EMF e një baterie makine kundrejt densitetit të elektrolitit. Karakteristikat elektrike të baterive. Forca elektromotore e baterisë

Bateritë janë të mbushura me acid sulfurik dhe, gjatë ciklit normal të ngarkimit-shkarkimit, ato lëshojnë gazra shpërthyes (hidrogjen dhe oksigjen). Për të shmangur dëmtimin personal ose dëmtimin e automjetit tuaj, ndiqni gjithmonë këto udhëzime sigurie:

Përpara se të punoni në ndonjë komponent elektrik të automjetit, shkëputni kabllon e energjisë nga terminali negativ i baterisë. Me kabllon negative të energjisë të shkëputur, të gjitha qarqet elektrike në automjet do të jenë të hapura për të siguruar që asnjë komponent elektrik të mos jetë aksidentalisht i lidhur me tokën. Një shkëndijë elektrike krijon një dëmtim të mundshëm dhe rrezik zjarri.
Çdo punë që përfshin baterinë duhet të kryhet me syze mbrojtëse.
Vishni veshje mbrojtëse për t'u mbrojtur nga kontakti i lëkurës me acidin sulfurik që gjendet në bateri.
Mos shkelni udhëzimet e sigurisë të përshkruara në procedurat e mirëmbajtjes kur përdorni pajisjet e përdorura për mirëmbajtje dhe testim. bateritë e rikarikueshme.
Ndalohet rreptësisht pirja e duhanit ose përdorimi i flakëve të hapura në afërsi të baterisë.

Mirëmbajtja e baterisë

Aktuale Mirëmbajtja bateria duhet të kontrollojë pastërtinë e kutisë së baterisë dhe, nëse është e nevojshme, të shtoni ujë të pastër në të. Të gjithë prodhuesit e baterive rekomandojnë përdorimin e ujit të distiluar për këtë qëllim, por nëse nuk disponohet, mund të përdoret ujë i pijshëm i pastër me përmbajtje të ulët kripërash. Meqenëse uji është i vetmi përbërës i konsumueshëm në bateri, mos shtoni acid në bateri. Një pjesë e ujit nga elektroliti del gjatë karikimit dhe shkarkimit të baterisë, por acidi që përmbahet në elektrolit mbetet në bateri. Mos e mbushni baterinë me elektrolit, sepse në këtë rast, flluska normale (gazimi) që ndodh në elektrolit gjatë funksionimit të baterisë do të çojë në rrjedhje të elektrolitit, duke shkaktuar gërryerje të terminaleve të baterisë, kllapave të saj të montimit dhe tiganit. Bateritë duhet të mbushen me elektrolit afërsisht një inç e gjysmë (3,8 cm) poshtë majës së qafës së mbushësit.

Kontaktet e kabllove të energjisë të lidhura me baterinë dhe terminalet e vetë baterisë duhet të inspektohen dhe pastrohen për të shmangur një rënie të tensionit në to. Një nga arsyet e zakonshme që motori nuk ndizet është kunjat e lira ose të gërryera të kabllove të energjisë të lidhura me terminalet e baterisë.

Oriz. Terminali i baterisë i gërryer rëndë

Oriz. Ky kabllo energjie, i lidhur me baterinë, u zbulua se ishte shumë i gërryer nën izolim. Edhe pse korrozioni u ngrënë përmes izolimit, ai kaloi pa u vënë re derisa kablloja u kontrollua plotësisht. Ky kabllo duhet të zëvendësohet

Oriz. Kontrolloni me kujdes të gjitha terminalet e baterisë për shenja korrozioni. Në këtë makinë, dy kabllo të energjisë janë të lidhura me terminalin pozitiv të baterisë me një rrufe të gjatë. Është një shkak i zakonshëm i korrozionit që shkakton dështimin e fillimit të motorit elektrik.

Matja EMF e baterisë

Forca elektromotore(EMF) është diferenca potenciale midis elektrodave pozitive dhe negative të baterisë kur qarku i jashtëm është i hapur.

Vlera e EMF varet kryesisht nga potencialet e elektrodës, d.m.th. mbi vetitë fizike dhe kimike të substancave nga të cilat janë bërë pllakat dhe elektroliti, por nuk varet nga madhësia e pllakave të baterive. EMF e një baterie acide varet gjithashtu nga dendësia e elektrolitit.

Matja e forcës elektromotore(EMF) e një baterie duke përdorur një voltmetër është një mënyrë e thjeshtë për të përcaktuar gjendjen e ngarkimit të saj. EMF e baterisë nuk është një tregues që garanton performancën e baterisë, por ky parametër karakterizon më plotësisht gjendjen e baterisë sesa thjesht inspektimin e saj. Një bateri e ringarkueshme pamja e jashtme mjaft efikase, në fakt mund të mos jetë aq i mirë sa duket.

Ky kontroll quhet matja e tensionit në modalitetin e hapur (testi EMF) i baterisë sepse matja kryhet në terminalet e baterisë pa ngarkesë të lidhur me të, me konsum të rrymës zero.

Nëse kontrolli kryhet menjëherë pas përfundimit të karikimit të baterisë ose në makinë në fund të udhëtimit, para matjes, është e nevojshme të lirohet bateria nga EMF e polarizimit. EMF e polarizimit është një tension i rritur, në krahasim me normalen, i cili shfaqet vetëm në sipërfaqen e pllakave të baterisë. EMF e polarizimit zhduket shpejt kur bateria funksionon nën ngarkesë, kështu që nuk jep një vlerësim të saktë të gjendjes së ngarkimit të baterisë.
Për të çliruar baterinë nga polarizimi EMF, ndizni fenerët në modalitetin e rrezeve të gjata për një minutë dhe më pas fikini dhe prisni disa minuta.
Me motorin e fikur dhe të gjitha pajisjet e tjera elektrike, me dyert e mbyllura (në mënyrë që dritat e brendshme të fiken), lidhni një voltmetër në terminalet e baterisë. Lidheni telin e kuq, pozitiv, të voltmetrit me terminalin pozitiv të baterisë së ruajtjes dhe telin e zi, negativ, me terminalin e tij negativ.
Regjistroni leximin e voltmetrit dhe krahasojeni atë me tabelën e gjendjes së ngarkimit të baterisë. Tabela më poshtë është e përshtatshme për të vlerësuar gjendjen e ngarkimit të një baterie sipas madhësisë së EMF në temperaturën e dhomës - nga 70 ° F në 80 ° F (nga 21 ° C në 27 ° C).

tabela

EMF i baterisë së ruajtjes (V)	Shteti i ngarkuar
12.6 V dhe më lart	100% e tarifuar
12,4	75% e tarifuar
12,2	50% e tarifuar
12	tarifuar me 25%
11.9 dhe më poshtë	I shkarkuar

Oriz. Voltmetri tregon tensionin e baterisë një minutë pas ndezjes së fenerëve (a). Pas fikjes së fenerëve, voltazhi i matur në bateri u rikthye shpejt në 12,6 V (b)

SHËNIM

Nëse voltmetri jep një lexim negativ, atëherë bateria ose ngarkohet në polaritet të kundërt (dhe më pas duhet të zëvendësohet), ose voltmetri lidhet me baterinë në polaritet të kundërt.

Matja e tensionit të baterisë nën ngarkesë

Një nga mënyrat më të sakta për të përcaktuar shëndetin e një baterie është matja e tensionit të baterisë nën ngarkesë. Shumica e testuesve të fiksimit dhe karikimit të baterive të automobilave përdorin një reostat karboni si ngarkesë të baterisë. Parametrat e ngarkesës përcaktohen nga kapaciteti nominal i baterisë së testuar. Kapaciteti i vlerësuar i një baterie ruajtëse karakterizohet nga rryma hyrëse që bateria e ruajtjes mund të sigurojë në një temperaturë prej 0 ° F (-18 ° C) për 30 sekonda. Më parë, është përdorur karakteristika e kapacitetit nominal të baterive në amper-orë. Matja e tensionit të baterisë së ruajtjes nën ngarkesë kryhet me një vlerë të rrymës së shkarkimit të barabartë me gjysmën e rrymës nominale CCA të baterisë së ruajtjes ose trefishin e kapacitetit nominal të baterisë së ruajtjes në amper-orë, por jo më pak se 250 amper. Matja e tensionit të baterisë nën ngarkesë kryhet pas kontrollimit të shkallës së ngarkimit të saj duke përdorur hidrometrin e integruar ose duke matur EMF-në e baterisë. Bateria duhet të jetë e ngarkuar të paktën 75%. Një ngarkesë e përshtatshme lidhet me baterinë dhe pas 15 sekondash të funksionimit të baterisë nën ngarkesë, leximet e voltmetrit regjistrohen me ngarkesën e lidhur. Nëse bateria është e mirë, leximi i voltmetrit duhet të mbetet mbi 9,6 V. Shumë prodhues të baterive rekomandojnë që matja të bëhet dy herë:

15 sekondat e para të funksionimit të baterisë nën ngarkesë përdoren për të çliruar EMF të polarizimit
15 sekondat e dyta - për të marrë një vlerësim më të besueshëm të gjendjes së baterisë

Duhet të bëhet një vonesë prej 30 sekondash midis ciklit të parë dhe të dytë të ngarkimit për t'i dhënë baterisë një kohë rikuperimi.

