Які перетворення енергії відбуваються під час заряджання акумулятора. Хімічні процеси у свинцево-кислотних акумуляторах

Явище поляризації, шкідливе в гальванічних елементах, знаходить, проте, корисне застосування. У 1895 р. Планте показав, що е. д. с. поляризації можна використовувати для практичного отримання електричного струму. Він побудував елемент із двома свинцевими електродами, зануреними в розчин сірчаної кислоти. Елемент у такому вигляді не має ще е. д. с., так як обидва його електроди однакові. Якщо, однак, через такий елемент пропускати відомий часток, то його електродах виділяються продукти електролізу, які входять у хімічну реакцію з електродами. Завдяки цьому електроди виявляються різними за хімічного складу, і з'являється певна е. д. с. - Саме, е. д. с. поляризації, рівна приблизно 2 В. Елемент у такому стані є вже сам джерелом струму і при замиканні на будь-який ланцюг може створювати в ній протягом деякого часу електричний струм. Отже, появи е. д. с. в елементі Планті через нього необхідно пропускати протягом певного часу струм від стороннього джерела. Цей процес називається зарядкою елемента.

Елемент Планте і подібні до нього, що використовують явище поляризації, називаються вторинними елементами або акумуляторами, оскільки в них можна запасати (акумулювати) енергію. Після витрат енергії акумулятора його можна знову зарядити пропусканням струму і повторювати цей процес багато разів.

З енергетичної точки зору справа така. Реакції, що протікають в акумуляторі при його зарядці і що роблять спочатку однакові електроди хімічно різними, є реакціями, які можуть здійснюватися лише при зливі енергії. Цю енергію доставляє генератор, з якого ми змушуємо іони переміщатися у розчині і виділятися на відповідних електродах. Навпаки, при розрядженні акумулятора в ньому відбуваються реакції, що йдуть з виділенням енергії. Ці реакції є джерелом е. д. с. акумулятора. Таким чином, при зарядці акумулятора відбувається перетворення електричної енергіїу приховану хімічну енергію, а за його розрядці – зворотний перехід хімічної енергії в енергію електричного струму.

Пристрій сучасного акумулятора свинцевого показано на рис. 124. Він складається з низки позитивних та негативних пластин, що знаходяться в банку з водним розчином (15-20%) сірчаної кислоти. Всі позитивні пластини з'єднані між собою, як і всі негативні, завдяки чому в невеликій посудині можна мати велику площу електродів, розділених тонким шаром електроліту, тобто мати елемент з надзвичайно малим внутрішнім опором.

Мал. 124. Свинцевий акумулятор

Негативні пластини складаються з чистого металевого свинцю, поверхня якого зроблена дрібнопористою для збільшення діючої площі електродів (губчастий свинець). Позитивні пластини мають більше складна будова, показане на рис. 125. При їх виготовленні спочатку відливають (або штампують) раму зі свинцю, з багатьма осередками на кшталт бджолиних стільників, і в них впресовують спеціальну масу, що складається з оксидів свинцю та сполучних речовин.

Мал. 125. Позитивна пластина свинцевого акумулятора

У незарядженому стані обидва електроди покриті шаром сірчанокислого свинцю (). При зарядці іони переміщаються до одного електрода і перетворюють його на перекис свинцю за рівнянням

а іони H+ відновлюють другий електрод у металевий свинець за рівнянням

З'єднання стає анодом, а Pb – катодом зарядженого акумулятора. При розрядці струм по зовнішньому ланцюгу йде від Pb, а всередині акумулятора іони і рухаються в напрямках, зворотних їх руху при зарядці, і реакції на електродах протікають у зворотному напрямку. У повністю розрядженому акумуляторі обидва електроди знову складалися б з . У робочих умовах не доводять акумулятор до повної розрядки і знову заряджають його, коли напруга на електродах падає приблизно до 1,8 В. залишається незмінним. Після тривалої розрядки напруга акумулятора знову падає; розрядку його слід припинити, коли напруга впаде до 1,85.

Крім свинцевих акумуляторівіснують та інші. Нині широко використовуються залізонікелеві акумулятори («лужні» акумулятори). У них електродами є залізо та нікель, а електролітом – 20%-ний розчин їдкого лугу (КОН або NaOH). У зарядженому стані нікелеві пластини покриті шаром окису нікелю () і є позитивним полюсом, а металеве залізо – негативним; е. д. с. цих акумуляторів дорівнює 1,4-1,1 В. Залізонікелеві акумулятори характеризуються великою стійкістю: механічні струси і недбалість у догляді, що може викликати шкідливі хімічні реакції, для цих елементів набагато менш небезпечні, ніж для свинцевих.

