Електрорухаюча сила акумулятора. Фізика та хімія стартерних автомобільних акб

08.03.2020

Якщо замкнути зовнішній ланцюг зарядженого акумулятора, з'явиться електричний струм. При цьому відбуваються наступні реакції:

у негативної пластини

у позитивної пластини

де е -заряд електрона, рівний

На кожні дві молекули кислоти, що витрачається, утворюються чотири молекули води, але в той же час витрачаються дві молекули води. Тому в результаті має місце утворення лише двох молекул води. Складаючи рівняння (27.1) та (27.2), отримуємо реакцію розряду в остаточному вигляді:

Рівняння (27.1) – (27.3) слід читати зліва направо.

При розряді акумулятора на пластинах обох полярностей утворюється свинцевий сульфат. Сірчана кислота витрачається як у позитивних, так і негативних пластин, при цьому у позитивних пластин витрата кислоти більше, ніж у негативних. У позитивних пластин утворюються дві молекули води. Концентрація електроліту при розряді акумулятора знижується, причому більшою мірою вона знижується у позитивних пластин.

Якщо змінити напрям струму через акумулятор, то напрям хімічної реакції зміниться зворотний. Почнеться процес заряду акумулятора. Реакції заряду у негативної та позитивної пластин можуть бути представлені рівняннями (27.1) та (27.2), а сумарна реакція – рівнянням (27.3). Ці рівняння тепер слід читати праворуч наліво. При заряді сульфат свинцю у позитивної пластини відновлюється перекис свинцю, у негативної пластини - в металевий свинець. При цьому утворюється сірчана кислота, і концентрація електроліту підвищується.

Електрорушійна сила та напруга акумулятора залежать від безлічі факторів, з яких найважливішими є вміст кислоти в електроліті, температура, струм і нею напрямок, ступінь зарядженості. Зв'язок між електрорушійною силою, напругою і струмом може бути запи-

сану наступним чином:

при розряді

де Е 0 - оборотна ЕРС; Eп - ЕРС поляризації; R - внутрішній опір акумулятора.

Оборотна ЕРС - це ЕРС ідеального акумулятора, в якому усунуті всі види втрат. У такому акумуляторі енергія, отримана під час заряду, повністю повертається при розряді. Оборотна ЕРС залежить тільки від вмісту кислоти в електроліті та температури. Вона може бути визначена аналітично, виходячи з теплоти утворення речовин, що реагують.

Реальний акумулятор знаходиться в умовах, близьких до ідеальних, якщо струм дуже малий і тривалість його проходження також мала. Такі умови можна створити, якщо врівноважити напругу акумулятора деякою зовнішньою напругою (еталоном напруги) за допомогою чутливого потенціометра. Напруга, виміряна таким чином, називається напругою при розімкнутому ланцюзі. Воно близьке до оборотної ЕРС. У табл. 27.1 наведено значення цієї напруги, відповідні щільності електроліту від 1,100 до 1,300 (віднесені до температури 15°С) та температури від 5 до 30 °С.

Як видно з таблиці, при щільності електроліту 1,200, звичайної для стаціонарних акумуляторів, і температурі 25 ° С напруга акумулятора при розімкнутому ланцюгу дорівнює 2,046 В. У процесі розряду щільність електроліту дещо знижується. Відповідне зниження напруги при розімкнутому ланцюгу складає всього кілька сотих часток вольта. Зміна напруги при розімкнутому ланцюгу, викликане зміною температури, мізерно мало і представляє швидше теоретичний інтерес.

