Устройство первичных ХИТ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

 

На тему: Устройство, принцип действия, ремонт и обслуживаниеаккумуляторов и гальванических элементов

 

Выполнил: Студент 45 группы 3 курса Профессии 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования» Срок обучения 2 года 10 месяцев Серебренников Никита Алексеевич Руководитель: Мельников Николай Сергеевич

 

 

Ханты-Мансийск,2018

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.. - 3 -

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.. - 4 -

ГЛАВА 1. ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА.. - 4 -

1.1 Виды химических источников тока. - 4 -

ГЛАВА 2. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ... - 6 -

2.1 Устройство первичных ХИТ. - 6 -

2.2 Принцип действия первичных ХИТ. - 7 -

2.3 Принцип действия вторичных ХИТ. - 9 -

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ... - 11 -

3.1 Устройство. - 11 -

3.2 Характеристики аккумулятора. - 13 -

3.3 Эффект памяти. - 15 -

ГЛАВА 4. РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ.. - 17 -

4.1 Причины выхода аккумулятора из строя. - 17 -

4.2 Ремонт аккумулятора. - 20 -

ГЛАВА 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ХИМИЧЕСКИМИ ИСТОЧНИКАМИ ТОКА.. - 23 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. - 26 -

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. - 27 -

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Без источников электрического тока невозможна работа ни одной из электрических цепей. Основными источниками тока являются генераторы. Однако из-за их размеров и принципа работы их используют в основном в электростанциях. Во всех остальных случаях используют либо гальванические элементы, либо аккумуляторные батареи. Они гораздо меньше по размерам, и являются независимым источником тока; также, в случае поломки или полной разрядке их можно беспрепятственно заменить. Однако их использование ограничено их емкостью, а также необратимостью некоторых химических процессов (в основном это явление встречается в гальванических элементах).

Целью моей работы было сравнение химических источников тока (аккумуляторы и гальванические элементы), их принцип работы, обслуживание и ремонт, а также их особенности и отличия друг от друга.

 

 

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

ГЛАВА 1. ХИМИЧЕСКИЕИСТОЧНИКИТОКА

 

Виды химических источников тока

 

На сегодняшний день существует не так уж и много химических источников тока (ХИТ).

Есть три основных вида химических источника тока:

1. Гальванические элементы

2. Электрические аккумуляторы

3. Топливные элементы

Основными источниками можно считать гальванические элементы и аккумуляторы. Каждый из них является химическим источником тока. Так как электрический ток в них вырабатывается благодаря происходящим в них химическим реакциям.

В таких источниках тока используют:

1. В качестве восстановителя (Анод) – свинец (Pb), кадмий (Cd), цинк (Zn) и другие металлы.

2. В качестве окислителя (Катод) – оксид свинца (PbO2), оксид марганца (MnO2) и другие.

А для возможности протекания электрического тока используют.

3. Электролит – раствор кислот, солей или щелочей

Химические источники тока подразделяются еще на два типа:

1. Первичные ХИТ (Гальванические элементы). Которые из-за необратимости протекающих в них реакций невозможно перезарядить. Это устройства для прямого преобразования химической энергии, заключенных в них реагентов, в электрическую.

Реагенты, входящие в состав источника, расходуются в процессе его работы и действие прекращается после расхода реагентов. Широкое распространение получили марганцево-цинковые элементы, не содержащие раствора электролита.

Так, в солевых элементах:

Цинковый электрод служит катодом, электрод из смеси диоксида марганцасграфитомслужитанодом, графитслужит токоотводом.

Электролитомявляется паста из раствора хлорида аммония с добавкой муки или крахмалав качестве загустителя.

Преимущества таких элементов:

- Большая емкость;

- Лучшая работа при низких температурах;

- Лучшая работа при больших токах нагрузки.

 

2. Вторичные ХИТ (Аккумуляторы). Перезаряжаемые гальванические элементы, которые с помощью внешнего источника тока можно перезарядить. Это устройства, в которых электрическая энергия внешнего источника тока превращается в химическую энергию и накапливается, а химическая – снова превращается в электрическую. Наибольшее распространение получил свинцовый аккумулятор (или кислотный). Электролитом является 25 – 30 % раствор серной кислоты. Электродами кислотного аккумулятора является свинцовые решетки, заполненные оксидом свинца, который при взаимодействии с электролитом превращается в сульфат свинца (II).Существуют щелочные аккумуляторы: наибольшее применение получили никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы, в которых электролитом служит гидроксид калия.

В электронных устройствах, в основном, применяются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. У них достаточно большая емкость учитывая их размер и отсутствует эффект памяти.

ГЛАВА 2. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕЭЛЕМЕНТЫ

Устройство первичных ХИТ

 

Окислитель и восстановитель входят в состав гальванического элемента и расходуется в процессе его работы. После расхода реагентов элемент не может больше работать. Из этого следует, что этот источник тока является одноразовым для непрерывного или с перерывами в использовании. Такие химические источники тока называют первичными.

Есть три основные характеристики гальванических элементов:

1. Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита.

2. Электрическая емкость элемента – это количество электричества, которое источник тока отдает при разрядке. Емкость зависит от массы реагентов, запасенных в источнике, и степени их превращения; снижается с понижением температуры или увеличением разрядного тока.

3. Сохраняемость – это срок хранения элемента, в течение которого его характеристики остается в заданных пределах. Сохраняемость элемента уменьшается с ростом температуры хранения.