Аккумуляторы доклад – Применение аккумуляторов — презентация, доклад, проект скачать

Доклад о применении аккумуляторов | Kratkoe.com

«Применение аккумуляторов» доклад 8 класс физика, кратко изложенный в этой статье, поможет Вам подготовиться к занятию.

Доклад о применении аккумуляторов

Что такое аккумулятор?

Аккумулятор – это химический накопитель энергии, благодаря его определенным реакциям он способен накапливать в себе энергию и выдавать ее обратно по мене необходимости  в результате химических реакций. Хотя большая часть энергии во время этих реакций теряется, но ничего с этим поделать нельзя. После изобретения аккумулятора энергия стала более мобильной. Например, телефонный аккумулятор хоть и маленького размера, но прекрасно удерживает энергию для ее беспечного использования.

Опыт по созданию аккумулятора впервые был проведен в первые годы XIX века такими учеными как Петров и Риттер. Вклад в изучение их свойств, совершенствование и разработку конструкции внесли Ленц, Лачинов, Тверитинов, Бенардос, Яблочков, Гров, Планте. В 1900 году Эдисон изобрел аккумулятор щелочного типа, получивший широкое распространение.

Применение аккумуляторов +в жизни человека весьма популярное явление – без них уже сложно представить свое существование. Взять хотя бы мобильный телефон, которым пользуются сегодня абсолютно все на планете. Поскольку с каждым годом прогресс идет вперед, то и объемы производства растут вместе с ним. В докладе мы постараемся обозначить основные сферы применения аккумуляторов.

 Применение аккумуляторов в технике

Аккумуляторы широко применяются для авто и других видов техники. Особенно популярны свинцовые пластины на накопителях, так как они улучшают энергоподачу и служат довольно долго.  В автомашинах приоритетным являются аккумуляторы с кислотным электролитом. Также в технике используются гидравлические или пневматические накопители.

На промышленных предприятиях устанавливаются тепловые аккумуляторы для выравнивания силовой и тепловой нагрузки у техники. Благодаря им ездят троллейбусы, железнодорожные вагоны, электрокары. Аккумуляторные батареи оснащают штабелеры и погрузчики.

Кроме того, их часто устанавливают на подъемниках и электровозах, так как характеризуются высоким запасом механической прочности и длительным сроком службы. Они используются для запуска дизеля, старта самолетных двигателей и заряда электронных приборов. Ведь они накапливают достаточное количество энергии, чтобы «оживить» громадные машины из стали.

Применение аккумуляторов в быту

В быту аккумуляторы применяются не реже и тоже большей частью в технике, которой пользуется человек. Накопители встроены в портативные устройства: нетубуки, ноутбуки, смартфоны и мобильные телефоны. Также они используются для аварийного освещения помещения в том случае, когда внезапно отключается свет.

Как видите, аккумуляторы являются неотъемлемой частью нашей жизни. Они везде, под капотом Вашей машины, на Вашем рабочем месте и дома.

Надеемся, что доклад о применении аккумуляторов краткопомог Вам узнать много полезной информации. Дополнить доклад о применение аккумуляторов 8 класс может через форму комментариев ниже.

Доклад — Аккумуляторы — Физика

Первым кто открыл возможность получения тока иным, чем электризация трением, способом был итальянский ученный Луиджи Гальвани (1737-1798). Однажды он заметил, что лапка мёртвой лягушки пришла в движение при соприкосновении с её нервом стального скальпеля. Это открытие заставило Гальвани поставить ряд опытов для обнаружения причины возникновения электрического тока.

В основе принципа действия различных типов аккумуляторов лежит явление электролиза, где используется его важное свойство – обратимость. Электролиз – изменение химического состава раствора при прохождении через него электрического тока, обусловленное потерей или присоединением электронов ионами.

Аккумулятор – прибор для накопления электрической энергии с целью её дальнейшего использования.

Аккумулятор можно изготовить аналогично гальваническому элементу, использовав для этой цели две свинцовые пластины, погруженные в раствор содержащий одну часть серной кислоты на пять частей воды. Для зарядки аккумулятора соединяют последовательно два таких элемента и амперметр и пропускают через них ток.

Как только через аккумулятор начинает идти ток, возле катода возникают пузырьки водорода. На аноде, как следовало ожидать, освобождается кислород. Однако его выделением дело не ограничивается. Пластина анода постепенно приобретает темно-коричневый цвет вследствие образования на ее поверхности перекиси свинца (PbO2 )за счет того, что некоторое количество кислорода соединяется химически с материалом пластины. При образовании PbO2

ток зарядки падает, указывая на возрастание сопротивления аккумулятора. Когда аккумулятор зарядится полностью, присоединяемый к нему вольтметр покажет напряжение несколько более 2 вольт.

В сущности, процесс зарядки состоит в том, что две одинаковые вначале пластины аккумулятора вследствие электролиза становятся разными; одна из них, по-прежнему остаётся свинцовой (-), а материал другой превращается в перекись свинца (+).