Різні акумулятори характеризуються максимальною кількістюелектрики, яку можна одержати від них без нової зарядки. Цю кількість електрики прийнято виражати в ампер-годинниках (А×ч) і називати ємністю акумулятора. Так, наприклад, переносні акумулятори, що застосовуються для автомобілів, зазвичай мають ємність 40 А×ч. Це означає, що вони можуть давати струм 1 А протягом 40 год або струм 2 А протягом 20 год і т. д. При цьому, звичайно, розрядний струм не повинен перевищувати деякої максимальної сили(Для свинцевого акумулятора приблизно 1 А на кожен квадратний дециметр поверхні позитивних пластин), так як в іншому випадку пластини швидко руйнуються. Чим більше площапластин акумулятора, тим більше продуктів електролізу може бути утримано на пластинах, а значить, і тим більший заряд можна отримати від акумулятора при розрядці, тобто тим більша його ємність.

79.1. Батарея акумуляторів ємності 20 А×год живить лампочку, що споживає струм 0,25 А. Скільки часу може горіти лампочка без нової зарядки акумуляторів?

Акумулятори грають у сучасній електротехніці важливу роль. Так, наприклад, на електричних станціях з нерівномірним навантаженням часто встановлюють, окрім генераторів постійного струму, ще й батареї акумуляторів (буферні акумулятори). При малому навантаженні станції частина енергії, що виробляється генераторами, витрачається на зарядку акумуляторів, а періоди великого навантаження ці акумулятори живлять мережу паралельно з генераторами. Електростанції, що використовують енергію вітру, завжди бувають забезпечені акумуляторами, які заряджаються в ті періоди, коли є вітер, а потім уже витрачають запасену енергію в міру потреби незалежно від метеорологічних умов.

Акумулятори широко застосовують всіх підводних судах (крім підводних суден з атомним двигуном). При надводному плаванні акумулятори заряджаються від генератора постійного струму, а при зануренні під воду всі механізми рухаються виключно від акумуляторів. Акумулятори з успіхом застосовуються в електричних вантажних візках, так званих електрокарах, які повинні працювати короткі проміжки часу і робити часті зупинки і тому невигідна установка двигунів внутрішнього згоряння, що безперервно поглинають паливо; в автомобілях (запалювання у моторах, освітлення); для живлення рудничних ламп та ще у багатьох важливих промислових машинах та приладах. Дуже поширені акумулятори в лабораторній практиці, де вони є добрими джереламипостійного струму, а також радіотехніки.

Незважаючи на великі переваги акумуляторів, які у багатьох випадках витіснили гальванічні елементи, останні все ще мають ряд важливих застосувань: як еталони напруги (нормальні елементи, § 75), для живлення радіоприймачів, кишенькових ліхтарів, мікрокалькуляторів тощо.

1.5. Характеристики заряду та розряду акумуляторної батареї

Основні характеристики акумулятора - зарядні та розрядні. Процес, у якому відбувається перетворення хімічної енергії на електричну, називається розрядом, зворотний процес - зарядом.

Після повного відновлення активних речовин густина електроліту перестає підвищуватися. Це є ознакою кінця заряду акумулятора. В кінці заряду також починається процес розкладання води на кисень і водень, що характеризується появою на поверхні електроліту бульбашок газу.

Розрядними характеристиками акумулятора називають залежність зміни ЕРС, напруги та щільності електроліту акумулятора при постійній силі розрядного струму від часу заряду (рис. 1.2).

У момент включення акумулятора на розряд напруга на його затискачах падає стрибком на величину J p R a

внаслідок падіння напруги акумулятора (див. рис. 1.2)

Мал. 1.2 Характеристики розряду

U p = E a - I p R a ,

де I p - Струм розряду; R a - внутрішній опір

Поглинання серної кислоти, що відбувається при розряді, і виділення натомість її води викликає зменшення концентрації електроліту, що знаходиться в парох пластин, внаслідок чого ЕРС акумулятора E a , а отже, і напруга плавно знижуються. Спочатку хімічним перетворенням піддаються найбільш доступні поверхневі шари активної маси, потім хімічні реакції поширюються найбільш глибокі шари пластин. Крім того, сірчанокислий свинець PbSO 4 , який перетворюється активна маса пластин при розряді, займає більший обсяг, ніж вихідні матеріали(PbO 2 і Pb) і, відкладаючись на внутрішніх поверхнях пір, звужує їх перетин. Ці дві обставини уповільнюють дифузію електроліту пластини, і до кінця розряду концентрація останнього в порах пластин і з нею ЕРС акумулятора швидко падають, прагнучи до нуля, а значна частина активної маси, що лежить в глибині пластин, ще не використана. При цьому відбуваються вже незворотні процеси і сильно прискорюється сульфатація акумулятора, тому акумулятор не можна розряджати нижче 1,7 В.