Якщо через акумулятор проходить деякий струм у напрямку заряду або розряду, напруга акумулятора змінюється внаслідок внутрішнього падіння напруги та зміни ЕРС, спричиненої побічними хімічними та фізичними процесами у електродів та електроліті. Зміна ЕРС акумулятора, викликана вказаними незворотними процесами, називається поляризацією. Основними причинами поляризації в акумуляторі є зміна концентрації електроліту в порах активної маси пластин по відношенню до концентрації його в іншому обсязі і зміна концентрації іонів свинцю, що викликається цим. При розряді кислота витрачається, у разі заряду утворюється. Реакція відбувається у порах активної маси пластин, і приплив чи видалення молекул та іонів кислоти відбувається через дифузію. Остання може мати місце лише за наявності деякої різниці концентрацій електроліту в області електродів та в іншому обсязі, яка встановлюється відповідно до струму та температури, що визначає в'язкість електроліту. Зміна концентрації електроліту в порах активної маси викликає зміну концентрації іонів свинцю та ЕРС. При розряді внаслідок зниження концентрації електроліту в порах ЕРС зменшується, а заряді внаслідок підвищення концентрації електроліту ЕРС підвищується.

Електрорушійна сила поляризації спрямована завжди назустріч струму. Вона залежить від пористості пластин, струму та

температури. Сума оборотної ЕРС та ЕРС поляризації, тобто. Е 0 ± Еп , є ЕРС акумулятора під струмом або динамічну ЕРС. При розряді вона менша за оборотну ЕРС, а при заряді - більше. Напруга акумулятора під струмом відрізняється від динамічної ЕРС тільки значення внутрішнього падіння напруги, яке відносно мало. Отже, напруга акумулятора під струмом також залежить від струму та температури. Вплив останньої на напругу акумулятора при розряді та заряді значно більший, ніж при розімкнутому ланцюзі.

Якщо розімкнути ланцюг акумулятора при розряді, напруга його повільно збільшиться до напруги при розімкнутому ланцюгу внаслідок дифузії електроліту. Якщо роз'єднати ланцюг акумулятора під час заряджання, напруга його повільно зменшиться до напруги при розімкнутому ланцюгу.

Нерівність концентрацій електроліту в галузі електродів та в іншому обсязі відрізняє роботу реального акумулятора від ідеального. При заряді акумулятор працює так, ніби він містив дуже розведений електроліт, а при заряді - дуже концентрований. Розведений електроліт увесь час поєднується з більш концентрованим, при цьому деяка кількість енергії виділяється у вигляді тепла, яке за умови рівності концентрацій могло б бути використане. В результаті енергія, віддана акумулятором при розряді, менша за енергію, отриману при заряді. Втрата енергії відбувається внаслідок недосконалості хімічного процесу. Цей вид втрат є основним в акумуляторі.

Внутрішній опір акумулютора.Внутрішній опір складається з опорів каркасу пластин, активної маси, сепараторів та електроліту. Останнє становить більшу частину внутрішнього опору. Опір акумулятора збільшується при розряді і зменшується при заряді, що є наслідком зміни концентрації розчину та вмісту суль-

фата в активній масі. Опір акумулятора невеликий і помітний лише при великому розрядному струмі, коли внутрішнє падіння напруги досягає однієї або двох десятих вольта.

Саморозряд акумулятора.Саморозрядом називається безперервна втрата хімічної енергії, запасеної в акумуляторі, внаслідок побічних реакцій на пластинах обох полярностей, викликаних випадковими шкідливими домішками у використаних матеріалах або домішками, внесеними до електроліту в процесі експлуатації. Найбільше практичне значення має саморозряд, викликаний присутністю в електроліті різних сполук металів, більш електропозитивних, ніж свинець, наприклад міді, сурми та ін. Метали виділяються на негативних пластинах і утворюють зі свинцем пластин безліч короткозамкнутих елементів. В результаті реакції утворюються свинцевий сульфат та водень, що виділяється на металі забруднення. Саморозряд може бути виявлений з легкого виділення газу у негативних пластин.

На позитивних пластинах саморозряд відбувається також внаслідок звичайної реакції між свинцем основи, перекисом свинцю та електролітом, у результаті якої утворюється сульфат свинцю.