Oriz. Një testues i karakteristikave të nisjes dhe karikimit të baterive të automobilave, i lëshuar nga Bear Automotive, e kthen automatikisht baterinë e testuar në funksionim nën ngarkesë për 15 sekonda për të hequr polarizimin e EMF, më pas shkëput ngarkesën për 30 sekonda për të rivendosur baterinë dhe rilidh ngarkesën për 15 sekonda. Testuesi shfaq informacion në lidhje me gjendjen e baterisë

Oriz. Tester Sun Electric TVSH 40 (voltammetër, model 40) i lidhur me baterinë për testimin e ngarkesës. Operatori, duke përdorur rregullatorin e rrymës së ngarkesës, vendos vlerën e rrymës së shkarkimit sipas leximit të ampermetrit, e barabartë me gjysmën e rrymës nominale të baterisë CCA. Bateria funksionon nën ngarkesë për 15 sekonda dhe në fund të këtij intervali kohor, voltazhi i baterisë i matur me ngarkesën e lidhur duhet të jetë së paku 9,6 V.

SHËNIM

Disa testues matin kapacitetin e baterisë për të përcaktuar gjendjen e ngarkimit dhe shëndetin e baterisë. Ndiqni procedurën e testimit të specifikuar nga prodhuesi i pajisjeve të testimit.

Nëse bateria dështon në testin e ngarkesës, rikarikoni dhe riprovoni. Nëse testi i dytë është i pasuksesshëm, bateria duhet të zëvendësohet.

Ngarkimi i baterisë

Nëse bateria është shumë e shkarkuar, duhet të ringarkohet. Karikimi i baterisë, për të shmangur dëmtimet për shkak të mbinxehjes, bëhet më së miri në një mënyrë standarde të karikimit. Për një shpjegim të mënyrës standarde të karikimit të baterisë, shihni figurën.

Oriz. Ky karikues baterie është rregulluar për të karikuar një bateri me një rrymë nominale karikimi prej 10 A. shtrembërimi i pllakave të baterisë

Ju lutemi, kini parasysh se karikimi i një pakete baterie plotësisht të shkarkuar mund të zgjasë tetë orë ose më shumë. Fillimisht, është e nevojshme të ruhet rryma e karikimit në rreth 35 A për 30 minuta në mënyrë që të lehtësohet fillimi i procesit të karikimit të baterisë. Në modalitetin e karikimit të përshpejtuar, bateria nxehet dhe rrit rrezikun e shtrembërimit të pllakave të baterisë. Në modalitetin e karikimit të rritjes, ndodh gjithashtu rritje e gazrave (evolucioni i hidrogjenit dhe oksigjenit), i cili paraqet rrezik për shëndetin dhe rrezik zjarri. Temperatura e baterisë nuk duhet të kalojë 125 ° F (52 ° C, bateria është e nxehtë në prekje). Rekomandohet, si rregull, të ngarkoni bateritë e ruajtjes me një rrymë ngarkimi të barabartë me 1% të vlerës së vlerësuar të rrymës CCA.

Modaliteti i karikimit të rritjes - 15A Max
Mënyra standarde e karikimit - maksimumi 5A

Mund t'i ndodhë kujtdo!

Pronari Makinë Toyota shkëputi baterinë. Pas lidhjes së një baterie të re, pronari vuri re se pult drita e verdhë paralajmëruese e airbag-it u ndez dhe radioja u bllokua. Pronari bleu një makinë të përdorur nga një tregtar dhe nuk e dinte kodin sekret katërshifror që kërkohej për të zhbllokuar radion. I detyruar të kërkonte një zgjidhje për këtë problem, ai provoi rastësisht tre numra të ndryshëm katërshifrorë me shpresën se njëri prej tyre do të funksiononte. Megjithatë, pas tre përpjekjeve të pasuksesshme, radio u mbyll plotësisht.

Pronari i frustruar kontaktoi tregtarin. Kushtoi më shumë se treqind dollarë për të zgjidhur problemin. Për të rivendosur alarmin e airbag-ut, kërkohej një pajisje e veçantë. Radioja duhej të hiqej nga makina dhe të dërgohej në një shtet tjetër, në një qendër shërbimi të autorizuar dhe pas kthimit të riinstalohej në makinë.

Prandaj, përpara se të shkëputni baterinë, sigurohuni që ta koordinoni këtë me pronarin e makinës - duhet të siguroheni që pronari e di kodin sekret për ndezjen e radios së koduar, e cila përdoret njëkohësisht në sistemin e sigurisë së makinës. Mund të jetë e nevojshme të përdorni pajisjen rezervë të kujtesës së radios me baterinë të shkëputur.

Oriz. Ja një ide e mirë. Tekniku bëri një burim energjie rezervë për memorien nga një elektrik dore e vjetër e ringarkueshme dhe një kabllo me një përshtatës në prizën e çakmakut. Thjesht lidhi telat me terminalet e baterisë së elektrik dore të ringarkueshme që kishte. Bateria e elektrik dore është më e përshtatshme për t'u përdorur sesa një bateri e zakonshme 9 volt - në rast se dikush vjen me idenë për të hapur derën e makinës ndërsa furnizimi me energji rezervë i kujtesës është i përfshirë në qark. Një bateri 9 volt, e cila ka një kapacitet të vogël, në këtë rast do të shkarkohej shpejt, ndërsa kapaciteti i baterisë së elektrik dore është mjaft i madh për të siguruar fuqinë e nevojshme në memorie edhe kur ndriçimi i brendshëm është i ndezur.

Shpreh mirënjohjen time të sinqertë për Kuvalda (Kuvalda.spb.ru Ushkalov Evgeny Yurievich)
për mbështetjen dhe inkurajimin tim: për të tundur ditët e vjetra, për të kujtuar,
se unë jam ende një fizikant dhe një kimist, dhe marr të vjetrën:

Para së gjithash, e konsideroj detyrën time të vërej se (pavarësisht përpjekjeve të mia) konsideratat e mëposhtme bazohen në shkencat themelore, dhe për këtë arsye ende kërkojnë disa përpjekje për t'u kuptuar. Ata që nuk duan të bëjnë këto përpjekje, si dhe ata që ngatërrojnë tensionin dhe kapacitetin, nuk rekomandohen të lexojnë - kujdesuni për veten!

Për qartësinë e paraqitjes dhe për të mos dashur të mbingarkoj tekstin me koncepte shumë komplekse të termodinamikës dhe kinetikës kimike, të cilat shkojnë shumë përtej kurseve të përgjithshme të fizikës dhe kimisë të universiteteve teknike, do t'i lejoj vetes disa thjeshtime (në të gjitha rastet e sakta). e cila (në asnjë rast) nuk do të kundërshtojë të vërtetën - paraprakisht u kërkoj falje perfeksionistëve. Kushdo mund të kryejë llogaritjet e sakta vetë - e gjithë literatura e nevojshme është në dispozicion në çdo bibliotekë shkencore dhe teknike

Konfuzion

Diskutimet e mia në faqet e konferencës UAZ treguan qartë se jo të gjithë pjesëmarrësit në motorizimin e vendit e kuptojnë qartë se çfarë është një bateri. Për t'u kuptuar drejt, do të përpiqem të përcaktoj konceptet me të cilat do të merrem.