Якщо розряджений акумулятор вимкнути, його ЕРС буде плавно підвищуватися. Це відновлення ЕРС називається "відпочинком" акумулятора.

Щільність електроліту в міру розряду зменшується за законом прямою, оскільки при постійній силі розрядного струму кількість сірчаної кислоти, що заміщується водою за одиницю часу в результаті хімічних реакцій, буде однаково. Ознаки, що визначають кінець розряду:

1. Зниження напруги до граничного значення (1,7 на елемент).

2. Зменшення щільності електроліту до певного мінімуму ( 1,15 г/см 3).

На характер залежності розрядної напруги акумулятора іноді впливають температура електроліту і сила розрядного струму. При зниженні температури (нижче °С) різко збільшуються в'язкість і питомий опір електроліту. Останнє в діапазоні температур +30...40оС зростає в 20 - 30 разів. З підвищенням в'язкості зменшується швидкість дифузії.

3арядні характеристики акумулятора - залежність зміни щільності електроліту, ЕРС та напруги акумулятора при постійній силі зарядного струму від часу заряду (рис. 1.3).

На початку заряду різко збільшується напруга заряду по відношенню до ЕРС значення падіння напруги на внутрішній опір. Потім напруга повільно зростає, що обумовлено збільшенням ЕРС внаслідок підвищення щільності електроліту. Те, що відбувається хімічна реакціяпри заряді повертає активну масу пластин її початковий стан. При цих реакціях замість води, що поглинається, виділяється сірчана кислота, внаслідок чого густина електроліту підвищується. До кінця заряду в основному весь сірчанокислий свинець перетвориться на пероксид свинцю на позитивному і губчастий свинець на негативному електродах. Хімічні реакції припиняються і внаслідок цього напруга та щільність електроліту перестають збільшуватися. Подальше проходження струму викликає лише розкладання води на водень та кисень, які енергійно виділяються у вигляді бульбашок. Перезаряджання акумулятора шкідливо відбивається на пластинах.

Рис. 1.3. Характеристики заряду акумулятора

2.Щільність електроліту досягла максимуму і перестала збільшуватися.

3. Інтенсивно виділяються бульбашки газу (акумулятор «кипить»)

Типи акумуляторів електричної енергії

Акумулятори є невід'ємною частиною будь-якої системи, яка орієнтована на отримання альтернативних видів енергії.

Найбільшого поширення на сьогодні отримали електрохімічні акумулятори електричної енергії, у яких перетворення хімічної енергії на електричну при розряді акумулятора відбувається у вигляді хімічної реакції. Під час заряджання акумулятора хімічна реакція протікає у зворотному напрямку.

Крім електрохімічних акумуляторів, електроенергію можна запасати в конденсаторах і соленоїдах (котушках індуктивності).

У зарядженому конденсаторі енергія зберігається як енергії електричного полядіелектрика. З огляду на те що питома енергія, що запасається конденсатором, дуже невелика (практично від 10 до 400 Дж/кг), а тривалість можливого зберігання енергії внаслідок наявної її витоку невелика, цей тип акумулятора енергії застосовується тільки в тих випадках, коли треба віддати електроенергію споживачеві за дуже короткий часпри короткому термініїї зберігання.

У соленоїді електрична енергія акумулюється як енергії магнітного поля. Тому цей тип накопичувача називається електромагнітним. Але час видачі енергії електромагнітними акумуляторами зазвичай вимірюється навіть секундами, а частками секунди.

Для заряджання акумулятора потрібне зовнішнє джерело енергії, причому в процесі заряджання можуть виникати втрати енергії. Після заряджання акумулятор може залишатися у стані готовності (у зарядженому стані), але й у цьому стані частина енергії може губитися через довільне розсіювання, витік, саморозряд чи інші подібні явища. При віддачі енергії з акумулятора можуть виникати її втрати; крім того, іноді неможливо отримати назад всю акумульовану енергію. Деякі акумулятори влаштовані так, що в них має залишатися деяка залишкова енергія.

Характеристики акумуляторів

Основною характеристикою акумулятора є електрична ємність. Одиницею виміру цієї ємності є ампер-час (А·ч) - позасистемна одиниця виміру електричного заряду.