Саморозряд акумулятора відбувається завжди: як при розімкнутому ланцюзі, так і при розряді та заряді. Він залежить від температури та щільності електроліту (рис. 27.2), причому з підвищенням температури та щільності електроліту саморозряд збільшується (втрата заряду при температурі 25 °С та щільності електроліту 1,28 прийнята за 100%). Втрата ємності нової батареї внаслідок саморозряду становить близько 0,3% на добу. З віком батареї саморозряд збільшується.

Ненормальна сульфатація пластин.Свинцевий сульфат утворюється на пластинах обох полярностей при кожному розряді, що з рівняння реакції розряду. Цей сульфат має

тонка кристалічна будова і зарядний струм легко відновлюється в металевий свинець і перекис свинцю на пластинах відповідної полярності. Тому сульфатація у сенсі - нормальне явище, що становить невід'ємну частину роботи акумулятора. Ненормальна сульфатація виникає, якщо акумулятори піддаються надмірному розряду, систематично недозаряджаються або залишаються в розрядженому стані та бездіяльності протягом тривалого часу, а також якщо вони працюють із надмірно високою щільністю електроліту та за високої температури. У умовах тонкий кристалічний сульфат стає більш щільним, кристали ростуть, сильно розширюючи активну масу, і важко відновлюються при заряді внаслідок великого опору. Якщо батарея перебуває у бездіяльності, утворенню сульфату сприяють коливання температури. При підвищенні температура дрібні кристали сульфату розчиняються, а при подальшому її зниженні сульфат повільно викристалізовується і кристали ростуть. Через війну коливань температури великі кристали утворюються з допомогою дрібних.

У сульфатованих пластин пори закупорені сульфатом, активний матеріал видавлюється з грат і пластини часто жолобляться. Поверхня сульфатованих пластин стає жорсткою, шорсткою, і при розтиранні

матеріалу пластин між пальцями відчувається ніби пісок. Темно-коричневі позитивні пластини стають світлішими, і на поверхні виступають білі плями сульфату. Негативні пластини стають твердими, жовтувато-сірими. Місткість сульфатиро-шнного акумулятора знижується.

Початкова сульфатація може бути усунена тривалим зарядом гавкаючим струмом. При сильній сульфатації необхідні особливі заходи для приведення пластин у нормальний стан.

Активні речовини позитивних і негативних пластин мають певні потенціали щодо електроліту. Різниця цих потенціалів визначає ЕРС акумулятора, яка залежить від кількості активної речовини в пластинах. ЕРС акумулятора залежить в основному від щільності електроліту, ця залежність визначається емпіричною формулою:

де d – густина електроліту в порах активної маси пластин. Напруга акумулятора при заряді більше, ніж величина ЕРС, на величину внутрішнього падіння напруги:

U З = E + I З ∙ r 0 ,

де r 0 - Внутрішній опір акумулятора, а при розряді відповідно:

U Р = E - I Р r 0 .

У розрядженого свинцевого акумулятора щільність становить d = 1,17, тоді Е = 0,85 + 1,17 = 2,02 В. У зарядженого акумулятора d = 1,21, тоді Е = 0,85 + 1,21 = 2, 06 В => ЕРС розрядженого акумулятора при відключеному навантаженні мало відрізняється від ЕРС зарядженого акумулятора. При заряді акумулятора його напруга заряду становить 2,3 – 2,8 В. Напруга розряду становить приблизно 1,8 В.

Місткість свинцевого акумулятора

Номінальна ємність визначається за десятигодинного розряду до напруги 1,8 В, при температурі електроліту 25°С. Номінальна ємність свинцевого акумулятора становить 36 А/год. Цій ємності відповідає струм розряду I Р = Q/10 = 3,6 А.

Якщо змінити струм розряду I Р та температуру електроліту, то зміниться його ємність. Підвищення температури навколишнього середовища сприяє підвищенню ємності, але при температурі 40 ° С відбувається викривлення позитивних пластин і різко збільшується саморозряд акумулятора, тому для нормальної експлуатації акумулятора повинна підтримуватися температура + 35 - 15 ° С.