Bateria (akumulatori)

Një grup qelizash (kanaçe) të lidhura në seri në shumën prej gjashtë. Në tekst, fjalët "bateri" dhe akumulator janë përdorur si sinonime.
Një qelizë, e njohur edhe si "bankë", është një element elementar i baterisë që përbëhet nga të paktën (në fakt më shumë se 10) një palë pllaka aktive Pb - PbO2 të mbushura me elektrolit.

Tensioni

Çfarë matet në terminalet e baterisë duke lidhur një testues ose njehsor tensioni, i cili ndodhet në pult. Ekskluzivisht karakteristikë e jashtme... Varet nga shumë faktorë, të jashtëm të baterisë dhe të brendshëm.

Në përgjithësi, voltazhi është e vetmja vlerë e matur normalisht e lidhur me një bateri. Asgjë tjetër nuk mund të matet normalisht. As kapaciteti. Nuk ka rrymë të vërtetë. As rezistencë e brendshme dhe as EMF

EMF

Sidomos e brendshme karakteristike qelizë Bateria, e cila fatkeqësisht ka efektin më dramatik në manifestimet e jashtme Bateria.

Vlera e EMF përcaktohet nga gjendja e ekuilibrit të reaksionit të reagentëve kryesorë. Në rastin tonë, kjo është Pb + PbO2 + 2H2SO4 (-) + 2H (+) = 2PbSO4 + 2H2O.

Përcaktimi i tij zyrtarisht është mjaft i vështirë - kjo kërkon përdorimin e llogaritjeve komplekse termodinamike të gjendjes termodinamike të sistemit, por në inxhinieri në praktikë, aplikohet një formulë inxhinierike që siguron saktësi inxhinierike për bateritë e acidit plumb në rangun e densitetit të elektrolitit 1,1-1,3 kg / l E = 0,85 + P ku Р është dendësia e elektrolitit.

Përdorimi i tij për të përcaktuar EMF në një vlerë standarde të densitetit të elektrolitit bateri makine 1.27 marrim një vlerë prej 2.12V për qelizë ose 12.7V për bateri.
Për perfeksionistët.Është e kotë të kërkosh për dimension këtu - si në shumicën e formulave për llogaritjet e thjeshtuara inxhinierike.

Në një kuptim praktik, kjo formulë do të jetë ende e dobishme për ne.
Me saktësinë që na intereson këtu, asnjë faktor tjetër nuk ndikon në vlerën e EMF. Varësia e EMF nga temperatura vlerësohet në të mijtët e një volt për shkallë, gjë që padyshim mund të neglizhohet.
Të gjithë aditivët aliazh dhe argjendi tjetër përmirësohen vërtet karakteristikat e performancës(rritja e stabilitetit, rritja e jetës së shërbimit, zvogëlimi i rezistencës së brendshme) por nuk ndikon në EMF.

Fatkeqësisht, në një bateri moderne, ajo mund të matet vetëm në mënyrë indirekte dhe me supozime të caktuara. Për shembull, duke supozuar se rrymat e rrjedhjes janë zero (d.m.th., bateria është e pastër dhe e thatë nga jashtë, nuk ka çarje dhe rrjedhje brenda midis brigjeve, se nuk ka kripëra metalike në elektrolit, dhe rezistenca e pajisja matëse është e pafundme).

Për matje me saktësinë që na intereson, mjafton thjesht të shkëputni baterinë nga të gjithë konsumatorët (të hiqni terminalin) dhe të përdorni një multimetër dixhital (këtu duhet pasur parasysh se klasa e saktësisë së shumicës së këtyre pajisjeve nuk lejojnë përcaktimin e vlerës së vërtetë, duke i bërë ato të përshtatshme vetëm për matje relative).

Rezistenca e brendshme

Një sasi që luan një rol kyç në perceptimin tonë për realitetin e baterisë.
Falë tij, ose më mirë rritjes së tij, ndodhin të gjitha problemet që lidhen me baterinë.

E thjeshtuar, kjo mund të përfaqësohet si një rezistencë e lidhur në seri me baterinë, me disa rezistencë:

Një vlerë që është e pamundur të mos preket apo matet. Varet nga karakteristikat e projektimit Bateria, kapaciteti, shkalla e shkarkimit të saj, prania e sulfimit të pllakave, thyerjet e brendshme, përqendrimi i elektrolitit dhe sasia e tij dhe, natyrisht, temperatura. Fatkeqësisht, rezistenca e brendshme varet jo vetëm nga parametrat "mekanikë", por edhe nga rryma në të cilën funksionon bateria.

Sa më e madhe të jetë bateria, aq më e ulët është rezistenca e brendshme. Një bateri e re 70-100 Ah ka një rezistencë të brendshme prej rreth 3-7 mΩ (në kushte normale).

Me një ulje të temperaturës, shkalla e shkëmbimit të reaksioneve kimike zvogëlohet, dhe rezistenca e brendshme, në përputhje me rrethanat, rritet.

Bateria e re ka rezistencën më të ulët të brendshme. Në thelb, ajo përcaktohet nga dizajni i elementeve të rrymës dhe rezistenca e tyre. Por gjatë funksionimit, ndryshimet e pakthyeshme fillojnë të grumbullohen - sipërfaqja aktive e pllakave zvogëlohet, shfaqet sulfacioni dhe vetitë e elektrolitit ndryshojnë. Dhe rezistenca fillon të rritet.

Rryma e rrjedhjes

E pranishme në çdo lloj baterie. Ndodh e brendshme dhe e jashtme.

Brendshme rryma e rrjedhjes është e vogël dhe për një bateri moderne 100Ah është rreth 1 mA (përafërsisht e barabartë me një humbje prej 1% të kapacitetit në muaj) Vlera e saj përcaktohet nga pastërtia e elektrolitit, veçanërisht shkalla e ndotjes së tij me metal. kripërat.

Duhet të theksohet se rrymat e jashtme të rrjedhjes përmes rrjetit në bord të automjetit janë dukshëm më të larta se bateria e brendshme e shërbimit.

Proceset

Ata që nuk duan të "hyjnë" mund ta kalojnë këtë seksion dhe të shkojnë direkt në seksion

Shkarkimi i baterisë

Kur bateria shkarkohet, gjenerohet një rrymë për shkak të depozitimit të SO4 në pllaka, si rezultat i së cilës përqendrimi i elektrolitit zvogëlohet dhe rezistenca e brendshme rritet gradualisht.

Karakteristikat e shkarkimit të baterisë.
Kurba e sipërme korrespondon me rrymën e shkarkimit prej dhjetë orësh
Poshtë - ora tre

Me një shkarkim të plotë, pothuajse e gjithë masa aktive shndërrohet në sulfat plumbi. Kjo është arsyeja pse një qëndrim i gjatë në një gjendje shkarkimi është i dëmshëm për baterinë. Për të shmangur sulfimin, karikoni baterinë sa më shpejt të jetë e mundur.

Në këtë rast, sa më shumë elektrolit në bateri (në raport me masën e plumbit), aq më pak zvogëlohet EMF i qelizës. Për një bateri të shkarkuar me 50%, rënia e EMF është rreth 1%. Për më tepër, "stoku" i elektrolitit është i ndryshëm për prodhues të ndryshëm, prandaj, ulja e EMF, si dhe dendësia e elektrolitit, do të jetë e ndryshme.

Për shkak të një rënie të lehtë të EMF, është pothuajse e pamundur të përcaktohet shkalla e shkarkimit të baterisë duke matur thjesht tensionin në të (për këtë, ka priza ngarkese që vendosin një rrymë të konsiderueshme). Sidomos duke përdorur një matës standard të tensionit (pajisja nuk është një voltmetër në kuptimin e saktë të fjalës, por më tepër një tregues i tensionit) të makinës.

Rryma maksimale që mund të sigurojë bateria varet kryesisht nga sipërfaqja aktive e pllakave dhe kapaciteti i saj nga masa aktive e plumbit. Në këtë rast, pllakat më të trasha mund të jenë edhe më pak efektive, pasi "shtresat e brendshme të plumbit janë të vështira për t'u bërë" aktive. "Përveç kësaj, kërkohet elektrolit shtesë.
Sa më shumë poroze që prodhuesi ka shpikur për të bërë pllakën, aq më shumë rrymë mund të sigurojë.

