ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Составим в таблице матрицу «A», «В», «Х», заполнив согласно своему варианту (10), (рис 13)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

 

Цель работы: изучение принципа действия, конструкции, оценки технического состояния, приемов технического обслуживания автомо­бильных аккумуляторных батарей (АКБ).

Приборы: ареометр, аккумуляторная батарея, отдельный аккумулятор, отдельные компоненты аккумуляторной батареи, мультитестер.

 

Основные этапы работы

1 Внеаудиторная подготовка с целью изучения химических процес­сов, принципа действия, конструкции и приемов технического обслужива­ния и контроля параметров аккумуляторных батарей (АКБ).

2. Изучение конструкции аккумуляторных батарей в лаборатории и оценка состояния элементов аккумулятора, представленных на демонстра­ционном стенде.

3. Обработка полученных в лаборатории данных и составление отче­та.

4. Защита лабораторной работы.

 

Программа работы

1. Внеаудиторная подготовка к работе в лаборатории.

1.1. Используя конспекты лекций, учебники, дополнительный мето­дический материал, приведенный в настоящем руководстве, изучить:

- назначение аккумуляторных батарей;

- химический состав электродов и электролита аккумуляторов;

- конструкцию аккумуляторных батарей;

- химические реакции, проходящие на положительном и отрица­тельном электродах аккумулятора;

- основные параметры свинцовых стартерных аккумуляторных бата­рей и методы их контроля;

- способы заряда аккумуляторов;

- технологию хранения и ввода в эксплуатацию свинцовых аккуму­ляторных батарей.

1.2. В процессе подготовки к работе в лаборатории подготовить от­веты на контрольные вопросы.

2. Работа в лаборатории.

2.1. Ознакомиться с расположением элементов АКБ на демонстраци­онном стенде.

2.2. Ознакомиться с внешним видом и конструкцией электродных пластин, предназначенных для установки в аккумулятор. Обратить внима­ние на цвет пластин. (положит пластины имеют один цвет а отриц другой)

2.3. Осмотреть конструкцию полублока положительных пластин АКБ, бывшей в эксплуатации.

2.4. По внешнему виду проанализировать состояние и конструкцию полублока отрицательных электродных пластин аккумуляторной батареи.

2.5. Ознакомиться с конструкцией сепараторов.

2.6. Ознакомиться с конструкцией корпуса АКБ, используя ее часть, представленную на демонстрационном стенде.

2.7. Проанализировать взаимное расположение и количество отрица­тельных и положительных электродных пластин, сепараторов в аккуму­ляторе.

2.8. Ознакомиться со способом соединения электродных пластин в одном блоке электродов АКБ.

2.9. Ознакомиться с конструкцией полюсных выводов аккумулятор­ной батареи.

2.10. Изучить химические процессы, происходящие при заряде и разряде АКБ, таблицы режимов заряда и плотности электролита аккумуля­тора.

2.11. Полученные в лаборатории сведения записать в тетрадь для по­следующего использования в отчете.

3. Обработать полученные в лаборатории сведения и составить от­чет.

4. Защитить лабораторную работу.

 

Основные параметры аккумуляторных батарей

Электродвижущей силой аккумулятора Е называют разность его электродных потенциалов при разомкнутой внешней цепи: , где и - потенциалы положительного и отрицательного электродов соот­ветственно.

ЭДС батареи, состоящей из n последовательно соединенных аккумуляторов равна сумме ЭДС элементов:

 

 

Для практических целей ЭДС может быть определена по эмпириче­ской формуле:

 

 

 

где - плотность электролита при температуре +25°С (г/см).

Если измерения проводились при температуре, отличной от +25°С, то необходимо привести плотность к температуре +25°С:

 

 

На практике более важным параметром является напряжение акку­мулятора, которое при разряде всегда ниже, при заряде выше, а при ра­зомкнутой внешней цепи равно значению ЭДС. Это отличие обусловлено падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора R_О, а также электродной поляризацией.

