Необходимо серную кислоту вливать в воду тонкой струёй, непрерывно размешивая раствор электролита стеклянной палочкой

Концентрация или плотность электролита является точным критерием степени разряженности аккумулятора.

Измеряется плотность электролита прибором – ареометром.

Многие вещества, например, незначительное количество солей железа, попадая в электролит ускоряют выделение водорода и увеличивают саморазряд аккумулятора.

Поэтому при приготовлении электролита следует использовать

только дистиллированную воду и использовать неметаллическую посуду.

4 Рассмотрим химические реакции при заряде и разряде кислотных (свинцовых) аккумуляторов. В растворе электролита происходит распад некоторой части молекул на положительные ионы водорода и отрицательные кислотного остатка.

При разряде аккумулятора губчатый свинец отрицательного электрода вступает в реакцию с ионами кислотного остатка серной кислоты, в результате на «-» электроде осаждается сульфат свинца конечными продуктами реакции вблизи «+» электрода является сульфат свинца и вода.

При заряде под действием электрического тока внешнего источника на

отрицательном электроде восстанавливается губчатый свинец, а на положительном электроде – двуокись свинца. Водород воды раствора электролита взаимодействует с кислотным остатком сульфата свинца, в результате чего в растворе повышается содержание серной кислоты. Таким образом, суммарный процесс в свинцовом аккумуляторе при его разряде и заряде можно выразить уравнением:

Pb (-) + PbO2 (+) + 2H2SO4 (разряд)→←(заряд) Pb (-)SO4 + Pb(+)SO4 + 2H2O

Кроме того, при заряде на отрицательном электроде возможно восстановление

ионов водорода и образование газообразного водорода.

5 Электрические характеристики аккумуляторов

Емкость аккумулятора – это количество электричества, которое можно

получить от аккумулятора в определенных условиях разряда.

Номинальная емкость аккумулятора, приведенная к условному 10-часовому режиму разряда при температуре среды 20^оС, зависит от ряда факторов: тока разряда I_р, времени разряда t_р и соответствующего ему коэффициента отдачи по емкости h_Q, температуры окружающей среды t_ср :

, (Aч)

где h_Q находится в пределах от 0,51…1,0 ( см. далее таблицу 1 ).

В таблице указаны значения коэффициента отдачи по емкости h_Q, также коэффициенты кратности тока h_i, определяющие превышение разрядного тока приведенной величины в 10-часовом режиме разряда (h_i = I_р / I_р10).

tр , ч
hQ		0,97	0,94	0,91	0,89	0,83	0,8	0,75	0,61
hi		1,1	1,15	1,3	1,48	1,66	2,0	2,5	3,05	5,1

Номинальное напряжение аккумулятора – это напряжение на выводах полностью заряженного аккумулятора в течение первого часа разряда током 10 – часового режима разряда при температуре электролита 20°С (U_ЭЛ..НОМ = 2 В).

Напряжение в конце разряда равно U_ЭЛ.КР = (1,75…1,8) В. При разряде аккумулятора токами, превышающими ток 10 – часового режима разряда, напряжение в процессе разряда будет понижаться быстрее, чем в 10 – часовом режиме и достигнет уровня 1,8 В, когда с аккумулятора еще не снята номинальная емкость. В таких случаях, показателем окончания разряда является величина напряжения на одном элементе.

Величина напряжения для заряда должна быть больше ЭДС (E), так как зарядному току приходится преодолевать внутреннее сопротивление аккумулятора (напряжение поляризации, равное I_З×R_ВН): U_ЗАР=E+I_З×R_ВН= (2,14+0,14)В.

Внутреннее сопротивление аккумулятора R_ВН складывается из сопротивления аккумуляторных пластин, сепаратора и электролита. Внутреннее сопротивление увеличивается по мере разряда в силу уменьшения плотности электролита, а также в связи с образованием сульфата свинца. Омическое сопротивление одного, полностью заряженного, элемента составляет примерно 0,0036 Ом, а в состоянии полного разряда – 0,007 Ом. Плотность электролита заряженного аккумулятора составляет (1,25…1,3) г/см³ , в состоянии разряда – 1,05 г/см³.

Вопросы тестового контроля

1 К какому классу устройств относятся аккумуляторы?

а) выпрямители;

б) стабилизаторы;

в) источники постоянного напряжения;

г) химические источники электрической энергии.

Ответ: г

2 Какое химическое соединение используется в качестве электролита в

кислотных аккумуляторах?

а) водный раствор серной кислоты;

б) дистиллированная вода;

в) серная кислота;

г) ортофосфорная кислота.

Ответ: а

3 Номинальный уровень напряжения на кислотном элементе аккумуляторной батареи равен:

а) 12 В; б) 6 В; в) 24 В; г) 2 В; д) 48 В.

Ответ: г

4 Что является положительной пластиной в аккумуляторе кислотного типа?

а) сульфат свинца; б) дистиллированная вода; в) губчатый свинец;

г) двуокись свинца; д) серная кислота.

Ответ: г

5 Что является отрицательной пластиной в аккумуляторе кислотного типа?

а) сульфат свинца; б) дистиллированная вода; в) губчатый свинец;

г) двуокись свинца; д) серная кислота.

Ответ: в

6 Какое уравнение описывает химическую реакцию, происходящую в аккумуляторе при его заряде:

а) 2Pb + O₂ ® 2PbO₂ ;

б) PbO + H₂SO₄ ® PbSO₄ + H₂O +2O₂;

в) 2PbSO₄ + 2H₂O ® PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb;

г) Pb + SO₄ ® PbSO₄ + 2e;

д) O₂ + 4H ® 2H₂O .

Ответ: в

Домашнее задание

1 Выучить материал согласно плану лекции.

2 Ответить на контрольные вопросы.

3 Дополнить конспект лекции, используя литературу:

- Л2 Электропитание устройств и систем телекоммуникации: Учебное

пособие для вузов/В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др. –

М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 33-43;

- Л3 Набір опорних конспектів з дисципліни « Електроживлення». м. Львів

4 Самостоятельно проработать вопрос:“Щелочные аккумуляторы. Электрические параметры. Режими эксплуатации”,используя методические указания к самостоятельной работе, содержание учебного материала (приложение1).

( Материал предоставлен в текстовом, электронном виде)

 

Литература

 

1 -Л2 Электропитание устройств и систем телекоммуникации: Учебное

пособие для вузов/В.М. Бушуев, В.А. Деминский, Л.Ф. Захаров и др. –

М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 384c

2 -Л3 Набір опорних конспектів з дисципліни « Електроживлення». м. Львів