Prandaj, të gjitha bateritë e ndërtuara duke përdorur një teknologji të ngjashme ofrojnë afërsisht të njëjtat rryma fillestare, por ato më të rëndat mund të ofrojnë më shumë kapacitet me dimensione të krahasueshme.

Ngarkesa e baterisë

Procesi i karikimit të baterisë konsiston në dekompozimin elektrokimik të PbSO4 në elektroda nën ndikimin e një rryme direkte nga një burim i jashtëm.
Procesi i karikimit të një baterie plotësisht të shkarkuar është i ngjashëm me procesin e shkarkimit, si të thuash, "me kokë poshtë".

Fillimisht, rryma e ngarkesës kufizohet vetëm nga aftësia e burimit për të gjeneruar rrymën e kërkuar dhe nga rezistenca e elementeve që mbartin rrymën. Teorikisht, ai kufizohet vetëm nga kinematika e procesit të shpërbërjes (shkalla me të cilën produktet e reaksionit hiqen nga bërthama). Pastaj, ndërsa molekulat e acidit sulfurik "shpërndahen", rryma zvogëlohet.

Nëse proceset anësore mund të neglizhohen, kur bateria është plotësisht e ngarkuar, rryma do të bëhet zero. Bateria ndalon "pranimin" e ngarkimit. Fatkeqësisht në një bateri të vërtetë ka gjithmonë rrjedhje rryme dhe ujë. Bateria është e ngarkuar me rrjedhje për të kompensuar rrymën e rrjedhjes.

Si standard, një bateri plumbi rekomandohet të ngarkohet duke përdorur një burim tensioni.
Tensioni i rekomanduar i karikimit për qelizë (sipas VARTA) është afërsisht 2.23 V ose 13.4 V për të gjithë baterinë. Tensioni më i lartë i ngarkesës çon në akumulimin më të shpejtë të ngarkesës, por në të njëjtën kohë rrit sasinë e ujit të dekompozuar.

Legjenda:
Një bateri e mbingarkuar përkeqësohet dhe humbet kapacitetin.
Në të vërtetë, bateritë Ni-Cd përkeqësohen (humbin kapacitetin) gjatë mbingarkimit të zgjatur, gjë që nuk ndodh me ato të plumbit. Plumbi, kur ngarkohet me tensione të larta, humbet vetëm ujë (është uji që zien) - brenda një diapazoni të gjerë, procesi është plotësisht i kthyeshëm thjesht duke shtuar ujë. Me rimbushje të zgjatur me tensionin "korrekt" (2.23 V), nuk ndodh humbje uji.

Për fatin tonë, një bateri me acid plumbi nuk përkeqësohet në modalitetin e ngarkimit të rrjedhjes. Përkundrazi, ky regjim inkurajohet dhe rekomandohet fuqishëm. Prandaj, në një makinë (dhe në të gjitha rastet e tjera të përdorimit industrial), bateritë e acidit të plumbit janë në modalitetin e ngarkimit të rrjedhshëm në tensione në intervalin 2,23 - 2,4 V për qelizë.

Nga figura mund të shihet se kur voltazhi i tepërt në bateri dyfishohet, rryma e rimbushjes rritet dhjetëfish, gjë që çon në konsum të pajustifikuar të ujit dhe dështim të parakohshëm të baterisë.

Për një bateri moderne, rryma optimale e rimbushjes është rreth 15 mA (që saktësisht korrespondon me një tension rimbushjeje prej 2.23 V për qelizë). Me një rrymë të tillë, uji, i dekompozuar gjatë elektrolizës, "ka kohë" të rikombinohet në tretësirë dhe nuk humbet - domethënë, procesi mund të vazhdojë pafundësisht (në kuptimin inxhinierik).

Praktikoni

Tensioni i baterisë

Shumë ngatërrojnë tensionit në një bateri me një EMF të baterisë. Siç u përmend tashmë, këto sasi janë të ndërlidhura, por jo identike. Rezistenca e brendshme luan një rol kolosal këtu.

Për shembull, kur shkarkohet me rryma fillestare, të përcaktuara rreth 400 A, një rezistencë e brendshme prej 4 mOhm, në përputhje me ligjin e Ohmit, shndërrohet në një rënie tensioni prej 1.6 V, rezistenca e polarizimit shton rreth 0.5 V më shumë - dhe kjo është në në fillim të shkarkimit. Të dhënat e dhëna korrespondojnë me bateritë e reja me një kapacitet prej rreth 100 Ah. Për bateritë e vjetra, të vjetruara ose bateritë me kapacitet më të ulët, humbja do të jetë më e madhe. Për një bateri 50 Ah të të njëjtit lloj, kam humbur rreth dy herë më shumë.

Kur ngarkohet nga një gjenerator (i cili pretendon të jetë një burim tensioni, në fakt, të jetë një burim rrymë, i mbytur nga rregullatori), voltazhi duhet të korrespondojë me kushtet e një rimbushjeje të shpejtë dhe përcaktohet nga rele nga rregullatori.

Meqenëse kilometrazhi mesatar i automjetit nuk është i mjaftueshëm për të ngarkuar plotësisht baterinë, zbatohet një shkëmbim tensioni pak më i lartë se vlera optimale e notit prej 2,23 V për qelizë ose 13,38 për bateri, por pak më pak se voltazhi i ngarkimit të shpejtë 2,4 V (14,4 V për qelizë). Vlera optimale konsiderohet të jetë 13.8-14.2V. Në të njëjtën kohë, humbjet e ujit mbeten të pranueshme, dhe bateria merr një ngarkesë mjaftueshëm të plotë me një kilometrazh mesatar.

Plakja (shkarkimi) i baterisë çon në faktin se voltazhi që është në gjendje të sigurojë nën ngarkesë bie për shkak të humbjeve të mëdha në rezistencën e brendshme, ndërsa pa ngarkesë vlera e tij mbetet pothuajse identike me atë të re (plotësisht të ngarkuar). Prandaj, është praktikisht e pamundur të përcaktohet gjendja e baterisë thjesht me një voltmetër.

Llojet e ndryshme të baterive mund të kenë dendësi të ndryshme elektrolite. Në këtë rast, EMF (dhe, në përputhje me rrethanat, voltazhi i një baterie të hapur) mund të ndryshojë pak për bateri të ndryshme. Në këtë rast, një bateri e shkarkuar me një densitet më të lartë elektroliti mund të japë një vlerë më të lartë të tensionit sesa një bateri plotësisht e ngarkuar me një densitet më të ulët elektroliti.

Legjenda:
Tensioni i baterisë varet nga temperatura.
Tensioni i një baterie të shkëputur është praktikisht i pavarur nga temperatura. Varet nga rezistenca e brendshme dhe sasia e energjisë së ruajtur. Motori rrotullohet dobët për shkak të një rënie të madhe të tensionit në rezistencën e brendshme, dhe kufizimi i kohës së funksionimit të motorit shoqërohet me një kapacitet të reduktuar të baterisë për shkak të një aktiviteti të reduktuar të reaksioneve kimike.

Lidhja e baterisë

Ishte kjo temë që më detyroi të merrja përsipër këtë punë në shkallë të gjerë. Përfundimet e paraqitura këtu bazohen në argumentet e paraqitura më sipër. Përfundimet praktike nuk kërkojnë argumentim.

Legjenda 1
Bateritë e makinave nuk mund të lidhen paralelisht, pasi një bateri me një tension më të lartë do të rikarikojë vazhdimisht një bateri me një tension më të ulët. Prandaj, njëri do të rimbushet vazhdimisht, ndërsa tjetri do të shkarkohet.

Ka disa gabime faktike dhe konceptuale në këtë legjendë.

Qeliza e baterisë formohet nga disa palë (ose disa dhjetëra çifte) pllakash, në mes paralelisht për të rritur sipërfaqen efektive të qelizës. Pra, paralelizmi është në zemër të teknologjisë së baterive.

Tensioni në bateri në mungesë të ngarkesës është kushtimisht i barabartë me EMF-në e tij.
Siç dihet, vlera e EMF praktikisht nuk varet nga asnjë parametër i jashtëm dhe i brendshëm, përveç densitetit të elektrolitit. Kjo vlerë nuk varet as nga kapaciteti i baterisë, as nga poroziteti i elektrodës, as nga aditivët aliazh, as nga materiali i pjesëve të gjalla. Gjithashtu varet dobët nga shkalla e shkarkimit të baterisë. Prandaj, tensioni i dy baterive të makinave me acid plumbi që plotësojnë standardet do të jetë gjithmonë afër... Dallimi teknologjik që lind nga pasaktësia e densitetit të elektrolitit (1.27-1.29 sipas GOST, tolerancat VARTA janë një renditje e madhësisë më pak) mund të përcaktohet lehtësisht (shih më lart) dhe është 0.02V, domethënë 20 mV.