Химические реакции в аккумуляторе протекают следующим образом (в процессе зарядки реакции идут слева направо, при разрядке – в обратном направлении):

Зарядка →

← Разрядка

2PbSO4 + 2h3 O PbO2 + Pb + h3 SO4

При производстве промышленных аккумуляторов положительные пластины покрывают очень толстым слоем перекиси свинца. Отрицательные пластины делают из пористого губчатого свинца.

Напряжение обычной аккумуляторной батареи, состоящей из трех последовательно соединенных аккумуляторов, составляет немногим больше 6 вольт. Коэффициент полезного действия аккумуляторной батареи – около 75%. Цифра указывающая долю запасенной в аккумуляторе электроэнергии проставляется на батарее. Она выражается в

ампер-часах. Например 120 ампер-часов. Значит при полной зарядке аккумулятор сможет давать ток в 1 ампер в течение 120 часов, или ток в 2 ампера в течение 60 часов.

Благодаря внутреннему низкому сопротивлению аккумуляторов можно получать очень сильные токи.

Батарею постоянно следует поддерживать в заряженном состоянии частой подзарядкой, даже если она не находится в работе. Зажимы батареи необходимо содержать в чистоте и смазывать вазелином для предотвращения коррозии. Ни в коем случае нельзя допускать замерзания батарей.

Основное применение аккумуляторные батареи имеют для запуска двигателей автомобилей и других машин. Так же их можно использовать как временные источники электроэнергии в отдаленных от населенных пунктов местах. При этом не следует забывать, что аккумуляторы нужно поддерживать в заряженном состоянии (энергия солнца например). В автомобилях будущего аккумуляторы планируется использовать для питания экологически чистых электромоторов.

Литература:

1. Л.Эллиот, У.Уилкокс, Физика, Москва 1963, ГИФМЛ, стр. 495

2. О.Кабардин, Физика, справочные материалы, Москва 1991, «Просвещение», стр. 164

Теоретический лицей «Gaudeamus»

Реферат на тему:

АККУМУЛЯТОРЫ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: БЕЛЯЕВА С.И.

ВЫПОЛНИЛ: ОЧАКОВСКИЙ А. 91 кл.

КИШИНЕВ 2003

Применение аккумулятора — доклад сообщение по физике 8 класс

Аккумулятор – накопитель энергии, который может впитывать энергию в себя, и при необходимости отдавать другим приборам. Правда, часть питания просто улетучиваться, но эту проблему никак не исправишь, так устроен источник. Благодаря ему энергия стала мобильной, транспортабельной.

Самый первый опыт был произведен в XIX веке, ученых звали В. Петров и И. Риттер. Они попробовали создать накопитель и дали другим идею на то чтобы закончить их работу. В 1900 году, известный на весь мир, Эдисон изобрел самый первый аккумулятор шеллачного типа, который получил большое применение в жизни людей.

Источник энергии применяется для автомобилей и прочей электронной технике. Одни из самых популярных являются свинцовые пластины. Они повышают энергоподачу и при этом служат довольно долго, если сравнивать с другими. Также существуют аккумуляторы: пневматические, с кислотным электролитом, гидравлические. Все они широко используются людьми в машинах и различных видах техники.

В промышленности чаще всего ставят тепловые аккумуляторы. Их особенность заключается в том, что они выравнивают силовую и тепловую нагрузку на прибор. Именно с помощью их ездят современные электромашины, троллейбусы, железнодорожный транспорт.

Также они играют важную роль в старте машины, строительной техники, самолетов. У них есть необходимое питание, чтобы начать движение. Они, можно сказать «оживляют» транспорт.

В быту накопители используются даже чаще. Почти все приборы, что нас окружают, имеют источник.  Источники встроены в устройства: ноутбуки, нетбуки, смартфоны, мобильные телефоны. При этом они не занимают много места и дают достаточно энергии на несколько дней пользования.

Во всех зданиях они играют неотъемлемую роль в аварийном освещении. Если по какой-то причине выключиться свет, то аккумулятор может дать его на некоторое время. Тем самым  дать работникам устранить неполадку.

Аккумуляторы играю важную роль в жизни человека. Они окружают нас повсюду: на улице, на роботе, дома. Люди настолько привыкли к ним, что уже не смогут отказаться. Ученые разрабатывают новые модели, лучше предыдущих вариантов. Они увеличивают емкость энергии, которая может поместиться внутрь, уменьшают размер, что придает больше мобильности.

Вариант 2

В настоящее время человечество использует различные приборы и машины для того, чтобы облегчить свою жизнь. Встретить подобную технику можно везде. Автомобили, стиральные машины, телевизоры и даже Интернет – все это можно отнести к данным приспособлениям, без которых жизнь уже не представляется. Аккумуляторы также являются частью нашего быта. Но из чего они состоят? И где применяются?

Краткое описание и строение аккумуляторов.