Номінальна ємність при температурі 25°С та десятигодинному розряді визначається формулою:

де P t - Коефіцієнт використання активної маси акумулятора, %;

Т - фактична температура електроліту при розряді.

Типи кислотно-свинцевих акумуляторів

Стаціонарні акумулятори маркуються літерами С, СК, СЗ, СЗЕ, СН та іншими:

С – стаціонарний акумулятор;

К - акумулятор, що допускає короткочасний розряд;

З – акумулятор у закритому виконанні;

Е – ебонітова судина;

Н – акумулятор із намазаними пластинами.

Число, яке ставиться після літерного позначення, означає номер акумулятора:

С-1 - 36 А/год;

С-4 - 4 х 36 А/год;

та інші...

Типи лужних акумуляторів

Маркування Н-Ж (Нікель - Залізо), Н-К (Нікель - Кадмій), С - Ц (Срібло - Цинк). Електрорушійна сила (ЕРС) Н–Ж акумуляторів становить: E З = 1,5 В; E Р = 1,3 В. ЕРС Н-К акумуляторів складає: E З = 1,4 В; E Р = 1,27 В. Середня напруга заряду становить U З = 1,8; розряду U Р = 1 ст.

СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ

загальні положення

Живлення стаціонарної апаратури автоматики та зв'язку на залізничному транспорті здійснюється від джерел постійного струму з номінальною напругою, наприклад, 24, 60, 220 В та ін. Джерела з номінальною напругою 24 В використовують для живлення апаратури на транзисторах, ланцюгів сигналізації, релейних схем автоматики .; джерела з номінальною напругою 60 В – для автоматичних телефонних станцій, телеграфної комутаційної апаратури; джерела з напругою 220 В – для живлення апаратури зв'язку, двигунів стрілочних перекладів тощо. Джерела струму, що мають певну номінальну напругу, зазвичай виконують у вигляді самостійного обладнання, що входить до загального комплексу електроживильної установки будинку зв'язку, посту ЕЦ або іншого об'єкта, де розміщені централізовані джерела електроживлення.

До основних систем електроживлення відносяться автономна, буферна, безакумуляторна та комбінована системи живлення (рис. 2.1). Автономна система призначена для живлення переносної та стаціонарної апаратури автоматики та зв'язку, а решта - для живлення стаціонарної апаратури.

Мал. 2.1. Структурна схема систем електроживлення

Автономна система живлення

Систему живлення від первинних елементів переважно використовують задля забезпечення роботи переносної апаратури (радіостанцій, вимірювальної апаратури та інших.). Для живлення стаціонарної апаратури автономну систему живлення застосовують у місцях, де відсутні мережі змінного струму. Система живлення від акумуляторів за способом заряд-розряд (рис. 2.2) призначена для випадків, коли енергія від мереж змінного струму подається нерегулярно. Сутність цього способу живлення полягає в тому, що для кожної градації напруги є окремий випрямляч і дві (або більше) акумуляторні батареї . Від однієї батареї живиться апаратура, а інша заряджається від випрямляча або в резерві зарядженої. Як тільки батарея розрядиться до певного стану, її відключають і приєднують до випрямляча заряду, а для живлення апаратури підключають заряджену батарею. При роботі з цим способом акумулятори найчастіше заряджаються в режимі струму, що не змінюється. Місткість акумуляторів визначається виходячи з тривалості живлення апаратури протягом 12 -24 год, тому акумуляторні батареї дуже громіздкі і їх установки потрібні спеціально обладнані приміщення великих розмірів. Термін служби таких акумуляторів 6-7 років, оскільки глибокі та часті цикли заряду та розряду призводять до швидкого руйнування пластин. Необхідність постійного спостереження за процесами заряду та розряду призводить до великих експлуатаційних витрат.

