|
 Дарибаев А. Б., Серікбай Қ. Д., Бекболат С. А. «Электр жабдықтары»АКБ құрылымы.АКБ-ның негізі сипаттамасы.АКБ-ны пайдалануға дайындау
|
| бет | 6/42 | | Дата | 13.10.2023 | | өлшемі | 4,75 Mb. | | #43808 |
| Электр-жабдықтары-13.АКБ құрылымы.АКБ-ның негізі сипаттамасы.АКБ-ны пайдалануға дайындау
Батарея-бұл тұрақты ток көзіне қосылған кезде энергияны химиялық түрде сақтайтын, содан кейін оны электр энергиясына айналдыратын құрылғы. Ол химиялық реакцияларды қалпына келтіру және қайтымдылық қабілетіне байланысты бірнеше рет қолданылады. Заряды таусылды-қайтадан зарядталады. Батареялар электр жабдықтары мен әртүрлі құрылғылар үшін автономды және резервтік қуат көзі ретінде қолданылады. Әдетте автомобильдерде қорғасын-қышқыл батареялары қолданылады. Олардың құрылғысын қарастырыңыз.
Барлық элементтер полипропиленнен жасалған корпуста орналасқан. Корпус алты ұяшыққа бөлінген контейнерден және қысым мен газды ағызу үшін дренаж жүйесімен жабдықталған қақпақтан тұрады. Қақпақта екі полюстер (терминалдар) көрсетіледі – оң және теріс. Әр ұяшықтың мазмұны полярлығы кезектесетін 16 қорғасын табақшасынан тұрады. Бареткамен біріктірілген сегіз оң пластина – оң электрод (катод), сегіз теріс-минус (анод). Әрбір электрод батареяның тиісті терминалына шығарылады
Батареялардың жұмыс принципі Батареяның жұмыс принципі электролитке батырылған екі электрод арасындағы мүмкін айырмашылықты қалыптастыруға негізделген. Жүктеме (электр құрылғылары) батарея терминалдарына қосылған кезде электролит пен электродтардың белсенді элементтері реакцияға түседі. Электрондардың қозғалу процесі жүреді, ол іс жүзінде электр тогы болып табылады. Батарея зарядсызданған кезде (жүктеме қосылған кезде) анодтың губка қорғасыны электролитке оң екі валентті қорғасын иондарын шығарады. Артық электрондар сыртқы жабық электр тізбегі арқылы катодқа ауысады, онда төрт валентті қорғасын иондары екі валенттілікке дейін қалпына келеді. Электролиттің күкірт қалдықтарының теріс иондарымен байланысқан кезде екі электродта қорғасын сульфаты пайда болады. Қорғасын диоксидінен оттегі иондары катод және электролиттен сутегі иондары су молекулаларын қалыптастыру үшін біріктіріледі. Сондықтан электролиттің тығыздығы төмендейді.
Батарея: қалай жұмыс істейді және оны құру принциптері
Қайта зарядталатын батареялар (аккумуляторлар) барлық жерде мобильді және стационарлық қуат көзі ретінде қолданылады: жүк көтергіш және көлік жабдықтарында апаттық және резервтік электрмен жабдықтау элементтері көптеген портативті құрылғылардың автономиясының негізі болып табылады. Батареяның қалай жұмыс істейтінін түсіну смартфонды дұрыс зарядтауға және автомобильдің батареясының қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.
Тарихи шолу
Алғашқы гальваникалық элементтің дамуы итальяндық физик Алессандро Вольтаға байланысты. Ол 1790 жылдары электрохимиялық құбылыстармен бірқатар тәжірибелер жүргізді және шамамен 1800 жылдары замандастары "вольт бағанасы"деп атаған алғашқы батареяны жасады. Құрылғы натрий гидроксиді ерітіндісіне малынған қағаз немесе мата қабаттарымен бөлінген ауыспалы мырыш пен күміс дискілерден тұрды.Бұл тәжірибелер Майкл Фарадей үшін электрохимияның сандық заңдары бойынша жұмыс істеуге негіз болды.
Құрылғы және жұмыс принципі
Батарея химиялық реакциялардың энергиясын электр энергиясына айналдыратын құрылғы деп аталады. "Батарея" термині осындай түрлендіруге қабілетті екі немесе одан да көп гальваникалық элементтердің жиналуын білдірсе де, кең мағынада ол осы типтегі жалғыз элементке қолданылады.
