 |
Цель: Анализ основ конструкции особенностей устройства и работы параметров и характеристик аккумуляторов электрической энергии.
|
|
|
|
Оборудование: 1.Плакаты
2. Макеты
3.Информационные источники
Задание № 1
Определение основных понятий:
1. Аккумулятор - устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. В зависимости от вида накапливаемой энергии различают А.: электрические, гидравлические, тепловые, инерционные.
2. Аккумулятор электрический служит для накопления электрической энергии путём превращения её в химическую с обратным преобразованием по мере надобности; химический источник электрического тока многоразового пользования, работоспособность которого может быть восстановлена путём заряда, т. е. пропусканием тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь- аккумуляторная батарея.
3. Электрохимическая система. Находящиеся в соприкосновении, как минимум, два проводника с электронной (электрод) и ионной (электролит) проводимостью, в которой могут протекать как минимум одна электрохимическая реакция окисления и одна электрохимическая реакция восстановления вещества.
4. Химический источник то́ка — такой источник тока, в котором энергия протекающих в нём химических реакций, непосредственно превращается в электрическую энергию.
5. Химические источники тока первого рода – гальванические элементы. Первичные источники после их истощения не заряжаются, а выбрасываются. Гальванические элементы, единичные ячейки хим. источников тока, предназначенных для однократного электрического разряда (непрерывного или прерывистого). термин "гальванические элементы" применяют и для обозначения единичных ячеек аккумуляторных батарей, которые предназначены для многократного использования, т. е. после разряда м. б. снова заряжены. Главные составные части гальванических элементов: два электрода различной природы и электролит.
|
|
|
6. Химические источники тока второго рода- аккумуляторы. электрические, химические источники тока многократного действия. При заряде от внешнего источника электрического тока в аккумуляторе накапливается энергия, которая при разряде в следствие хим. реакции непосредственно превращается снова в электрическую и выделяется во внешнюю цепь. По принципу работы и основным элементам конструкции аккумуляторы не отличаются от гальванических элементов, но электродные реакции, а также суммарная токообразующая реакция в аккумуляторах обратимы. Поэтому после разряда аккумулятора может быть снова заряжен пропусканием тока в обратном направлении: на положит. Электроде при этом образуется окислитель, на отрицательном - восстановитель.
7. Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита. Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом называется положительный электрод, катодом — отрицательный.
8. Окислитель- вещество, способное производить окисление. Вещество, в состав которого входят атомы присоединяющие во время химической реакции электроны, иными словами, окислитель — это акцептор электронов.
9. Восстановитель- вещество, которое вызывает реакции восстановления. В восстановлении кислорода для образования воды, водород является восстановителем.
|
|
|
10 Электролит- вещество, расплав или раствор, который проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы. Электролиты- проводники второго рода, вещества, которые в растворе состоят полностью или частично из ионов и обладающие вследствие этого ионной проводимостью. Электролиты являются важной частью химических источников тока: гальванических элементов и аккумуляторов. Электролит участвует в химических реакциях окисления и восстановления с электродами, благодаря чему возникает электро- движущая сила. Применяется для заправки свинцовых аккумуляторов в автомобилях.
11. Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Многократно заряжаемый химический источник электрического тока, состоящих их шести отдельных свинцовых аккумуляторов, соединенных последовательно и конструктивно в единый моноблок.
Задание № 2
Основы конструкций свинцово- кислотного аккумулятора эл. энергии:
1. Тип конструкций, лежащий в основе устройства электрического аккумулятора.
· Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом,
· Положительные пластины- двуокисью свинца
· Положительные и отрицательные пластины разделены сепараторами и помещены в кислотно-стойкую аккумуляторную банку и залиты сернокислым электролитом.
Конструктивно аккумулятор содержит несколько положительных и отрицательных пластин, которые по знаку полярности собраны в полублоки. При сборке аккумулятора полублоки вдвигаются друг в друга тем самым создают аккумуляторный моноблок.
2. Условная запись электро- химической системы.
Анод (-) восстановитель/ электролит/ окислитель (катод+)
3. Материалы веществ составляющих электрохимическую систему свинцово- кислотных аккумуляторов.
Я вляются
· мелкопористый свинец,
· диоксид свинца,
· сепаратор, легко проницаемая для электролита и легко им смачиваемая сетчатая или крупнопористая пластина из кислотостойкого изоляционного материала, сетчатые пластины из тонколистового эбонита. Для монолитных аккумуляторов применяют натуральный шелк на стекловолоконной подоснове или стекловойлок.
|
|
|
· электролит- 30% водный раствор серной кислоты в дистиллированной воде с массовой концентрацией 25-40% и плотностью 1,2-1,31г/см3. Рабочая температура для такого сернокислого электролита 30-50 ˚С.
4. Отличительные особенности веществ кислотного и щелочного аккумуляторов эл. энергии.
Щелочные аккумуляторы бывают двух типов: кадмиево-никелевые (типа КН) и железо-никелевые (типа ЖН).Активной массой положительных пластин для обоих типов щелочных аккумуляторов служит гидрат окиси никеля. Для отрицательных пластин аккумуляторов КН активной массой является смесь кадмия с железом, а для ЖН — химически чистое железо. В кислотных аккумуляторах используется электрохимическая реакция свинца и диоксида в сернокислотной среде.
В свинцово-кислотных аккумуляторах плотность электролита однозначно связана со степенью его заряженности при заданной температуре, что используется для контроля степени заряженности с помощью денсиметров. В щелочных аккумуляторах такой однозначной зависимости нет, поэтому определение его степени заряженности затруднено.
Кроме того они более сложны в эксплуатации, так как требуют большого объема технического обслуживания и разнообразных контрольных операций, связанных с частой заменой электролита (никель- железные батареи), периодически уравнительным зарядом (никель- цинковые), добавкой в электролит спец. присадок при смене времен года, а так же более точным контролем процесса заряда (особенно момента его окончания). Некоторые щелочные аккумуляторы (серебристо- цинковые, никель- кадмиевые) имеют большую стоимость или используют дефицитные реагенты, что не позволяет организовать их массовое производство.
|
|
|