Виходячи з фізичного сенсу 1 ампер-година - це електричний заряд, який проходить через поперечний переріз провідника протягом однієї години за наявності в ньому струму силою в 1 ампер. Теоретично заряджений акумулятор із заявленою ємністю 1 А·год здатний забезпечити силу струму 1 ампер протягом однієї години (або, наприклад, 0,1 А протягом 10 годин, або 10 А протягом 0,1 години).

На практиці ж ємність акумулятора розраховують виходячи з 20-годинного циклу розряду до кінцевої напруги, яка для автомобільних акумуляторів становить 10,8 В. Наприклад, напис на маркуванні акумулятора «55 Ач» означає, що він здатний видавати струм 2,75 ампер протягом 20 годин, і при цьому напруга на клемах не опуститься нижче 10,8 Ст.

Занадто великий струм розряду акумулятора призводить до менш ефективної віддачі електроенергії, що нелінійно зменшує час роботи з таким струмом і може призводити до перегріву.

Виробники акумуляторів іноді як ємність вказують у технічні характеристикиенергію, що запасається в Вт·ч. Оскільки 1 Вт = 1 А * 1 В, то якщо енергія, що запасається, дорівнює 720 Вт·ч ми можемо поділити це значення на величину напруги (скажімо 12 В) і отримаємо ємність в ампер-годинах (у нашому прикладі 720 Вт·ч / 12 В = 60 А · год.).

Свинцево-кислотні акумулятори

У зарядженому стані анод (негативний електрод) такого акумулятора складається зі свинцю, а катод (позитивний електрод) - двоокису свинцю РbO2 . Обидва електроди виготовлені пористими, щоб площа їхнього дотику з електролітом була якнайбільша. Конструктивне виконання електродів залежить від призначення та ємності акумулятора і може бути дуже різноманітним.

Хімічні реакції при заряді та розряді акумулятора видаються формулою

РbO2 + Рb + 2Н2SO4<—>2РbSO4 + Н2О

Для заряду акумулятора потрібна питома енергія 167 Вт/кг. Цим же числом виражається, отже, і теоретична його межа питомої здатності, що акумулює. Однак фактична здатність, що акумулює, набагато менше, внаслідок чого з акумулятора при розряді зазвичай виходить електрична енергія приблизно 30 Вт/кг. Чинники, що зумовлюють зниження здатності, що акумулює, наочно представлені на рис. 1. ККД акумулятора (відношення енергії, що отримується при розряді, до енергії, що витрачається при заряді) зазвичай знаходиться в межах від 70 до 80%.

Рис.1. Теоретична і фактична питома здатність свинцевого акумулятора, що акумулює

Різними спеціальними заходами (підвищенням концентрації кислоти до 39%, використанням пластмасових конструкційних частин та мідних сполучних частин та ін.) Останнім часомвдалося підвищити питому акумулюючу здатність до 40 Вт ч/кг і навіть трохи вище.

З наведених вище даних випливає, що питома акумулююча здатність свинцевого акумулятора (а також, як буде показано надалі, та інших типів акумуляторів) істотно нижче, ніж первинних гальванічних елементів. Однак цей недолік зазвичай компенсується

• можливістю багаторазового заряду і, як результат, приблизно десятикратним зниженням вартості електроенергії, що одержується з акумулятора,
• можливістю складати акумуляторні батареї з дуже великою енергоємністю (за потреби, наприклад, до 100 МВт год).

Кожен цикл заряду-розряду супроводжується деякими незворотними процесами на електродах, у тому числі повільним накопиченням сірчанокислого свинцю, що не відновлюється, в масі електродів. З цієї причини через певна кількість(зазвичай приблизно 1000) циклів акумулятор втрачає здатність нормально заряджатися. Це може статися і при тривалому невикористанні акумулятора, оскільки електрохімічний розрядний процес (повільний саморозряд) протікає в акумуляторі і тоді, коли він не з'єднаний із зовнішньою електричним ланцюгом. Свинцевий акумулятор втрачає через саморозряд зазвичай від 0,5% до 1% свого заряду на добу. Для компенсації цього процесу в електроустановках використовується постійний підзаряд при досить стабільній напрузі (залежно від типу акумулятора, при напрузі від 2,15 до 2,20 В).

Іншим незворотним процесомє електроліз води («закипання» акумулятора), що виникає наприкінці зарядного процесу. Втрату води легко компенсувати шляхом доливки, але водень, що виділяється, може разом з повітрям призвести до утворення вибухонебезпечної суміші в акумуляторному приміщенні або відсіку. Щоб уникнути небезпеки вибуху, повинна передбачатися відповідна надійна вентиляція.