Әрбір осындай ұяшықта катод (оң электрод) және анод (теріс) болады. Бұл электродтар электролитпен бөлініп, олардың арасында иондардың алмасуын қамтамасыз етеді. Электродтық материалдар мен электролиттің құрамы батарея терминалдары арасында жеткілікті электр қозғаушы күшті қамтамасыз ететіндей етіп таңдалады.
Электродтар химиялық энергияның шектеулі әлеуетіне ие болғандықтан, жұмыс кезінде батарея таусылады. Жартылай немесе толық разрядтан кейін толтыруға бейімделген гальваникалық элементтердің түрі аккумуляторлар деп аталады. Осындай өзара байланысқан ұяшықтардан-аккумуляторлық батареядан құрастыру. Батарея жұмысы циклды қамтиды
Батарея сыйымдылығын қалпына келтіру үшін қолданылатын Энергия электр желісіне қосылған зарядтағыштардан келеді. Токтың элементтердің ішіне ағып кетуі үшін қуат көзінің кернеуі батареяға қарағанда жоғары болуы керек. Есептелген зарядтау кернеуінен едәуір асып кету батареяның істен шығуына әкелуі мүмкін.
Зарядтау алгоритмдері батареяның қалай жұмыс істейтініне және оның қандай түріне жататынына тікелей байланысты. Мысалы, кейбір батареялар өз сыйымдылығын тұрақты кернеу көздерінен қауіпсіз түрде толықтыра алады. Басқалары тек зарядтау деңгейіне байланысты параметрлерді өзгерте алатын реттелетін ток көзімен жұмыс істейді.
Дұрыс ұйымдастырылмаған зарядтау процесі батареяны зақымдауы мүмкін. Төтенше жағдайларда АКБ жануы немесе оның ішіндегісінің жарылуы мүмкін. Кернеуді басқару құрылғыларымен жабдықталған ақылды батареялар бар. Айналмалы гальваникалық батареяларды пайдалану кезінде ескерілуі керек негізгі параметрлер:
Өмір сүру ұзақтығы. Дұрыс қолданылса да, батареядағы зарядтау циклдерінің саны шектеулі. Әр түрлі батарея жүйелері әрдайым бірдей себептермен тозбайды. Бірақ тұтастай алғанда, батареялардың қызмет ету мерзімі, ең алдымен, толық разряд циклдерінің санымен шектеледі-зарядтау, ал екінші — пайдалану қарқындылығына сілтеме жасамай, жобалық қызмет мерзімі. Зарядтау уақыты. Аккумулятордың негізгі құрылғысы кез-келген жоғары жылдамдықта зарядтауды қамтымайды: гальваникалық элементтің ішкі кедергісі артық зарядтау тогының жылуға айналуына әкеледі, бұл құрылғыны біржола зақымдауы мүмкін.
Физикалық тұрғыдан алғанда, зарядтау уақыты электролит арқылы белсенді материалдың максималды диффузия жылдамдығымен шектеледі. Бір сағатта толық сыйымдылықты қалпына келтіру жақсы көрсеткіш деп санауға болады. Разряд тереңдігі. Номиналды қуаттың пайызында көрсетіледі. Пайдалы сыйымдылықты сипаттайды. Батареялардың әртүрлі түрлері үшін жұмыс разрядының ұсынылған деңгейі
Қорғасын-қышқыл
Бұл батареялардың автономды қуат көзі ретінде ең ұзақ танымал тарихы бар. Бұл батареялардың көпшілігі қорғасын тақталарынан немесе торлардан жасалған, онда торлардың бірі (оң электрод) кристалл түрінде қорғасын диоксидімен жабылған. Күкірт қышқылынан тұратын Электролит қорғасын сульфаты түзілу үшін қорғасын мен қорғасын диоксидінің реакцияларына қатысады. Соңғы иондардың қозғалысы разряд тогын құрайды. Заряд катодтағы қорғасын диоксидінің зарядын токпен азайту арқылы жүреді.
Батареялардың бұл түрі келесі ерекшеліктерге байланысты жүздеген жылдар бойы сұранысқа ие болды:
күшті және әлсіз токтарды өндіруде көптеген мүмкіндіктер;
зарядты бақылау болған кезде жүздеген циклдардың сенімділігі;
салыстырмалы түрде төмен құны (қорғасын никель, кадмий, литий немесе күмістен гөрі сыйымдылыққа қарағанда арзан);
Достарыңызбен бөлісу: |
|
|