Nëse supozojmë se në momentin e ndalimit të karikimit (fikjes së motorit) të dy bateritë janë plotësisht të ngarkuara, diferenca maksimale e mundshme e mundshme në terminalet e tyre do të jetë 20 mV, pavarësisht nga gjendja e tyre, prodhuesi etj.

Edhe nëse supozojmë se përdoren bateri të klasave të ndryshme (për shembull, automobil dhe industrial me një densitet elektroliti prej 1.25), atëherë në këtë rast ndryshimi i potencialit është vetëm rreth 40 mV. Për një bateri plotësisht të ngarkuar, kjo do të çojë në një rrymë elektrolize prej 3-5 mA, e cila përafërsisht korrespondon me rrymën e rrjedhjes së një baterie jo shumë të mirë.

Shkarkimi i rrymave të tilla është i parëndësishëm për baterinë, dhe rimbushja nuk ndodh.

Tani le të shqyrtojmë një situatë kur dy bateri me kapacitete dukshëm të ndryshme janë të lidhura paralelisht.

Në fillim të karikimit, kur rryma është e kufizuar nga aftësitë e gjeneratorit, është e natyrshme të supozohet se do të ndahet midis baterive në përpjesëtim me zonën aktive të pllakave. Kjo do të thotë, gjendja e ngarkimit të baterive me një karikim jo të plotë do të jetë afërsisht e njëjtë (me afat të shkurtër) .. Sistemi do të sillet si një bateri e madhe që nuk kishte kohë për t'u rimbushur.

Legjenda 2
Në makinat e importuara përdoren rele speciale për lidhjen e baterive të pajisjeve ndihmëse (Auxiliary), në mënyrë që të mos lidhen paralelisht (Legjenda 1)

Marrëzi e plotë për sa më sipër. Kjo stafetë shërben për një qëllim shumë më të zakonshëm. Kur sistemi elektrik i makinës është i ngarkuar shumë me pajisje shtesë (si TV, muzikë me fuqi të lartë, frigorifer, etj.), ekziston një probabilitet i lartë që bateria të "mbarojë". Për t'u larguar pas argëtimit në natyrë me muzikë, bateria e motorit shkëputet, duke shmangur kështu shkarkimin e saj të thellë.
Ekziston një anekdotë e vjetër për policët tanë, të cilët në maksimum "gjuajtën" radarin që u shqetësoi për "ndizjen":

Pra, ky efekt është shumë më domethënës se "rimbushja".

Përfundime praktike

Është e mundur të lidhni bateritë paralelisht, por duke marrë parasysh rekomandimet e mëposhtme.

Ju nuk duhet të përdorni bateri të klasave të ndryshme (për shembull, automobil dhe industrial), si dhe versione të ndryshme (për shembull, tropikale dhe arktike), pasi ato përdorin elektrolit me densitet të ndryshëm.
Kur parkohet për një kohë të gjatë, ia vlen të shkëputni baterinë jo vetëm nga konsumatorët, por edhe nga njëri-tjetri.

Forca elektromotore.

EMF i baterisë është diferenca e potencialit të elektrodës e matur me një qark të jashtëm të hapur. Potenciali i elektrodës me një qark të jashtëm të hapur përbëhet nga një potencial elektrodë ekuilibri dhe një potencial polarizimi. Potenciali i elektrodës së ekuilibrit karakterizon gjendjen e elektrodës në mungesë të proceseve kalimtare në sistemin elektrokimik. Potenciali i polarizimit përcaktohet si ndryshimi midis potencialit të elektrodës gjatë karikimit dhe shkarkimit dhe potencialit të tij kur qarku i jashtëm është i hapur. Polarizimi i elektrodës ruhet në bateri edhe në mungesë të rrymës pas shkëputjes së ngarkesës nga ngarkuesi. Kjo është për shkak të procesit të difuzionit të nivelimit të përqendrimit të elektrolitit në poret e elektrodave dhe hapësirën e qelizave të baterisë. Shkalla e difuzionit është e ulët, prandaj, prishja e proceseve kalimtare ndodh brenda disa orëve dhe madje ditëve, në varësi të temperaturës së elektrolitit. Duke marrë parasysh praninë e dy përbërësve të potencialit të elektrodës gjatë modaliteteve kalimtare, dallohen EMF ekuilibër dhe jo-ekuilibër i baterisë.

Ekuilibri EMF i një baterie plumbi varet nga vetitë kimike dhe fizike të substancave aktive dhe përqendrimi i joneve të tyre në elektrolit.

Vlera e EMF ndikohet nga dendësia e elektrolitit dhe shumë pak nga temperatura. EMF ndryshon në varësi të; temperatura është më e vogël se

3 · 10 -4 V / gradë. Varësia e EMF nga dendësia e elektrolitit në intervalin 1,05-1,30 g / cm 3 duket si formula:

ku E është EMF e baterisë, V;

p - reduktohet në një temperaturë prej 5 ° C, dendësia e elektrolitit, g / cm ".

Me një rritje të densitetit të elektrolitit, EMF rritet (Figura 3.1). Në densitetin e elektrolitit të punës prej 1,07-1,30 g / cm 3, EMF nuk jep një ide të saktë për shkallën e shkarkimit të baterisë, pasi EMF i një baterie të shkarkuar me një elektrolit me densitet më të lartë do të jetë më i lartë.

EMF nuk varet nga sasia e materialeve aktive në bateri dhe nga dimensionet gjeometrike të elektrodave. EMF e baterisë rritet në përpjesëtim me numrin e baterive të lidhura në seri m: E bateria = m E A.

Dendësia e elektrolitit në poret e elektrodave dhe në monobllok është e njëjtë për bateritë në pushim. Kjo densitet korrespondon me EMF-në e pushimit. Për shkak të polarizimit të pllakave dhe ndryshimit në përqendrimin e elektrolizës në poret e elektrodave në lidhje me përqendrimin e elektrolitit në monobllok, EMF gjatë shkarkimit është më i vogël, dhe kur ngarkohet, EMF është më i madh se në pushim. . Arsyeja kryesore për ndryshimin e EMF gjatë shkarkimit ose ngarkimit është ndryshimi në densitetin e elektrolitit të përfshirë në proceset elektrokimike.

Oriz. 3.1. Ndryshimi në ekuilibrin EMF dhe potencialet e elektrodës së një baterie plumbi në varësi të densitetit të elektrolitit:

1- EMF; 2 - potenciali i elektrodës pozitive; 3 - potenciali i elektrodës negative.

Tensioni.

Tensioni i baterisë ndryshon nga EMF i tij nga sasia e rënies së tensionit në qarkun e brendshëm kur kalon rryma e shkarkimit ose e karikimit. Gjatë shkarkimit, voltazhi në terminalet e baterisë është më i vogël se EMF, dhe kur ngarkohet, është më i lartë.

Tensioni i shkarkimit

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

ku En - EMF e polarizimit, V;

I p është forca e rrymës së shkarkimit, A;

r - rezistenca totale e brendshme, Ohm;

r o është rezistenca omike e baterisë, Ohm. Tensioni i karikimit

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

ku unë s - forca e rrymës së karikimit, A.

EMF i polarizimit shoqërohet me një ndryshim në potencialet e elektrodës gjatë kalimit të rrymës dhe varet nga ndryshimi në përqendrimet e elektrolitit midis elektrodave dhe në poret e masës aktive të elektrodave. Gjatë shkarkimit, potencialet e elektrodave afrohen me njëra-tjetrën dhe kur ngarkohen, ato largohen.

Me një rrymë shkarkimi konstante, një sasi e caktuar e materialeve aktive konsumohet për njësi të kohës. Dendësia e elektrolitit zvogëlohet në mënyrë lineare (Fig. 3.2, a). Në përputhje me ndryshimin në densitetin e elektrolitit, EMF dhe tensioni i baterisë ulen. Deri në fund të shkarkimit, sulfati i plumbit mbyll poret e substancës aktive të elektrodave, duke parandaluar rrjedhjen e elektrolitit nga ena dhe duke rritur rezistencën elektrike të elektrodave.