Інші типи акумуляторів

В останні 20 років з'явилися герметично закриті акумулятори свинцеві, в яких застосовується не рідкий, а желеподібний електроліт. Такі акумулятори можуть встановлюватися в будь-якому положенні, крім того, враховуючи, що під час заряду вони не виділяють водню, можуть розміщуватися в будь-яких приміщеннях.

Крім свинцевих, випускається понад 50 видів акумуляторів, заснованих на різних електрохімічних системах. В енергоустановках досить часто знаходять застосування лужні (з електролітом у вигляді розчину гідроксиду калію КОН) нікель-залізні та нікель-кадмієві акумулятори, ЕРС яких знаходиться в межах від 1,35 до 1,45 В, а питома акумулююча здатність - в межах від 15 Вт год/кг до 45 Вт год/кг. Вони менш чутливі до коливань температури довкіллята менш вимогливі до умов експлуатації. Вони мають також великий термін служби (зазвичай від 1000 до 4000 циклів заряду-розряду), але їх напруга змінюється під час розряду в ширших межах, ніж у свинцевих акумуляторів, і ккд у них дещо нижче (від 50% до 70%).

У літій-іонних акумуляторах анод складається з вуглецю, що містить у зарядженому стані карбід літію Li х C 6 а катод - з окису літію і кобальту Li 1-х CoO 2 . Як електроліт застосовуються тверді солі літію (LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 або інші), розчинені в рідкому органічному розчиннику (наприклад, в ефірі). До електроліту зазвичай додають згущувач (наприклад, кремнійорганічні сполуки), завдяки чому він набуває желеподібного вигляду. Електрохімічні реакції при розряді та заряді полягають у переході іонів літію з одного електрода на інший і протікають за формулою

Li x C 6 + Li 1-x CoO 2<—>C 6 + LiCoO 2

за зовнішній форміелементи літій-іонних акумуляторів можуть бути плоскими (схожими на чотирикутні пластини) або циліндричними (з рулонними електродами). Випускаються також акумулятори, де застосовуються інші матеріали анода і катода. Одним з важливих напряміврозвитку є розробка акумуляторів, що швидко заряджаються.

Існує багато інших видів акумуляторів (загалом близько 100). Наприклад, в системах електропостачання літаків, де маса обладнання повинна бути якнайменше, знаходять застосування срібно-цинкові акумулятори з питомою здатністю, що акумулює, в середньому, 100 Вт ч/кг. Найвищу ЕРС (6,1 В) та найбільшу питому акумулюючу здатність (6270 Вт год/кг) мають фторо-літієві акумулятори, серійного виробництва яких, однак, ще немає.

Первинні гальванічні елементи добре підходять для роботи в тривалому режимі, а акумулятори можуть використовуватися як для тривалої роботи, так і для покриття короткочасних та поштовхових навантажень. Конденсатори та котушки індуктивності використовуються, головним чином, для покриття імпульсних навантажень та для вирівнювання потужності при швидких зміннавантажень. Для вирівнювання потужності, що віддається в енергосистему вітряними та сонячними електростанціямиможуть застосовуватися комбінації акумуляторів з ультраконденсаторами.

Область застосування деяких акумулюючих пристроїв за тривалістю навантаження і потужністю, що віддається, характеризує рис. 2.

дріт виділятиме Велика кількістьтеплоти? Чому? (Питомий опір міді 0,017 Ом х мм2/м, залізна 0,10 Ом х мм2/м, нікеліну 0,40 Ом х мм2/м.)

2. Ніхромова спіраль довжиною 5 м та площею поперечного перерізу 0,5 мм2 включено в мережу напруги 110 В. Знайдіть потужність струму в спіралі. ( Питомий опірніхрому 1,1 Ом х мм2/м.)

3. Електроплитку потужністю 800 Вт включено на 5 год. Визначте витрату енергії (у ват-годинах та кіловат-годинах).

4. Яке перетворення енергії відбувається під час роботи генератора електричного струму?