Рис.2.2. Схема системи живлення від акумуляторів за способом «заряд – розряд»:

Ф – фідер; ШПТ – шина змінного струму; ЗШ – зарядні шини; РШ-розрядні шини; 1, 2, 3 – групи акумуляторів

Перераховані недоліки поряд із низьким к. п. д. установки (30-45%) обмежують використання цього режиму. До переваг способу відносяться відсутність пульсації напруги на навантаженні та можливість використання для заряду різних джерел струму.

Буферна система живлення

За такої системи живлення паралельно випрямлячу UZта навантаженні включена акумуляторна батарея GB(Рис. 2.3). У разі аварії в мережі змінного струму або пошкодження випрямляча, подальше живлення навантаження забезпечує батарея без перерви в подачі енергії. Акумуляторна батарея забезпечує надійне резервування джерел електричної енергії, та, крім того, вона спільно з фільтром живлення здійснює необхідне згладжування пульсації. При буферній системі живлення розрізняють три режими роботи: середнього струму, імпульсного та безперервного підзаряду.

При режимі середнього струму(рис. 2.4) випрямляч UZ,включений паралельно з акумуляторною батареєю GВ,забезпечує постійний струм I незалежно від зміни струму I н в навантаженні R н. Коли струм навантаження I н малий, випрямляч живить навантаження і заряджає акумуляторну батарею струмом I 3 а коли струм навантаження великий, випрямляч спільно з батареєю, яка розряджається струмом I р, живить навантаження. Під час заряду напруга на кожному акумуляторі батареї збільшується і може досягати 2,7 В, а під час розряду зменшується до 2 В. Для цього режиму можуть бути використані найпростіші випрямлячі без пристроїв автоматичного регулювання. Струм випрямляча розраховують виходячи з кількості електричної енергії (ампер-годинник), що витрачається на навантаження протягом доби. Це значення має бути збільшено на 15-25% для компенсації втрат, які завжди існують при заряді та розряді акумуляторів.

До недоліків режиму відносяться: неможливість точно визначити та встановити необхідний струм випрямляча, так як дійсний характер зміни струму навантаження ніколи точно невідомий, що призводить до недозаряду або перезарядження акумуляторів; невеликий термін служби акумуляторів (8-9 років), що викликається глибокими циклами заряду та розряду; значні коливання напруги на навантаженні, оскільки напруга кожному акумуляторі може змінюватися від 2 до 2,7 У.

При режимі імпульсного підзаряду(рис. 2.5) струм випрямляча змінюється стрибкоподібно залежно від напруги на акумуляторній батареї GВ.При цьому випрямляч UZ забезпечує живлення навантаження R н спільно з батареєю G Уабо живить навантаження

Рисунок 2.3 – Схема буферної системи живлення

Рисунок 2.4 – Режим середнього струму:

а – схема; б – діаграма струмів; в – залежності струмів та напруг від часу; I З і I Р – відповідно струми заряду та розряду акумуляторної батареї

Рисунок 2.5 – Режим імпульсного підзаряду:

а – схема; б – діаграма струмів та напруг; в, г - залежності струмів і напруг від часу

і заряджає батарею. Максимальний струм випрямляча встановлюють трохи більше струму, що має місце в годину найбільшого навантаження, а мінімальний струм навантаження I Max - менше мінімального струму навантаження I н.

Припустимо, що у вихідному положенні випрямляч віддає мінімальний струм. Батарея акумуляторів розряджається, і напруга на ній падає до 2,1 на елемент. Реле Рвідпускає якір і контактами шунтує резистор R . Струм на виході випрямляча зростає стрибкоподібно до максимального. З цього моменту випрямляч живить навантаження та заряджає батарею. У процесі заряду напруга на акумуляторній батареї збільшується і досягає 2,3 на елемент. Знову спрацьовує реле Р,і струм випрямляча знижується до мінімального; батарея починає розряджатися. Далі цикли повторюються. Тривалість інтервалів часу максимального та мінімального струму випрямляча змінюється відповідно до зміни струму у навантаженні.

