Общие сведения. Электротехнические источники питания постоянного тока на основе аккумуляторных батарей .

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

" Электротехнические источники питания постоянного тока на основе аккумуляторных батарей ".

(для студентов инженерно-технического факультета).

КУРСК 2010

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

" Электротехнические источники питания постоянного тока на основе аккумуляторных батарей".

Время выполнения - 2 часа.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

изучить устройство и работу источника питания постоянного тока на основе аккумуляторных батарей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1. Изучить химические процессы, происходящие в свинцово-кислотном аккумуляторе.

2. Изучить устройство стартерных аккумуляторных батарей.

3. Изучить основные причины выхода аккумуляторных батарей из строя.

4. Изучить порядок приготовления электролита, хранение и заряд аккумуляторных батарей.

В ОТЧЕТЕ ПРЕДСТАВИТЬ:

1. Материал, из которого изготовлены сепараторы и моноблок ба­тареи.

2. Типы батарей по степени обслуживания.

3. Маркировку одной батареи и ее расшифровку.

4. Таблицу плотности электролита в зависимости от времени года и климатической зоны.

Аккумуляторные батареи

Общие сведения

Аккумуляторные батареи, применяемые в системе электрооборудо­вания, являются источниками электрической энергии, обеспечиваю­щими питание потребителей при неработающем двигателе внутреннего сгорания или при недостаточной мощности, развиваемой генератором. Тип и конструкция аккумуляторной батареи определяются условиями ее разряда в стартерном режиме при пуске двигателя. Поскольку эти режимы наиболее тяжелые (максимальный ток и мощность), автомо­бильные аккумуляторные батареи называются стартерными.

Стартерный аккумулятор представляет собой химический источник тока, т. е. устройство, в котором происходит непосредственное преоб­разование энергии химической реакции двух реагентов (окислителями восстановителя) в электрическую энергию. Причем он является так называемым вторичным химическим источником тока, допускающим многоразовое использование. После разряда производится его повтор­ный заряд путем пропускания тока от внешней зарядной цепи в обрат­ном направлении. При этом из продуктов реакции разряженного ак­кумулятора регенерируются исходные, активные материалы. Таким об­разом, при заряде в аккумуляторе с некоторым КПД, зависящим от физико-химических процессов, аккумулируется энергия от внешнего источника. В отличие от аккумуляторов первичные химические ис­точники тока (гальванические элементы) допускают лишь однократный разряд и в дальнейшем не восстанавливаются.

К стартерным аккумуляторным батареям предъявляются следую­щие основные требования:

- максимальное рабочее напряжение, которое определяется ЭДС одного аккумулятора батареи и их количеством в последовательном со­единении;

-минимальная общая масса;

-минимальное внутреннее сопротивление (особенно при понижен­ных температурах);

-малое изменение напряжения в процессе разряда;

-максимальное количество энергии, отдаваемой с единицы массы;

-быстрое восстановление емкости в процессе заряда;

-малые габариты и большая механическая прочность;

-надежность и простота обслуживания в эксплуатации;

-малая стоимость при массовом производстве.

Наиболее полно перечисленным требованиям удовлетворяют свинцово-кислотные аккумуляторы, получившие самое широкое распрост­ранение в качестве стартерных для автомобилей. Помимо них в различ­ных областях техники также применяются щелочные аккумуляторы: никель-кадмиевые, никель-железные, никель-цинковые, серебряно-цинковые и т. д.

Щелочные аккумуляторы имеют на 20... 25 % меньшую ЭДС по сравнению со свинцово-кислотными и немного меньший КПД. В каче­стве электролита в них используется 35 %-ный раствор едкого кали (КОН) в дистиллированной воде. По сравнению с электролитом свинцово-кислотных батарей (30%-ный раствор кислоты H₂SO₄) при оди­наковых температурах он имеет меньшую удельную проводимость, что приводит к более высокому внутреннему сопротивлению щелочного аккумулятора.

В свинцово-кислотном аккумуляторе 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 не существует, поэтому определение степени его заряженности затруднено. Кроме того, они более сложны в эксплуатации, так как требуют большего объема технического обслуживания и разнообраз­ных контрольных операций, связанных с частой заменой электролита (никель-железные батареи), периодическим уравнительным доразрядом (никель-цинковые), добавкой в электролит специальных присадок при смене времен года, а также более точным контролем процесса заряда (особенно момента его окончания). Некоторые щелочные аккумулято­ры (серебряно-цинковые, никель-кадмиевые и др.) имеют большую стоимость или используют дефицитные реагенты, что не позволяет орга­низовать их массовое производство.