супроводжується перенесенням речовини? A. Теплопровідність. Випромінювання.B.Конвекція.3. Яка з наведених нижче речовин має найбільшу теплопровідність? Хутро. Б. Дерево. В. Сталь.4. Яка з наведених нижче речовин має найменшу, теплопровідність? A. Тирса. Б. Свинець. В. Мідь.5. Назвіть можливий спосібтеплопередачі між тілами, відокремленими безповітряним простором. A. Теплопровідність. Конвекція. В. Випромінювання. нижче температури тіла. B. дорівнює температурі тіла. 7. Що відбувається з температурою тіла, якщо воно поглинає стільки ж енергії, скільки випромінює? A. Тіло нагрівається. Тіло охолоджується. Температура тіла не змінюється.8. Яким із способів відбувається теплопередача в рідинах? A. Теплопровідність. Конвекція. B. Випромінювання. Яка з наведених нижче речовин має найменування. Повітря. Б. Чавун. В. Алюміній10. Питома теплоємністьводи 4200 (Дж / кг * 0С). Це означає, що ... A. для нагрівання води масою 4200 кг на 1 ° С потрібна кількість теплоти, що дорівнює 1 Дж.Б. для нагрівання води масою 1 кг на 4200 ° С потрібна кількість теплоти, що дорівнює 1 Дж.B. для нагрівання води масою 1 кг на 1 ° С потрібно коли11. повному згорянні палива. за повного згоряння палива масою 1 кг.12. Випаровування відбувається ... при будь-якій температурі. при температурі кипіння.B.при певній температурі для кожної рідини.13. За наявності вітру випаровування відбувається ... A. швидше. повільніше. з такою ж швидкістю, як і за його відсутності.14. Чи може ККД теплового двигуна стати рівним 100%, якщо тертя між рухомими деталями цієї машини звести до нуля? Так. Б. Ні.15. З якого полюса магніту виходять лінії магнітного поля? Із північного. Б. З південного. В. З обох полюсів.16. До кульки незарядженого електроскопа підносять, не торкаючись його, тілозаряджене негативним зарядом. Який заряд придбають листочки електроскопа? Негативний. Б. Позитивний. В. Ніякий.17. Чи може атом водню або будь-якої іншої речовини змінити свій заряд на 1,5 заряду електрона? Так. Б. Ні.18. Яке зображення виходить на сітківці ока людини? Збільшене, дійсне, перевернуте. Зменшене, дійсне, перевернуте. Збільшене, уявне, пряме. Зменшене, уявне, пряме.19. Що вимірює амперметр? Електричний опірпровідників Б) Напруга на полюсах джерела струму або на якійсь ділянці ланцюга В) Силу струму в ланцюгу Г) Потужність електричного струму20. Дифузія – це: А) Процес підвищення температури Б) Явище, у якому відбувається взаємне проникнення молекул одного речовини між молекулами іншого В) Явище, у якому тіло зі стану твердого перетворюється на стан рідкого Г) Процес збільшення щільності тела21. Формула ККД: А) ŋ = Аn * 100% АɜБ) ŋ = Аɜ * 100% АnВ) ŋ = Аn * Аɜ100% Г) ŋ = Аn * Аɜ * 100%22. Що свідчить закон Архімеда? , рівна щільності цього тіла Г) Виштовхувальна сила, що діє на занурене в рідину тіло, дорівнює вазі цього тіла23. Яке дейА) теп24. ВнутА)тольБ)тольВ)тольГ) від тем25. Які з перерахованих речовин відносяться до провідників? а) гума; б) мідь; в) пластмаса; г) скло.26. Тіло електризується тільки тоді, коли воно …... заряд. а) набуває; б) втрачає; в) набуває або втрачає.27. Які з перерахованих речовин відносяться до діелектриків? а) гума; б) мідь; в) розчин сірчаної кислоти; г) сталь.28. Однойменно заряджені тіла ......., а різноіменно заряджені - .........а) ...відштовхуються, ...притягуються,б) ...притягуються, ...відштовхуються.29. Електричним струмом називають...А. Рух електронів по провіднику. Упорядкований рух електронів по провіднику. Упорядкований рух протонів по провіднику. Упорядкований рух заряджених частинок. Рух електричних зарядівпо провіднику.30. Яке перетворення енергії відбувається під час роботи електричної кавомолки?Електрична енергія перетворюється...А. У хімічну. Б. У механічну. В. У світлову. Г. У внутрішню

А. Хімічну
Б. Механічну
В. Світлову
Г. Внутрішню

між випромінюванням, створюваним радіатором центрального опалення, і випромінюваннямпалаючої свічки?

3) які перетворення енергії відбуваються при світінні лампи кишенькового ліхтаря?

4) У якій матеріальному середовищісвітло поширюється з найбільшою швидкістю?

5) Чому тіні навіть за одного джерела світла ніколи не бувають зовсім темними?

6) Чому в кімнаті світло і тоді, коли прямі сонячні променіу її вікна не потрапляють?

7) чому пучки світла автомобільних фар видно в тумані, запорошеному повітрі?

8) Чому особи спортсмена-фехтувальника, що дивиться через часту сітку, ми не бачимо, а фехтувальник всі предмети через сітку бачить добре?

10) Для чого скло для виготовлення дзеркала шліфується та полірується з особливою ретельністю?

11) кут падіння променя = 60. Який кут відбиття променя?