До переваг режиму відносяться: простота системи регулювання струму на виході випрямляча; невеликі межі зміни напруги на акумуляторній батареї та навантаженні (від 2,1 до 2,3 на елемент); збільшення терміну служби акумуляторів до 10-12 років у зв'язку з менш глибокими циклами заряду та розряду. Цей режим використовується для живлення пристроїв автоматики.

При безперервному режимі підзаряду(рис. 2.6) навантаження R н живиться повністю від випрямляча UZ.Заряджена акумуляторна батарея GБотримує від випрямляча постійний невеликий струм підзаряду, що компенсує саморозряд. Для здійснення зазначеного режиму необхідно на виході випрямляча встановити напругу з розрахунку (2,2 ± 0,05) на кожен акумулятор і підтримувати його з похибкою не більше ±2%. При цьому струм підзаряду для кислотних акумуляторів I п = (0,001-0,002) С н і для лужних акумуляторів I п = 0,01С Н. Отже, для ви-

Рисунок 2.6 – Режим безперервного підзаряду:

а – схема; б – діаграма струмів; в – залежності струмів та напруг від часу

виконання цього режиму випрямлячі повинні мати точні та надійні пристрої стабілізації напруги. Невиконання цієї вимоги призводить до перезаряду акумуляторів або їх глибокого розряду і сульфатації.

До переваг режиму відноситься: досить високий к. п. д. установки, що визначається тільки випрямлячем (? = 0,7÷0,8); великий термін служби акумуляторів, що досягає 18-20 років завдяки відсутності циклів заряду та розряду; висока стабільність напруги на виході випрямного пристрою; зменшення експлуатаційних витрат завдяки можливості автоматизації та спрощення обслуговування акумуляторів.

Нормально акумулятори знаходяться у зарядженому стані і не потребують постійного спостереження. Відсутність циклів заряду та розряду та правильно обраний струм підзаряду зменшують сульфатацію та дозволяють збільшити періоди між перезарядами та контрольними розрядами.

Недоліком режиму є необхідність ускладнення пристроїв живлення за рахунок елементів стабілізації та автоматизації. Режим використовують у пристроях живлення апаратури зв'язку.

ЕРС акумулятора (Електрорушійна сила)це різниця електродних потенціалів за відсутності зовнішнього ланцюга. Електродний потенціал складається із рівноважного електродного потенціалу. Він характеризує стан електрода у стані спокою, тобто відсутності електрохімічних процесів, і потенціалу поляризації, що визначається як різницю потенціалів електрода при зарядці (розрядці) та за відсутності ланцюга.

Процес дифузії.

Завдяки процесу дифузії, вирівнюванню щільності електроліту в порожнині корпусу акумулятора та в порах активної маси пластин, електродна поляризація може зберігатися в акумуляторі при відключенні зовнішнього ланцюга.

Швидкість проходження дифузії безпосередньо залежить від температури електроліту, чим вище температура, тим швидше проходить процес і може відрізнятися за часом, від двох годин до доби. Наявність двох складових електродного потенціалу при перехідних режимах призвела до поділу на рівноважну та не рівноважну ЕРС акумулятора.
На рівноважну ЕРС акумуляторавпливає вміст і концентрація іонів активних речовин в електроліті, а також хімічні та фізичні властивості активних речовин. Головну роль величині ЕРС грає щільність електроліту і мало впливає неї температура. Залежність ЕРС від густини можна виразити формулою:

Де Е – ЕРС акумулятора (В)

Р – густина електроліту приведена до температури 25 гр. (г/см3) Ця формула істинна при робочій щільності електроліту в межах 1,05 – 1,30 г/см3. ЕРС не може характеризувати ступінь розрідженості акумулятора безпосередньо. Але якщо виміряти його на висновках і порівняти з розрахунковим за щільністю, то можна, з ймовірністю, судити про стан пластин і ємності.
У стані спокою щільність електроліту в порах електродів та порожнини моноблока однакові та рівні ЕРС спокою. При підключенні споживачів або джерела заряду змінюється поляризація пластин та концентрація електроліту в порах електродів. Це призводить до зміни ЕРС. При заряді значення ЕРС збільшується, а за розряді зменшується. Це з зміною щільності електроліту, який бере участь у електрохімічних процесах.

