Лабораторные работы по электрическим системам
Колёсных транспортных средств
Лабораторная работа 1
Конструкция и характеристики стартерных аккумуляторных батарей
Цель работы: изучение конструкции аккумуляторной батареи, ознакомление с методикой определения ее технического состояния и эксплуатации. Работа рассчитана на 4 часа.
Теоретические сведения
Активная масса в полностью заряженном кислотном аккумуляторе состоит на положительных пластинах из закиси свинца PbO 
, а на отрицательных из чистого губчатого свинца Pb. При разряде аккумулятора активная масса переходит в сернокислый свинец.
Блоки положительных и отрицательных пластин, разделенных сепараторами, погружены в электролит, представляющий собой раствор серной кислоты и дистиллированной воде. При разряде поглощается серная кислота и выделяется вода, вследствие чего плотность электролита уменьшается. При заряде, благодаря поглощению воды и выделению серной кислоты, плотность электролита повышается. Изменение плотность электролита при разряде и заряде служит одним из признаков, по которым можно определить степень разряженности аккумулятора.
ЭДС аккумулятора Е 
с достаточной для практических целей точностью можно определить по эмпирической формуле
, (14.1)
где 
- ЭДС покоя аккумулятора. В; 
- величина, численно равная плотности электролита, кг/м 
, выраженная в вольтах и приведенная к 15 
С; 0,84 и 10 
- постоянные эмпирические коэффициенты.
|
|
|
Плотность электролита измеряется ареометром и приводится к 15 
по выражению
, (14.2)
где 
- приведенная плотность электролита, кг/м 
; 
- измеренная плотность электролита, кг/м 
; t – температура окружающей среды, 
.
На основании измеренной и приведенной к нормальной температуре плотности электролита вычисляется процент разряженности батареи по формуле
, (14.3)
где 
- плотность электролита заряженного аккумулятора; 
- плотность электролита разряженного аккумулятора; 
- процент разряженнсти аккумулятора, %.
Время заряда определяется из выражения
, (14.4)
где 
- время заряда, ч; 
- недостающая емкость, 
; 
- емкость полностью заряженной батареи (по паспортным данным); 
- степень разряженности по данным измерений, %; 
- зарядный ток ( 
), А; С 
- емкость полностью заряженной батареи, А *ч (по паспортным данным); 
= 0,7 коэффициент отдачи батареи.
По результатам измерений ЭДС и напряжения можно определить внутреннее сопротивление батареи из выражения
|
|
|
, (14.5)
где 
- ЭДС батареи В; 
- разрядный ток, А; 
- внутреннее сопротивление батареи, Ом.
Величина разрядного тока принимается примерно равной 100, 160 и 260 А в зависимости от применяемого нагрузочного сопротивления и емкости батареи.
Оборудование и приборы:
Аккумуляторная батарея; нагрузочная вилка; ареометр; стеклянная трубка диаметром 3 мм и длиной 300 мм; термометр с пределом измерений от 0 до 100 
С; плакаты по устройству аккумуляторной батареи.
Порядок выполнения работы
Изучить по плакатам и макетам устройство аккумуляторной батареи.
Дать предварительную оценку технического состояния батареи по плотности электролита и напряжению. Перед проведением измерения необходимо определить уровень электролита в каждой банке (для батареи без общей крышки). Эта операция проводится стеклянной трубкой. Необходимо опустить ее до упора в предохранительный щиток, зажав заранее отверстие пальцем. В вынутой трубке остается столбик электролита, указывающий его уровень, который должен быть выше верхнего края пластин на 10 – 15 мм.
Измерить плотность электролита в каждой банке. Колба ареометра заполняется электролитом до момента всплытия поплавка. После измерения плотности по шкале ареометра электролит следует слить в ту же банку аккумуляторной батареи.
|
|
|
Термометром измерить температуру электролита в каждой банке батареи. Нагрузочной вилкой измерит ЭДС и напряжение под нагрузкой. Нагрузочная вилка имеет два сопротивления, позволяющих получить три варианта нагрузки обследуемых батарей.
При сопротивлении 0,018 – 0,02 Ом величина тока составляет около 100 А. При такой нагрузке проверяют батареи емкостью от 40 до 60 Ач. Включением второго сопротивления (0,01 – 0,012 ОМ) получают ток около 160 А. Это сопротивление предназначено для проверки батарей емкостью 70 – 100 Ач. При проверке батареи емкостью 100 – 150 Ач включают оба сопротивления параллельно. В этом случае ток нагрузки составляет примерно 260 А.
Острия ножек нагрузочной вилки следует с усилием прижимать к полюсным выводам аккумулятора и удерживать под нагрузкой не менее 5 с. У исправного и заряженного аккумулятора напряжение 1,7 – 1, 8 В должно удерживаться не менее 5 с.
Результаты всех измерений заносятся в таблицу 14.1
Обработка результатов измерений
По результатам измерений плотности электролита следует привести ее, пользуясь выражением 1.2., к 15 С и занести данные в правую часть таблицы 1.1. По выражению 1.3. необходимо определить степень разряженности батареи по плотности электролита. Значения плотности электролита заряженной и разряженной батареи в зависимости от условий эксплуатации можно взять и справочника или по данным таблицы 1.2. По результатам измерения напряжения определить степень разряженности батареи по напряжению, пользуясь таблицей 1.3. Полученные данные занести в правую часть таблицы 14.1.
|
|
|
Таблица 14.1.
Результаты измерений и вычислений
| Измерено | Вычислено | ||||||||
| Номер аккумулятора | Уровень электролита, мм | Плотность электролита, | Температура электролита t,  С 
| Напря-ение под нагрузкой, U, В | Плотность элек-тролита, приведенная к 15, С
| Степень разряженности
по плотности,Q  ,%
| Степень разряженности
по напряжению, Q  , %
| ЭДС, В | Время заряда, t, ч |
Таблица 14.2.
Справочные данные по аккумуляторным батареям
|
Климатические районы | Время года | Плотность электролита, кг/м | |
| Заряженная батарея | Разряженная батарея | ||
| Северные районы с температурой зимой ниже –40 С
| Зимой Летом | 1310 1270 | 1150 1110 |
| Северные районы с температурой зимой до –40 С
| Зимой Летом | 1290 1270 | 1130 1110 |
| Центральные районы с температурой зимой до –30 С
| Зимой Летом | 1270 1250 | 1110 1090 |
| Южные районы | В течение года | 1250 | 1090 |
Определить время заряда батареи по формуле 14.4. По результатам измерений ЭДС и напряжения и по выражению 14.5. определить внутреннее сопротивление батареи.
Таблица 14.3.
Степень разряженности аккумулятора в зависимости от напряжения
| Напряжение под нагрузкой в конце 5 с, В | Степень разряженности аккумулятора | ||||
| Разряжен на 100 % | Разряжен на 25 % | Разряжен на 50 % | Разряжен на 75 % | Разряжен на 100 % | |
| 1,7 – 1,9 | 1,6 – 1,7 | 1,5 – 1,6 | 1,4 – 1,5 | 1,3 – 1,4 | |
Содержание отчета
Отчет должен включать номер, наименование, цель и содержание работы; тип и марку аккумуляторной батареи; результаты измерений и вычислений (табл.1.1.); расчетные зависимости; заключение о техническом состоянии аккумуляторной батареи.
Контрольные вопросы
1. Какие вещества являются активной массой положительных и отрицательных пластин кислотного аккумулятора?
2. Почему при разряде уменьшается плотность электролита?
3. Как зависит ЭДС аккумулятора от плотности электролита?
Лабораторная работа 2
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 406; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!