12) Кут падіння променя-25. Чому дорівнює кутміж падаючим і відбитими променями?

13) Кут між падаючим та відбитим променями становить 50. Під яким кутом до дзеркала падає світло?

Дітей, допоможіть будь ласка)

З повсюдним використанням акумуляторів, що не обслуговуються, багато автомобілістів вже забули, що означає заряджати свій акумулятор. І коли їм все ж таки доводиться робити цю процедуру, на свій подив вони виявляють киплячу батарею. Чому це відбувається і як цього уникнути, розберемо у цій статті.

Сучасний акумулятор винайдено ще в 19 столітті, і за цей час істотних змін так і не зазнав.

Так само принцип дії АКБ заснований на окисленні свинцю в водному розчинісірчаної кислоти. При цьому під час розрядки батареї металевий свинець електродів, перетворюється на сульфат свинцю.

При зарядці відбувається зворотний процес. Це основні реакції, на основі яких відбувається накопичення та віддача електричної енергії. Однак, крім них, у банках акумулятора відбувається ще 60 різних реакцій.

Загальне пристрій АКБ показано малюнку вище. У пояснення до нього варто відзначити, що свинцеві пластини, виконані у вигляді решітки, комірки яких заповнені в позитивних електродах, діоксидом свинцю (PbO2) у вигляді порошку, негативних - свинцем, так само порошковим.

У проміжку між основними пластинами розташовані інші пластини з пористого пластику, які не взаємодіють з кислотою, які поділяють електроди та перешкоджають їх замиканню.

Отже, заряджаючи акумулятора, сульфат свинцю перетворюється на розряд чистого металу, у своїй витрачається вода і утворюється сірчана кислота. Щільність електроліту у своїй збільшується.

Що вважається кипінням акумулятора?

Цей процес прямо випливає із процесу зарядки. Як написано вище при зарядці витрачається сульфат свинцю, і коли кількість сульфату, стає меншою, деякого критичного рівня, починається процес електролізу води.

При цьому процесі виділяється водень та кисень, які, як відомо, гази. І весь процес зовні нагадує кипіння.

Як правильно заряджати батарею, щоб уникнути цього неприємного процесу? Далі про це докладніше.

Як правильно заряджати акумулятор

Сьогодні існує два основних способи зарядки батареї, і обидва їх опишемо.

Варто пам'ятати, що для заряджання використовується спеціальний зарядний пристрій із можливістю зміни зарядного струму.

Заряджання малим струмом

При цьому способі ви повинні вибрати зарядний струм напругою 0,1 від ємності батареї.

Тобто якщо у вас найпоширеніший акумулятор ємністю 60 ампер/год, то зарядний струм повинен становити напругу 6 Ампер.

Заряджання АКБ таким методом відбувається приблизно добу. Про те, що зарядка закінчена, ви дізнаєтеся на початку кипіння батареї.

Заряджання великим струмом

Зарядку потрібно почати напругою в 14,5 Вольт, після того, як батарея перестане брати зарядку, вона буде заряджена десь на 80%. Щоб довести зарядку до 90% ємності, зарядну напругу потрібно підняти до 15 Вольт.

Ну і останній етап, це доведення зарядки до 100%. Він здійснюється шляхом додавання напруги до 16,5 Ст.

При цьому методі необхідно не тільки постійно спостерігати за батареєю, але і мати професійний зарядний пристрій.

У яких випадках АКБ почне кипіти

Як було написано вище кипіння електроліту, це зовсім кипіння, у звичному розумінні, це лише фігура промови.

Таким виразом називають процес виділення газу з електроліту, який відбувається під час заряджання акумулятора. У цьому процесі немає нічого страшного, проте, по тому, як він відбувається можна оцінити стан батареї.

Якщо цей процес розпочався відразу після старту зарядки, це дуже поганий сигнал. З більшою ймовірністю можна сказати, що акумулятор у вас вже відпрацював свій ресурс.

• Кипіння після закінчення ресурсу служби АКБ. У цьому випадку кипіння починається відразу при підключенні зарядного пристрою. При цьому процес зазвичай починається не у всіх, а лише у деяких банках. Це може свідчити, що в цих банках знаходяться короткозамкнуті пластини. У такому разі вам батарею не врятувати, і її час міняти.
• Кипіння, коли батарея повністю заряджена. Якщо кипіння починається через тривалий час, через 8 годин і більше, це нормально. Це говорить про те, що густина електроліту вже піднялася до штатного значення і батарея заряджена. У цьому випадку потрібно просто припинити заряджання батареї.

Чому акумулятор закипає на машині?