Акумулятор(Елемент) - складається з позитивних і негативних електродів (свинцевих пластин) і сепараторів розділяють ці пластини, встановлених в корпус і занурених в електроліт (розчин сірчаної кислоти). Накопичення енергії в акумуляторі відбувається при протіканні хімічної реакції окиснення - відновлення електродів.

Акумуляторна батареяскладається з 2 і більше послідовно або (і) паралельно з'єднаних між собою секцій (акумуляторів, елементів) для забезпечення потрібної напруги та струму.Вона здатна накопичувати, зберігати та віддавати електроенергію, забезпечувати запуск двигуна, а також живити електроприлади при двигуні, що не працює.

Свинцево-кислотна акумуляторна батарея- акумуляторна батарея, в якій електроди виготовлені головним чином зі свинцю, а електроліт є розчином сірчаної кислоти.

Активна маса- це складова частина електродів, яка зазнає хімічних змін під час проходження електричного струму під час заряду-розряду.

Електрод- провідний матеріал, здатний при реакції з електролітом виробляти електричний струм.

Позитивний електрод (анод) -електрод (пластина) активна маса якого у зарядженої батареї складається з двоокису свинцю (PbO2).

Негативний електрод (катод) -електрод, активна маса якого у зарядженої батареї складається із губчастого свинцю.

Ґрати електродаслужить для утримання активної маси, а також для підведення та відведення струму до неї.

Сепаратор -матеріал, який використовується для ізоляції електродів один від одного.

Полюсні висновкислужать для підведення зарядного струму і його віддачі під загальною напругою батареї.

Свинець -(Рb) - хімічний елемент четвертої групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, порядковий номер 82, атомна вага 207,21, валентність 2 і 4. Свинець - синювато - сірий метал, питома вага його, що у твердому вигляді становить 11,3 г /см 3 зменшується при розплавленні в залежності від температури. Найбільш пластичний серед металів, він добре прокочується до найтоншого листа і легко кується. Свинець легко піддається механічній обробці, належить до легкоплавких металів.

Оксид свинцю(IV)(діоксид свинцю) PbO 2 являє собою темно-коричневий важкий порошок, що має тонкий характерний запах озону.

Сурмає метал сріблясто-білого кольору з сильним блиском, кристалічної будови. На противагу свинцю - це твердий метал, але дуже тендітний, що легко дробиться на шматки. Сурма значно легша за свинець, її питома вага 6,7 г/см 3 . Вода та слабкі кислоти на сурму не діють. Вона повільно розчиняється у міцній соляній та сірчаній кислотах.

Пробки осередківзакривають отвори вічок у кришці батареї.

Пробка центральної вентиляціїслужить для перекриття газовідвідного отвору кришці батареї.

Моноблок- це поліпропіленовий корпус батареї, розділений перегородками окремі осередки.

Дистильована водадоливається в батарею для відшкодування її втрат внаслідок розкладання води чи випаровування. Для доливання акумуляторів слід використовувати тільки дистильовану воду!

Електролітє розчином сірчаної кислоти в дистильованій воді, який заповнює вільні обсяги осередків і проникає в пори активної маси електродів і сепараторів.

Він здатний проводити електричний струм між зануреними в нього електродами. (Для середньої лінії Росії щільністю 1.27-1.28 г/см3 при t=+20°С).