Bilanci është i shqetësuar dhe tensioni fillon të bjerë ndjeshëm. Bateritë e ruajtjes shkarkohen vetëm në tensionin përfundimtar Uc.p. që korrespondon me lakimin e karakteristikës së shkarkimit Up = f (τ). Shkarkimi ndërpritet, megjithëse materialet aktive nuk konsumohen plotësisht. Shkarkimi i mëtejshëm është i dëmshëm për baterinë dhe nuk ka kuptim pasi voltazhi bëhet i paqëndrueshëm.

Oriz. 3.2... Karakteristikat e baterisë së acidit të plumbit:

a - shkarkim, b - karikimi.

Pas shkëputjes së ngarkesës, voltazhi i baterisë rritet në vlerën EMF që korrespondon me densitetin e elektrolitit në poret e elektrodave. Pastaj, për ca kohë, EMF rritet ndërsa përqendrimi i elektrolitit në poret e elektrodave dhe në vëllimin e qelizës së baterisë barazohet për shkak të difuzionit. Mundësia e rritjes së densitetit të elektrolitit në poret e elektrodave gjatë një periudhe të shkurtër pasiviteti pas shkarkimit përdoret gjatë fillimit të motorit. Rekomandohet ta filloni atë në përpjekje të veçanta afatshkurtra me pushime prej 1-1,5 minutash. Shkarkimi i ndërprerë gjithashtu kontribuon në shfrytëzimin më të mirë të shtresave të thella të substancave aktive të elektrodave.

Në modalitetin e karikimit (Fig. 3.2, b), tensioni Uc në terminalet e baterisë rritet për shkak të një rënie të tensionit të brendshëm dhe një rritje në EMF me një rritje të densitetit të elektrolitit në poret e elektrodave. Kur tensioni rritet në 2.3 V, substancat aktive rikthehen. Energjia e ngarkesës përdoret për të zbërthyer ujin në hidrogjen dhe oksigjen, të cilët lëshohen në formën e flluskave të gazit. Në këtë rast, evolucioni i gazit i ngjan vlimit. Mund të reduktohet duke ulur vlerën e rrymës së karikimit deri në fund të shkarkimit.

Disa nga jonet pozitive të hidrogjenit të lëshuara në elektrodën negative neutralizohen nga elektronet. Një tepricë jonesh grumbullohet në sipërfaqen e elektrodës dhe krijon një mbitension deri në 0,33 V. Tensioni në fund të ngarkesës rritet në 2,6-2,7 V dhe mbetet i pandryshuar me ngarkesë të mëtejshme. Tensioni konstant gjatë 1-2 orëve të karikimit dhe evolucioni i bollshëm i gazit janë shenja të përfundimit të karikimit.

Pas shkëputjes së baterisë nga karikuesi, voltazhi bie në vlerën EMF që korrespondon me densitetin e elektrolitit në poret, dhe më pas zvogëlohet derisa densiteti i elektrolitit në poret e pllakave dhe në enën e baterisë të barazohet.

Tensioni në terminalet e baterisë së ruajtjes gjatë shkarkimit varet nga forca e rrymës së shkarkimit dhe temperatura e elektrolitit.

Me një rritje të fuqisë së rrymës së shkarkimit Iр, voltazhi zvogëlohet më shpejt për shkak të një ndryshimi më të madh në përqendrimet e elektrolitit në enën e baterisë dhe në poret e elektrodave, si dhe një rënie më të madhe të tensionit të brendshëm në bateri. E gjithë kjo çon në nevojën për një ndërprerje më të hershme të shkarkimit të baterisë. Për të shmangur formimin e kristaleve të mëdha të patretshme të sulfatit të plumbit në elektroda, shkarkimi i baterive ndalet në një tension përfundimtar prej 1,75 V në një bateri.

Me një ulje të temperaturës, viskoziteti dhe rezistenca elektrike e elektrolitit rritet dhe shkalla e difuzionit të elektrolitit nga ena e baterisë në poret e substancave aktive të elektrodave zvogëlohet.

Rezistenca e brendshme.

Rezistenca totale e brendshme e baterisë është rezistenca e ushtruar nga kalimi i një rryme shkarkimi konstante ose karikimi përmes baterisë:

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

ku r 0 - rezistenca omike e elektrodave, elektrolitit, ndarësve dhe pjesëve ndihmëse që mbartin rrymën (ura, me barazim, kërcyes); r P është rezistenca e polarizimit që shfaqet për shkak të ndryshimeve në potencialet e elektrodës gjatë kalimit të një rryme elektrike.

Oriz. 3.3. Varësia e përçueshmërisë elektrike specifike të elektrolitit nga dendësia në një temperaturë prej 20 ° C.

Përçueshmëria elektrike e elektrolitit (në temperaturë konstante) varet shumë nga dendësia e tij (Fig. 3.3). Prandaj, duke qenë të barabarta, bateritë me një densitet elektroliti 1,2 - 1,3 g / cm 3 kanë vetitë më të mira fillestare.

Në kulmin e vitit shkollor, shumë shkencëtarë kanë nevojë për një formulë emf për llogaritje të ndryshme. Eksperimentet që lidhen me, gjithashtu kanë nevojë për informacion rreth forcës elektromotore. Por për fillestarët nuk është aq e lehtë të kuptojnë se çfarë është.

Formula për gjetjen e emf

Hapi i parë është të kuptoni përkufizimin. Çfarë do të thotë ky akronim?

EMF ose forca elektromotore është një parametër që karakterizon punën e çdo force të një natyre jo elektrike që veprojnë në qarqe ku forca aktuale, e drejtpërdrejtë dhe e alternuar, është e njëjtë përgjatë gjithë gjatësisë. Në një qark përcjellës të shoqëruar, EMF barazohet me punën e këtyre forcave për të lëvizur një ngarkesë të vetme pozitive (pozitive) përgjatë gjithë qarkut.

Figura më poshtë tregon formulën emf.

Ast - nënkupton punën e forcave të jashtme në joules.

q është ngarkesa e transferuar në kulonë.

Forcat e jashtme- këto janë forcat që kryejnë ndarjen e ngarkesave në burim dhe, si rezultat, formojnë një ndryshim potencial në polet e tij.

Për këtë forcë, njësia matëse është volt... Në formula shënohet me shkronjën « E".

Vetëm në momentin që nuk ka rrymë në bateri, elektromotori si-a do të jetë i barabartë me tensionin në pole.

Induksioni EMF:

EMF e induksionit në një qark që kaNkthen:

Kur vozitni:

Forca elektromotore induksioni në një qark që rrotullohet në një fushë magnetike me një shpejtësiw:

Tabela e vlerave

Shpjegim i thjeshtë i forcës elektromotore

Supozoni se kemi një kullë uji në fshatin tonë. Është e mbushur plotësisht me ujë. Le të mendojmë se kjo është një bateri e zakonshme. Kulla është një bateri!

I gjithë uji do të ushtrojë presion të fortë në fund të frëngjisë sonë. Por do të jetë e fortë vetëm kur kjo strukturë të jetë e mbushur plotësisht me H 2 O.

Si rezultat, sa më pak ujë, aq më i dobët do të jetë presioni dhe presioni i avionit do të jetë më i vogël. Pasi të kemi hapur rubinetin, vërejmë se çdo minutë diapazoni i avionit do të ulet.

Si rezultat:

Tensioni është forca me të cilën uji shtyn deri në fund. Ky është presion.
Tensioni zero është fundi i kullës.

Bateria është e njëjtë.

Para së gjithash, ne lidhim burimin me energji në qark. Dhe, në përputhje me rrethanat, ne e mbyllim atë. Për shembull, futni baterinë në elektrik dore dhe ndizni atë. Fillimisht, do të vërejmë se pajisja po digjet me shkëlqim. Pas një kohe, shkëlqimi i tij do të ulet ndjeshëm. Kjo do të thotë, forca elektromotore është zvogëluar (ka rrjedhur kur krahasohet me ujin në kullë).

Nëse marrim një kullë uji si shembull, atëherë EMF është një pompë që vazhdimisht pompon ujë në kullë. Dhe nuk mbaron kurrë me kaq.