Якщо кипіння АКБ при зарядці процес, найчастіше, нормальний і ні про що погане не свідчить, то кипіння на працюючому двигуні це однозначно погано.

Такий момент свідчить про несправність електроустаткування автомобіля.

Нижче буде розглянуто, в яких випадках кипить батарея на працюючому моторі.

Способи визначення киплячого акумулятора

Якщо у вас батарея, що обслуговується, то цей процес найпростіше визначити візуально. Наприклад, оскільки це показано на відео нижче:

Якщо ж у вас найпоширеніша сьогодні АКБ, що не обслуговується, то процес кипіння можна визначити за непрямими ознаками.

• Перша найпоширеніша ознака кипіння - це поява зеленуватого нальоту і рясних оксидів на клемах акумулятора, таких які показані на малюнку нижче;

• Іншою ознакою кипіння є запах електроліту, що з'явився в підкапотному просторі. Він досить різкий і може почути навіть люди без гострого нюха;
• Ще однією ознакою може бути поява іржі на капоті в районі акумулятора і сильна корозія підакумуляторної полиці;
• Існують ще екзотичні методи визначення процесу кипіння. Деякі водії, коли з'являється підозра на киплячий акумулятор, приєднують до газовідвідної трубки повітряну кулькучи презерватив. Якщо батарея кипить, він почне надуватися;
• Іншим екзотичним способом використання медичного стетоскопа. Якщо його прикласти до окропу, то можна почути характерне булькання;

Причини кипіння АКБ на машині

• Найпоширенішою причиною кипіння батареї на працюючому двигуні є коротке замикання в одній із банок.

На жаль, це ознака того, що акумулятор в автомобілі вийшов з ладу. Варто зазначити, що останнім часом це сталося не лише на старих АКБ, а й на порівняно свіжих.

Дуже часто банки замикають від вібрації силового агрегату. Або через банальний шлюб пристрою. Так що якщо ви купили нову батарею, то подбайте про оформлення гарантії на неї.

Ну і коли термін гарантії добігає кінця, проведіть її всебічне тестування. Можливо, це допоможе вам заощадити гроші, які ви витратите на покупку нової батареї.

• Другою за поширеністю проблемою є той випадок, коли відбувається перезаряд.

Перезаряд — це процес зарядки від генератора струмами, напруга яких вища за штатні.

Це зазвичай відбувається через несправність генератора автомобіля. Зазвичай штатна напруга зарядки з генератора не повинна перевищувати значення 14,5 Вольт.

Більше воно може бути у тих випадках, коли на генераторі несправний регулятор напруги. Усувається ця несправність шляхом ремонту генератора.

• На старих АКБ процес перезаряду може відбуватися не тільки при замиканні пластин у банку, але і при сульфатації пластин.

Сульфатація - це хімічний процес, при якому утворюється сірчанокислий свинець на поверхні пластин.

У старих акумуляторах сірчанокислого свинцю накопичується стільки, що струм заряджання знижується. У цьому випадку, якщо генератор продовжує видавати напругу 14,5 В, АКБ починає кипіти.

• Іншою поширеною причиною, особливо якщо АКБ вже не нова, є велике навантаження на акумулятор.

Тобто, якщо у вас багато електроспоживачів і всі вони включені, наприклад, дальнє світло, кондиціонер, двірники та інші, а батарея при цьому вже не першої свіжості, вона не справлятиметься з навантаженням і грітиметься і кипітиме.

• Та й найменш поширеною причиною, але не такою вже рідкісною є недостатня вентиляція акумулятора. Це відбувається в тому випадку, якщо у АКБ забився вентиляційний отвір або через використання нештатного акумулятора біля нього недостатньо місця для вентиляції.

Власне, це основні причини кипіння АКБ.

Профілактика кипіння електроліту на працюючому моторі

Для того щоб ваша АКБ, прослужила максимально довго, потрібно дотримуватися простих і нехитрих правил профілактики кипіння електроліту:

1. Перш за все, влітку перевіряйте рівень електроліту в батареях, що обслуговуються.
2. Необхідно пам'ятати, що пластини повинні завжди бути покриті електролітом. І якщо рівень знижується, потрібно просто долити дистильованої води. Необхідно знати, що звичайну водув АКБ доливати не можна.
3. Крім цього, регулярно проводьте візуальний контроль стану пристрою. Воно має бути чистим, а на клемах не повинно бути нальоту.
4. Ну і останнє, при відвідуванні станцій технічне обслуговуванняне полінуйтеся попросити перевірити зарядний струм, який видає генератор автомобіля.

На цьому все, удачі на дорогах і ніколи не ламайтеся.