenje baterij se šteje za normalno, če ne presega 1 % na dan oziroma 30 % kapacitete baterije na mesec.

5. Rok uporabnosti novih baterij. Trenutno proizvajalec proizvaja avtomobilske baterije samo v suhem napolnjenem stanju. Rok uporabnosti baterij brez delovanja je zelo omejen in ne presega 2 let (zajamčena doba shranjevanja 1 leto).

6. Življenjska doba avtomobilske svinčeno-kislinske baterije - vsaj 4 leta v skladu z obratovalnimi pogoji, ki jih določi obrat. V moji praksi je šest baterij služilo štiri leta, ena, najbolj vzdržljiva, pa osem let.