Emf i qelizës elektrokimike - formula

Forca elektromotore e një baterie mund të llogaritet në dy mënyra:

Llogaritni duke përdorur ekuacionin Nernst. Do të jetë e nevojshme të llogariten potencialet e elektrodës së secilës elektrodë të përfshirë në GE. Pastaj llogarisni EMF duke përdorur formulën.
Llogaritni EMF të formulës Nernst për rrymën totale të reaksionit gjenerues që ndodh gjatë funksionimit të GE.

Kështu, të armatosur me këto formula, do të jetë më e lehtë të llogaritet forca elektromotore e baterisë.

Ku përdoren llojet e ndryshme të EMF?

Piezoelektrik aplikohet kur një material është i shtrirë ose i ngjeshur. Me ndihmën e tij bëhen gjeneratorë të energjisë kuarci dhe sensorë të ndryshëm.
Kimikati përdoret brenda dhe në bateri.
Induksioni shfaqet në momentin kur përcjellësi kalon fushën magnetike. Karakteristikat e tij përdoren në transformatorë, motorët elektrikë, gjeneratorë.
Termoelektrike formohet në kohën e ngrohjes së kontakteve të llojeve të ndryshme të metaleve. Ajo ka gjetur aplikimin e saj në njësitë ftohëse dhe termoçiftet.
Foto elektrike përdoret për të prodhuar fotocela.

Le të shohim parametrat kryesorë të baterisë që na duhen kur e përdorim atë.

1. Forca elektromotore (EMF) bateria e ruajtjes - voltazhi midis terminaleve të baterisë së ruajtjes me një qark të jashtëm të hapur (dhe, natyrisht, në mungesë të ndonjë rrjedhjeje). Në kushte "fushe" (në një garazh) EMF mund të matet me çdo testues, para kësaj, hiqni një nga terminalet ("+" ose "-") nga bateria.

EMF e një baterie varet nga dendësia dhe temperatura e elektrolitit dhe nuk varet aspak nga madhësia dhe forma e elektrodave, si dhe nga sasia e elektrolitit dhe masave aktive. Ndryshimi në EMF të baterisë nga temperatura është shumë i vogël dhe gjatë funksionimit mund të neglizhohet. Me një rritje të densitetit të elektrolitit, EMF rritet. Në një temperaturë prej plus 18 ° C dhe një densitet d = 1,28 g / cm 3, bateria (që do të thotë një bankë) ka një EMF të barabartë me 2,12 V (bateria - 6 x 2,12 V = 12,72 V). Varësia e EMF nga dendësia e elektrolitit kur densiteti ndryshon brenda 1,05 ÷ 1,3 g / cm 3 të shprehura me formulën empirike

E = 0,84 + d, ku

E- EMF e baterisë, V;

d- dendësia e elektrolitit në një temperaturë prej plus 18 ° C, g / cm 3.

Është e pamundur të gjykohet me saktësi shkalla e shkarkimit të baterisë nga EMF. EMF e një baterie të shkarkuar me një densitet më të lartë elektroliti do të jetë më e lartë se EMF e një baterie të ngarkuar, por me një densitet më të ulët elektroliti.

Me matjen e EMF-së, mund të zbulohet vetëm shpejt një mosfunksionim serioz i baterisë (shkurtim i pllakave në një ose disa banka, thyerje të përçuesve lidhës midis brigjeve dhe të ngjashme).

2. Rezistenca e brendshme e baterisëështë shuma e rezistencave të kapëseve terminale, lidhjeve ndërmjet elementeve, pllakave, elektrolitit, ndarësve dhe rezistencës që lind në pikat e kontaktit të elektrodave me elektrolitin. Sa më i madh të jetë kapaciteti i baterisë (numri i pllakave), aq më e ulët është rezistenca e saj e brendshme. Me një ulje të temperaturës dhe me shkarkimin e baterisë, rezistenca e saj e brendshme rritet. Tensioni i baterisë ndryshon nga EMF i tij nga sasia e rënies së tensionit në rezistencën e brendshme të baterisë.

Gjatë karikimit U 3 = E + I x R VN,

dhe në dalje U P = E - I x R VN, ku

Unë- rryma që rrjedh nëpër bateri, A;

R VN- rezistenca e brendshme e baterisë, Ohm;

E- EMF e baterisë, V.

Ndryshimi i tensionit në bateri gjatë karikimit dhe shkarkimit të tij tregohet në Oriz. një.

Fig. 1. Ndryshimi i tensionit të baterisë së ruajtjes gjatë karikimit dhe shkarkimit të saj.

1 - fillimi i evolucionit të gazit, 2 - tarifë, 3 - shkarkimi.

Tensioni i gjeneratorit të makinës nga i cili ngarkohet bateria është 14,0 ÷ 14,5 V... Në një makinë, bateria, edhe në rastin më të mirë, në kushte krejtësisht të favorshme, mbetet e pambushur 10 ÷ 20%... Kjo është për shkak të punës së gjeneratorit të makinës.

Gjeneratori fillon të japë tension të mjaftueshëm për karikim kur 2000 rpm dhe me shume. Shpejtësia në boshe 800 ÷ 900 rpm... Stili i vozitjes në qytet: overclocking(kohëzgjatja më pak se një minutë), frenimi, ndalimi (semafori, bllokimi i trafikut - kohëzgjatja nga 1 minutë deri në ** orë). Ngarkesa shkon vetëm gjatë përshpejtimit dhe lëvizjes për një më tepër rrotullime të larta... Pjesën tjetër të kohës ka një shkarkim intensiv të baterisë (fenerët, konsumatorët e tjerë të energjisë elektrike, alarm - rreth orës).

Situata përmirësohet kur vozitni jashtë qytetit, por jo në mënyrë kritike. Kohëzgjatja e udhëtimeve nuk është aq e gjatë (karikimi i plotë i baterisë - 12-15 orë).

Në pikën 1 - 14,5 V fillon evolucioni i gazit (elektroliza e ujit për oksigjen dhe hidrogjen), konsumi i ujit rritet. Një tjetër efekt i pakëndshëm gjatë elektrolizës është se korrozioni i pllakave rritet, kështu që nuk duhet lejuar. mbitension i gjatë 14,5 V në terminalet e baterisë.

Tensioni i gjeneratorit të automobilave ( 14,0 ÷ 14,5 V) zgjidhet nga kushtet e kompromisit - duke siguruar karikim pak a shumë normal të baterisë duke reduktuar gazrat (konsumimi i ujit zvogëlohet, rreziku nga zjarri zvogëlohet, shkalla e shkatërrimit të pllakave zvogëlohet).

Nga sa më sipër, mund të konkludojmë se bateria duhet të rimbushet në mënyrë periodike, të paktën një herë në muaj, plotësisht me një pajisje të jashtme. karikues për të reduktuar sulfatimin e pllakave dhe për të rritur jetën e shërbimit.

Tensioni i baterisë në të shkarkimi duke filluar nga rryma(IP = 2 ÷ 5 C 20) varet nga forca e rrymës së shkarkimit dhe temperatura e elektrolitit. Në Fig. 2 tregon karakteristikat aktuale të tensionit të baterisë 6ST-90 në temperatura të ndryshme të elektrolitit. Nëse rryma e shkarkimit është konstante (për shembull, I Р = 3 С 20, rreshti 1), atëherë voltazhi i baterisë gjatë shkarkimit do të jetë më i ulët, aq më i ulët është temperatura e tij. Për të mbajtur një tension konstant gjatë shkarkimit (linja 2), është e nevojshme të zvogëlohet fuqia e rrymës së shkarkimit me uljen e temperaturës së baterisë.

Fig. 2. Karakteristikat volt-amper të baterisë 6ST-90 në temperatura të ndryshme të elektrolitit.

3. Kapaciteti i baterisë (C)është sasia e energjisë elektrike që lëshon bateria kur shkarkohet në tensionin më të ulët të lejuar. Kapaciteti i baterisë shprehet në Amper-orë ( Dhe h). Sa më e madhe të jetë forca e rrymës së shkarkimit, aq më i ulët është voltazhi në të cilin mund të shkarkohet bateria, për shembull, kur përcaktohet kapaciteti nominal i baterisë, shkarkimi kryhet nga rryma I = 0,05C 20 për të stresuar 10.5 V, temperatura e elektrolitit duhet të jetë në interval +(18 ÷ 27) ° C, dhe kohën e shkarkimit 20 h... Besohet se fundi i jetëgjatësisë së baterisë ndodh kur kapaciteti i saj është 40% e C 20.

