Дослідження характеристик стартерної свинцевої акумуляторної батареї
Мета роботи
Вивчення характеристик і засвоєння методів перевірки технічного стану стартерних свинцевих акумуляторних батарей.
Загальні відомості
Свинцеві акумуляторні батареї встановлюються в якості стартерних на всіх автомобілях і тракторах завдяки високій електрорухомій силі (ЕРС) та малому внутрішньому опору.
Умовне позначення свинцевих стартерних АКБ має літеро-цифрову структуру:
| 6 | СТ | 75 | Т | П | Л |
- 6 - число, що вказує на кількість послідовно з'єднаних у батарею акумуляторів;
- літера С (свинцева) - тип електрохімічної системи;
- літера Т (стартерна) призначення АКБ по функціональному признаку;
- 75 - число, що позначає номінальну місткість в ампер-годинах при 20-годинному режимі розряду.
На батареях після позначення її типу може літерами вказуватися матеріал моноблока, наприклад:
Е - ебоніт;
Т - термопласт або поліетилен.
Далі може стояти літера, що характеризує матеріал сепараторів:
М - міпласт;
Р - міпор;
П - поровініл.
Після цього вказуються додаткові відомості про виконання АКБ і матеріалів, що застосовуються:
А - пластмасовий моноблок із загальною кришкою;
З - залита електролітом і цілком заряджена;
Л - необслуговуєма;
Н - несухозаряджена.
В якості електроліта свинцевих акумуляторів використовується водний розчин сірчаної кислоти. Для приготування електроліта використовуються дисцилірована вода та акумуляторна кислота, що концентрувалася сірчана. Щільність її рівна 1,83 г/см3 при 250С, що відповідає вмісту кислоти майже 95%.
|
|
|
Розчинення кислоти, що концентрувалася сірчаної у воді супроводжується виділенням великої кількості тепла. Тому для приготування електроліта застосовується посуд, стійкий не тільки до дії кислоти, але і до високої температури (пластмасова, керамічна і т.п.).
В судину для приготування електроліта заливається вода, а після цього при безперервному перемішуванні сірчана кислота. Змішувати рідини у зворотному порядку забороняється, бо в цьому випадку діється швидкий нагрів води, вона скипає і розбризкується разом з кислотою.
ЕРС спокою акумулятора у відзнаку від напруги визначається при розімкнутому зовнішньому ланцюзі, тобто за відсутністю струму. Величина її залежить головним чином від електродних потенціалів, тобто фізико-хімічних властивостей матеріалів пластин і електроліта, і не залежить від розмірів акумулятора. ЕРС мало залежить від температури.
Номінальна ЕРС свинцевого акумулятора складає 2,1 В, нікель-кадмиєвого – 1,36 В, а срібно-цинкового – 1,86 В.
ЕРС свинцевого акумулятора визначається по емпіричній формулі:
|
|
|
Е=¡+0.84, (1.1)
де Е - ЕРС спокою акумулятора, В;
¡- наведена до температури 250С щільність електроліта, г/см3.
Для приведення щільності електроліта до температури 250С використовується формула:
¡=¡t - 0.0007 (25-t), (1.2)
де ¡ t – зміряна щільність електроліта, г/см3;
t – температура електроліта в момент виміру щільності, С0.
Напруга акумулятора, як різниця потенціалів електродів при замкнутому зовнішньому ланцюзі, при розрядці і зарядці буде не однаковим. При розрядці менш, а при зарядці більше ЕРС на величину внутрішнього падіння напруги. В процесі заряду і розряду напруга змінюється внаслідок зміни щільності електроліта, ЕРС і внутрішнього опору.
Залежність напруги акумуляторної батареї в певний момент її розряду від сили розрядного струму називається вольтамперною характеристикою. Рівняння вольтамперної характеристики представляється у вигляді:
UБ = UНР - ІРRБ , (1.3)
де: UБ – напруга на клемах акумуляторної батареї, В;
UНР – початкова розрядна напруга, В;
|
|
|
RБ – внутрішній опір акумуляторної батареї, Ом;
ІР – розрядний струм, А.
В режимі короткого замикання, коли напруга на клемах батареї UБ = 0, сила струму:
ІКЗ =UНР / RБ (1.4)
Внутрішній опір акумуляторної батареї складається з опору поляризації і омічиського опору електродів, електроліта, сепараторів, міжелементних перемичок та інших струмоведучих частин. Зростання внутрішнього опору акумуляторної батареї з пониженням температури пов'язане, в основному, зі збільшенням електроопору електроліта і пропитаних електролітом сепараторів.
Ємність акумуляторних батарей визначається кількістю електрики, що може віддати повністю заряджений акумулятор при його розряді струмом певної сили і при певній температурі до допустимої напруги. Ємність розряду при постійній силі струму визначається:
СР=ІР × tР, (1.5)
де: Ір – розрядний струм, А;
tР – час розряду у годинах.
Номінальна ємність згідно з ДСУ визначається шляхом безперервного розряду батареї постійним струмом ІР =0.05 С20, а при температурі електроліта +250С до досягнення кінцевого розряду на висновках до батареї 10,5 В на клемах 12-вольтної батареї (С20 – номінальна ємність 20-годинного режиму розряду, означена в умовній позначці батареї).
|
|
|
Ступінь розрядженості визначають по величині обміряної щільності з урахуванням початкової щільності електроліта щільністю зарядженої батареї у відповідному кліматичному районі:
DСР D= (¡З - ¡) / (¡З -¡Р) × 100%, (1.6)
де: DСР – ступінь розрядженості акумулятора, %;
¡З і ¡Р – відповідно щільність електроліта цілком зарядженого і цілком розрядженого акумулятора при температурі 25о С, г/см3 (¡3-¡Р = 0.16);
¡ – обміряна щільність електроліта, наведена до температури 25о С, г/см3.
Технічний стан акумуляторних батарей можна оцінити за допомогою навантажуючої виделки.
Контрольні запитання для самоперевірки та контролю підготовленості студента до роботи
1.3.1 Від чого залежить ЕРС свинцевого акумулятора?
1.3.2 Чим відрізняється напруга акумулятора від ЕРС?
1.3.3 Як влаштована акумуляторна батарея?
1.3.4 Маркіровка акумуляторних батарей.
1.3.5 Що таке місткість акумулятора?
1.3.6 Що являє собою вольтамперна характеристика?
1.3.7 Як визначається технічний стан акумуляторної батареї?
1.3.8 Які існують засоби визначення ступеня розрядженості стартерних свинцевих акумуляторних батарей?
1.3.9 Як визначити внутрішній опір батареї по вольтамперній характеристиці?
1.3.10 Методи заряду акумуляторних батарей.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 323; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!