Химические источники тока.

Тема: Химические источники тока.

Вопрос 1. Общие сведения о химических источниках тока. Кислотные, щелочные, серебряно-цинковые аккумуляторы: устройство, маркировка, технические характеристики.

Аккумуляторные батареи

Аккумулятором называется устройство, способное накапливать электрическую энергию в процессе заряда и затем отдавать её потребителям в процессе разряда.

Преобразование энергии в аккумуляторе осуществляется в результате протекающих в нём химических реакций.

В свинцовом аккумуляторе процессы протекают обратимо. Активные вещества, израсходованные в процессе протекания реакции дающей электрическую энергию, могут восстанавливаться при последующем пропускании через аккумулятор постоянного тока от другого источника электрической энергии. Процесс, при котором происходит преобразование химической энергии в электрическую, называется разрядом, обратный процесс – зарядом.

Активные вещества заряженного аккумулятора:

- двуокись свинца PbO₂ на положительном электроде;

- губчатый свинец (тёмно-серого цвета) на отрицательном электроде;

- водный раствор серной кислоты (H₂SO₄ + H₂O).

В процессе разряда аккумулятора, активная масса отрицательного и положительного электродов, преобразуется в сульфат свинца (PbSO₄). При этом тёмно-серый цвет отрицательного электрода меняется на светло-серый, а тёмно-серый положительного – на светло-коричневый.

Т ак как в процессе разряда на протекание реакций расходуется серная кислота и образуется вода, плотность электролита постепенно уменьшается.

В процессе заряда аккумулятора ток по цепи протекает в противоположном направлении. При этом происходит восстановление материала электродов. Процесс сопровождается увеличением количества серной кислоты в электролите, отчего плотность его повышается.

После полного преобразования активных веществ положительного и отрицательных электродов, плотность электролита перестаёт повышаться. Это служит признаком конца заряда аккумулятора. В конце заряда начинает протекать процесс разложения воды на кислород и водород, характеризующийся появлением на поверхности электролита пузырьков газа. Этот процесс называется «кипением» электролита.

Аккумуляторная батарея состоит из последовательно соединённых аккумуляторов в эбонитовом моноблоке. Моноблок разделён на ячейки, на дне которых опорные призмы.

Положительные и отрицательные электроды разделёны сепараторами. Количество отрицательных электродов на 1 больше, чем положительных. Над блоком электродов – эбонитовый или пластмассовый щиток.

Каждый аккумулятор закрывается отдельной крышкой из эбонита. На крышке отверстие с пробкой для заливки электролита.

C –

С_АВ=С₁+С₂+С₃+…С_N

1 – количество аккумуляторов в батарее;

2 – стартерная;

3 – термопласт (материал моноблока);

4 – номинальная ёмкость;

5 – мипласт (материал сепараторов).

Вопрос 2.Требования безопасности при обслуживание аккумуляторных батарей.

Эксплуатация и техническое обслуживание аккумуляторных батарей.

Аккумуляторное помещение должно быть сухим и вентилируемым с температурой воздуха от  10^о до  30^о С, всегда заперто на замок.

К урение в аккумуляторном помещении, вход в него с огнем, пользование электронагревательными приборами, аппаратами и инструментами, могущими вызвать искру, ЗАПРЕЩАЕТСЯ, за исключением работ по пайке пластин с соблюдением установленных требований безопасности.

Вентиляция должна включаться за 30 мин перед началом зарядки батарей и отключаться после окончания зарядки и удаления всех газов, но не ранее чем через 1.5 часа.

Светильники аккумуляторных помещений должна быть выполнены во взрывозащищенном исполнении. Предохранители, штепсельные розетки, выключатели и другие коммутационные аппараты должны устанавливаться вне помещений, где производится заряд (разряд) батарей.

Стеклянные бутыли с кислотами и щелочами должны переноситься двумя лицами. При отсутствии специальной тары бутыль следует переносить в специальном деревянном ящике с ручками или на специальных носилках с отверстием посередине и обрешеткой, в которую бутыль должна входить вместе с корзинкой на 2/3 высоты. При переноске бутылей с кислотой необходимо надевать резиновый фартук, резиновые сапоги, антикислотные резиновые перчатки. Кислоту из бутылей следует выливать путем наклона бутылей с использованием специальных устройств, позволяющих фиксировать положение бутылей.

Внимание!!! При приготовлении электролита кислота должна медленно (во избежание интенсивного нагрева раствора) вливаться тонкой струей из кружки в фарфоровый или другой термостойкий сосуд с дистиллированной водой. Электролит при этом все время нужно перемешивать стержнем или трубкой из стекла либо кислотоупорной пластмассы.

Запрещается приготовлять электролит, вливая воду в кислоту. Разрешается в готовый электролит добавлять воду.

При работах с кислотой и щелочью необходимо надевать защитный костюм, резиновые сапоги (под брюки), резиновый фартук, защитные очки и резиновые перчатки. Куски едкой щелочи следует дробить в специально отведенном месте, предварительно завернув их в мешковину.

П ереносные аккумуляторы, работающие в режиме разряда, заряд которых проводится вне места их установки, могут размещаться в невзрывоопасных и не пожароопасных помещениях при условии установки над ними вытяжного вентиляционного устройства.

Электропривод вентилятора должен быть взрывозащитного исполнения.

Отсос газов должен производиться как из верхней, так и из нижней части помещения со стороны, противоположной притоку свежего воздуха.

Проверка уровня и плотности электролита в АКБ.

Применяемые средства измерения, инструмент и принадлежности:

• ареометр АЭ1;

• трубка уровнемерная;

• термометр ТП-6;

• очки;

• емкость (для дистиллированной воды);

• рукавицы для защиты от действия кислоты.

Порядок выполнения:

- снять крышку с батареи;

- вывернуть пробки из заливных отверстий (горловин) батарей;

- проверить уровень электролита, которая должен быть на 10 –12 мм выше предохранительного щитка, если уровень электролита окажется ниже указанной величины - долить дистиллированную воду;

- проверить плотность электролита в каждой батареи с помощью ареометра, отсчет величины плотности электролита производить по нижнему краю мениска.

- заряженность аккумуляторной батареи определить по плотности электролита в соответствии с нижеприведенной таблицей с учетом температурной поправки.

Плотность электролита, приведенная к 25⁰ С, г/см³

Примечание:

1. Для пользования таблицей необходимо знать с какой плотностью электролита (приведенной к температуре 25⁰ С) были установлены батареи для эксплуатации на комплекте.

2. Понижение плотности электролита на 0,01 г/см³ соответствует разряженности аккумуляторов на 5 – 6 %.

Температурная поправка.

Для измерения температуры электролита использовать термометр ТП-6 из отсека БЭС, после применения термометра для измерения температуры электролита промыть его водой, обтереть ветошью и установить на место.

- завернуть пробки заливных отверстий батарей;

- протереть батареи чистой ветошью;

- установить крышки на батареи;

- поставить крышку на нишу аккумуляторных батарей;

Батарею, разряженную более чем на 25% зимой и более чем на 50 % летом, снять с агрегата и отправить на зарядную станцию.