Kapaciteti i baterisë në mënyrat fillestare përcaktuar në temperaturë + 25 ° C dhe rryma e shkarkimit ZS 20... Në këtë rast, koha e shkarkimit në tension 6 inç(një volt për bateri) duhet të jetë së paku 3 min.

Kur bateria shkarkohet nga rryma ZS 20(temperatura e elektrolitit -18 ° C) tensioni i baterisë përmes 30 sek pas fillimit të shkarkimit duhet të jetë 8.4 V(9.0 V për bateritë pa mirëmbajtje) dhe më pas 150 s jo më pak 6 inç... Kjo rrymë nganjëherë quhet rrymë lëvizëse e ftohtë ose rryma e nisjes, mund të ndryshojë nga ZS 20 Kjo rrymë tregohet në kutinë e baterisë pranë kapacitetit të saj.

Nëse shkarkimi ndodh me një fuqi konstante të rrymës, atëherë kapaciteti i baterisë përcaktohet nga formula

C = I x t ku,

Unë- rryma e shkarkimit, A;

t- koha e shkarkimit, h

Kapaciteti i një baterie ruajtëse varet nga dizajni i saj, numri i pllakave, trashësia e tyre, materiali i ndarësit, poroziteti i materialit aktiv, dizajni i rrjetës së pllakave dhe faktorë të tjerë. Në funksionim, kapaciteti i baterisë varet nga fuqia e rrymës së shkarkimit, temperatura, mënyra e shkarkimit (me ndërprerje ose e vazhdueshme), gjendja e ngarkimit dhe përkeqësimi i baterisë. Me një rritje të rrymës së shkarkimit dhe shkallës së shkarkimit, si dhe me një ulje të temperaturës, kapaciteti i baterisë së ruajtjes zvogëlohet. Në temperatura të ulëta, rënia e kapacitetit të një baterie ruajtëse me një rritje të rrymave të shkarkimit ndodh veçanërisht intensivisht. Në një temperaturë prej -20 ° C, rreth 50% e kapacitetit të baterisë mbetet në një temperaturë prej + 20 ° C.

Gjendja më e plotë e baterisë tregohet nga kapaciteti i saj. Për të përcaktuar kapacitetin real, mjafton të vendosni një bateri plotësisht të ngarkuar të shërbimit në shkarkim me rrymë I = 0,05 C 20(për shembull, për një bateri me një kapacitet prej 55 Ah, I = 0,05 x 55 = 2,75 A). Shkarkimi duhet të vazhdojë derisa të arrihet tensioni i baterisë. 10.5 V... Koha e shkarkimit duhet të jetë së paku 20 orë.

Është i përshtatshëm për t'u përdorur si ngarkesë gjatë përcaktimit të kapacitetit llamba makinash... Për shembull, për të siguruar një rrymë shkarkimi 2,75 A, në të cilën është konsumi i energjisë P = I x U = 2,75 A x 12,6 V = 34,65 W, mjafton të lidhni llambën paralelisht ndezur 21 vat dhe një llambë ndezur 15 vat... Tensioni i funksionimit të llambave inkandeshente për rastin tonë duhet të jetë 12 in... Sigurisht, saktësia e vendosjes së rrymës në këtë mënyrë është "plus ose minus këpucë bast", por për një përcaktim të përafërt të gjendjes së baterisë është mjaft e mjaftueshme, si dhe e lirë dhe e përballueshme.

Kur testoni bateritë e reja në këtë mënyrë, koha e shkarkimit mund të jetë më pak se 20 orë. Kjo për faktin se ata fitojnë kapacitetin nominal pas 3 ÷ 5 cikle të plota ngarkimi-shkarkimi.

Kapaciteti i baterisë mund të vlerësohet gjithashtu duke përdorur pirun ngarkues... Spina e ngarkesës përbëhet nga dy këmbë kontakti, një dorezë, një rezistencë ngarkese e ndërrueshme dhe një voltmetër. Një nga opsionet e mundshme është paraqitur në Fig. 3.

Fig. 3. Opsioni i pirunit të ngarkimit.

Për të testuar bateritë moderne me vetëm terminalet dalëse të disponueshme, përdorni Priza e ngarkesës 12 volt... Rezistenca e ngarkesës zgjidhet në mënyrë që të sigurojë baterinë me një rrymë I = ЗС 20 (për shembull, me një kapacitet baterie prej 55 Ah, rezistenca e ngarkesës duhet të konsumojë rrymën I = ЗС 20 = 3 x 55 = 165 A). Spina e ngarkesës lidhet paralelisht me kontaktet e daljes së një baterie plotësisht të ngarkuar, koha gjatë së cilës tensioni i daljes bie nga 12,6 V në 6 inç... Një bateri e re, e dobishme dhe plotësisht e ngarkuar duhet ta ketë këtë kohë. të paktën tre minuta në temperaturën e elektrolitit + 25 ° C.

4. Vetë-shkarkimi i baterisë. Vetë-shkarkimi quhet një rënie në kapacitetin e baterive me një qark të jashtëm të hapur, domethënë me pasivitet. Ky fenomen shkaktohet nga proceset redoks që ndodhin spontanisht si në elektrodën negative ashtu edhe në atë pozitive.

Elektroda negative është veçanërisht e ndjeshme ndaj vetë-shkarkimit për shkak të shpërbërjes spontane të plumbit (masës aktive negative) në një zgjidhje të acidit sulfurik.

Vetë-shkarkimi i elektrodës negative shoqërohet me evolucionin e gazit të hidrogjenit. Shkalla e tretjes spontane të plumbit rritet ndjeshëm me rritjen e përqendrimit të elektrolitit. Një rritje në densitetin e elektrolitit nga 1.27 në 1.32 g / cm 3 çon në një rritje të shkallës së vetë-shkarkimit të elektrodës negative me 40%.

Vetë-shkarkimi mund të ndodhë edhe kur pjesa e jashtme e baterisë është e ndotur ose e përmbytur me elektrolit, ujë ose lëngje të tjera, të cilat krijojnë mundësinë e shkarkimit përmes filmit përçues që ndodhet midis terminaleve të shtyllave të baterisë ose kërcyesve të saj.

Vetë-shkarkimi i baterive në një masë të madhe varet nga temperatura e elektrolitit... Vetë-shkarkimi zvogëlohet me uljen e temperaturës. Në temperatura nën 0 ° C, praktikisht ndalon me bateri të reja. Prandaj, ruajtja e baterive rekomandohet në gjendje të ngarkuar në temperatura të ulëta (deri në -30 ° C). E gjithë kjo tregohet në Fig. 4.

Fig. 4. Varësia e vetë-shkarkimit të baterisë nga temperatura.

Gjatë funksionimit, vetë-shkarkimi nuk mbetet konstant dhe rritet ndjeshëm deri në fund të jetës së shërbimit.

Për të reduktuar vetëshkarkimin, është e nevojshme të përdoren materialet më të pastra për prodhimin e baterive, përdorni vetëm acid sulfurik të pastër dhe ujë të distiluar për përgatitjen e elektrolitit, si gjatë prodhimit ashtu edhe gjatë funksionimit.

Në mënyrë tipike, vetë-shkarkimi shprehet si përqindje e humbjes së kapacitetit gjatë një periudhe të caktuar kohore. Vetë-shkarkimi i baterive konsiderohet normale nëse nuk kalon 1% në ditë, ose 30% të kapacitetit të baterisë në muaj.

5. Jetëgjatësia e baterive të reja. Aktualisht, bateritë e makinave prodhohen nga prodhuesi vetëm në gjendje të ngarkuar të thatë. Jetëgjatësia e baterive pa funksionim është shumë e kufizuar dhe nuk i kalon 2 vjet ( periudha e garancisë magazinimit 1 vit).

6. Jeta e shërbimit bateritë e plumbit të automobilave - të paktën 4 vjet në varësi të kushteve të funksionimit të vendosura nga impianti. Në praktikën time, gjashtë bateri kanë shërbyer për katër vjet, dhe një, më e qëndrueshme, për tetë vjet.