Малорухомий електроліт:Щоб знизити небезпеку від електроліту, що вилився з батареї, застосовують засоби, що знижують його плинність. До електроліту можуть бути додані речовини, які перетворюють його на гель. Іншим способом зниження рухливості електроліту є застосування скломатів як сепаратори.

Відкритий акумулятор- акумулятор, що має пробку з отвором, через який доливається дистильована вода, та видаляються газоподібні продукти. Отвір може бути забезпечений системою вентиляції.
Закритий акумулятор- акумулятор, який закритий у звичайних умовах, але має пристрій, що дозволяє виділятися газу, коли внутрішній тиск перевищує встановлене значення. Зазвичай додаткове заливання електроліту в такий акумулятор неможливе.
Сухозаряджена батарея- акумуляторна батарея, що зберігається без електроліту, пластини (електроди) якої перебувають у сухому зарядженому стані.

Трубчаста (панцирна) пластина- Позитивна пластина (електрод), яка складається з комплекту пористих трубок, заповнених активною масою.

Запобіжний клапан- деталь вентиляційної пробки, що дозволяє виходити газу у разі надлишкового внутрішнього тиску, але не допускає надходження повітря в акумулятор.

Ампер-година (А·год)- це міра електричної енергії, що дорівнює добутку сили струму в амперах на якийсь час у годинах (ємності).

Напруга акумулятора- Різниця потенціалів між виводами акумулятора при розряді.
Місткість акумуляторної батареї- кількість електричної енергії, що віддається повністю зарядженим акумулятором при його розряді до досягнення кінцевої напруги.

Внутрішній опір- Опір струму через елемент, виміряний в Омах. Воно складається з опору електроліту, сепараторів та пластин. Головною складовою є опір електроліту, який змінюється зі зміною температури та концентрації сірчаної кислоти.

Щільність електроліту - ето характеристика фізичного тіла, що дорівнює відношенню його маси до займаного обсягу. Вона вимірюється, наприклад, кг/л або г/см3.

Строк служби батареї- Період корисної роботи батареї в заданих умовах.
Газовиділення- газоутворення у процесі електролізу електроліту.

Саморозряд- мимовільна втрата ємності акумулятором у спокої. Швидкість саморозряду залежить від матеріалу пластин, хімічних домішок в електроліті, його густини, від чистоти батареї та тривалості її експлуатації.

ЕРС батареї(електрорушійна сила) - це напруга на полюсних висновках повністю зарядженої акумуляторної батареї при розімкнутому ланцюзі, тобто при повній відсутності струмів заряду або розряду.

Цикл- одна послідовність заряду та розряду елемента.

Утворення газів на електродах свинцевого акумулятора. Особливо рясно виділяється у кінцевій фазі заряду свинцевого акумулятора.

Гелеві акумулятори- це герметизовані свинцево-кислотні акумулятори (не герметичні, тому що невелике виділення газів при відкритті клапанів все-таки відбувається), закриті, що повністю не обслуговуються (не доливаються) з гелеподібним кислотним електролітом (технології Dryfit і Gelled Electrolite-Gel).

Технологія AGM(Absorbed Glass Mat) - поглинаючі прокладки зі скловолокна.

Віддача з енергії- Відношення кількості енергії, що віддається при розряді акумулятора, до кількості енергії, необхідної для заряду до початкового стану за певних умов. Віддача енергії для кислотних акумуляторів при звичайних умовах експлуатації дорівнює 65%, а для лужних 55 - 60%.
Енергія питома- енергія, що віддається акумулятором при розряді з розрахунку на одиницю його об'єму V або маси m, тобто W = W/V або W = W/m. Питома енергія кислотних акумуляторів дорівнює 7-25, нікель-кадмієвих 11-27, нікель-залізних 20-36, срібно-цинкових 120-130 Вт * год / кг.

Коротке замикання в акумуляторахвідбувається при електричному з'єднанні пластин різної полярності.

у негативної пластини

у позитивної пластини

де е -заряд електрона, рівний