Омическое сопротивление батареи складывается из сопротивле­ний электролита сепараторов активной массы решеток , и со­единительных элементов мостиков с борнами, межэлементных пере­мычек полюсных выводов):

 

 

Под сопротивлением электролита понимается сопротивление той его части, которая находится между электродами. Оно составляет примерно половину внутреннего сопротивления аккумулятора.

Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от степени его разряженности, температуры и значения тока. Внутреннее сопротивление в заряженном состоянии, зависит от емкости аккумулятора, чем она боьше тем меньше сопротивление и составляет несколько МОм, для батареи емкостью равной 55 А·ч составляет от 2 до 5 Мом. В полностью раз­ряженном состоянии возрастает в несколько раз. С понижением темпера­туры внутреннее сопротивление также возрастает. С увеличением тока оно уменьшается из-за уменьшения сопротивления поляризации.

Разрядной емкостью называется максимальное количество элек­тричества , которое аккумулятор может сообщить во внешнюю цепь при разряде от начального напряжения до конечного . Обычно разрядная емкость аккумуляторных батарей определяется при постоянном токе разряда . Тогда разрядная емкость определяется выражением:

 

 

где - время разряда аккумуляторной батареи от напряжения до напряжения .

 

 

Разрядная емкость зависит от количества заложенных в АКБ актив­ных веществ и степени их использования.

Номинальная разрядная емкость аккумуляторной батареи С20 опре­деляется при 20-часовом режиме разряда током I=0,05_С20 при температуре плюс 25°C. Разряд должен прекращаться после достижения конечного на­пряжения 5,25 В у батареи на 6 В и 10,5 В у батареи на 12 В.

На практике при определении разрядной емкости используют вне­системную единицу измерения ампер-час (1 А-ч=3600 Кл).

Для оценки стартерных свойств батарей используется параметр, на­зываемый током холодной прокрутки или током стартерного разряда.

По отечественному стандарту ток стартерного разряда определяется в режиме трехминутного разряда при температуре минус 18°С и конечном напряжении 9 В.

Факторы, влияющие на емкость аккумуляторной батареи

Емкость АКБ зависит от множества конструктивных, технологиче­ских и эксплуатационных факторов. Однако, из принципа работы свинцово-кислотного аккумулятора следует, что в основном его емкость опреде­ляется объемом активной массы и электролита. Емкость аккумуляторной батареи существенно снижается с увеличением силы тока, что связано с резким уменьшением концентрации электролита в порах пластин, изоли­руемых сульфатом свинца.

По рисунку 1.1 определим зависимость емкости аккумулятор­ной батареи от разрядного тока при различной температуре.

 

Рисунок 1.1 -Зависимость емкости батареи от разрядного тока

 

Емкость аккумуляторной батареи уменьшается с понижением темпе­ратуры из-за увеличения вязкости электролита и замедления поступления серной кислоты в поры активной массы. Зависимости изменения емкости аккумуляторной батареи от температуры электролита в режиме разряда (для двух значений токов) приведены на рисунке 1.2.

С, %

Рисунок 1.2 - Зависимость емкости АКБ от температуры

электролита при различных токах разряда

 

 

Так как емкость аккумуляторной батареи зависит от температуры, то

значение емкости, полученное при температуре t, приводят к температуре 25°C:

 

 

где - емкость, приведенная к температуре 25°C, - емкость, полу­ченная при средней температуре , 0,01 - температурный коэффициент изменения емкости при температуре 18...27 °C.

 

 

При известной начальной плотности электролита степень разряженности определяется по формуле:

 

,

 

где - плотность электролита при температуре плюс 25 °C (плотности и измерены в г/см³).

 

 

Заряд при постоянном токе. Оптимальная сила тока заряда равна:

 

 

 

Заряд при постоянном напряжении. Оптимальное напряжение заряда равно:

 

 

Таблица 1 – Параметры аккумуляторной батареи

Наименование параметра АКБ	Значение параметра
1 ЭДС, В
2 Разрядная емкость, А·ч
3 Степень разряженности, %
4 Сила тока заряда, А
5 Напряжение заряда, В
6 Плотность электролита, г/см3