Аккумулятор – это источник электрической энергии, используемый много раз. Как правило, его используют для питания электротехники. Данное создание появилось в 1803 году. Все благодаря немцу Иоганну Риттеру. Его прототип представлял собой 50 кружков, сделанных из меди и расположенных в столб. Между этими кружками находилось намоченное сукно. После каждого пропускания тока это сооружение вело себя как источник электрической энергии. Современные аккумуляторы работают на основе химии. Суть в том, что направление тока при заряде противоположно пути при разряде. Работу явления можно показать на формулах двух реакций:

1) Pb + SO42- — 2e = PbSO4 – анод случайного прибора.

2) PbO2 + SO42- + 4H+ +2e = PbSO4 + 2H2O – катод случайного прибора.

У аккумуляторов разные характеристики. Например, разные способы заряда. К сведению, их 4 вида: медленный и постоянный, быстрый, ускоренный и реверсивный. Еще стоит учитывать емкость самих аккумуляторов, плотность электроэнергии, температуру и, собственно, типы аккумуляторов. Их очень много, точно не сосчитать. Известны около 35 типов аккумуляторов, и все они различные.

Применение аккумуляторов и самые известные типы.

Как правило, людьми используются вот эти типы: свинцово – кислотные, никель – кадмиевые, никель – металл – гидридные, литий – ионные, литий – полимерные и никель – цинковые. Использование такое же распространение, как и сами аккумуляторы. Самое широкое применение аккумуляторов – это транспорты. Но это не все. Еще аккумуляторы используют как аварийный источник энергии и замену гальванического элемента. Естественно, нельзя было не упомянуть мобильные телефоны, причем, используют аккумуляторы и в смартфонах, и в старых кнопочных телефонах. Также аккумуляторы используют для работы некоторых строительных инструментов, работающие на электричестве. Последнее, где используют аккумуляторы – это медицина.

Другие сочинения:

Применение аккумулятора

Несколько интересных сочинений

  • Трагедия народа в поэме Реквием Ахматовой сочинение

    В своей поэме «Реквием» Анна Ахматова описала весь ужас сталинских репрессий. Уникальность поэмы заключается в том, что написана она была как раз тогда, когда происходили эти страшные события

  • Сочинение на тему Когда мой папа учился в школе

    Когда мы гуляем по парку, мой папа очень любит рассказывать мне истории о своих школьных годах. Ему очень нравилось ходить в школу, потому что там было интересно, и было много друзей.

  • Анализ сказки Самоотверженный заяц Салтыкова-Щедрина сочинение

    Конфликтом сказки, описанных писателем, является провинность зайца, который не остановился по зову более сильного животного, за что приговаривается волком к смертной казни, но при этом волк не стремится в ту же секунду уничтожить добычу

  • Сочинение на тему Юбилей школы

    Наконец-то наступил долгожданный день – это юбилей нашей школы. Я и все учащиеся с нетерпением ждали этот день, потому что знали, что будет очень интересно и весело.

  • Лирика Тютчева — сочинение

    Лирика – это род литературных произведений, выражающих чувства и переживания. В творчестве Тютчева, лирическая поэзия занимает значимое место.

Доклады на тему » Как устроен и как работает аккумулятор

Современное производство, да и всю нашу жизнь невозможно представить без аккумуляторов и батареек. Они необходимы для работы автомобилей, сотовых телефонов, ноутбуков и даже детских игрушек. А при аварийных отключениях электроснабжения они обеспечивают бесперебойную работу различного оборудования. Сегодня в докладе мы познакомим вас с устройством и работой аккумуляторных батарей и литий-ионных аккумуляторов.

Общие сведения об аккумуляторных батареях

Аккумуляторы — устройства, которые являются химическими источниками тока. Они способны накапливать электрическую энергию и отдавать ее по мере необходимости.

Т.е. заряженный аккумулятор является источником электроэнергии. Для зарядки его следует подключить к постороннему источнику питания. При этом происходит процесс превращения электрической энергии источника тока в химическую энергию аккумулятора.

При подключении его к внешней цепи происходит его разрядка, в процессе которой его химическая энергия превращается в электрическую.

Автомобильный аккумулятор

Система электроснабжения автомобиля обязательно включает аккумуляторную батарею. Она предназначена для запуска двигателя, питания некоторых устройств (сигнализации, дворников, кондиционера и т.д.) Его значение столь велико, что часто его называют «сердцем автомобиля».

Как же устроен аккумулятор? Немного упростив детали, его конструкцию можно представить как систему решетчатых свинцовых пластин, находящихся в проводящей жидкости-электролите. Этот химический раствор состоит из 65% воды и 35% серной кислоты. Обычно в аккумуляторе 6 элементов, каждый из которых дает напряжение 2 V. Всего на клеммы аккумуляторной батареи поступает напряжение 12 V. При этом напряжении энергии аккумулятора достаточно для того, чтобы заработал стартер и завёлся двигатель.

В каждом элементе есть положительная и отрицательная пластина. Т. е. на одной — избыток электронов, а на другой их недостаток. Положительные пластины покрыты двуокисью свинца, а отрицательные губчатым свинцом. Когда аккумулятор подключают к потребителю, между покрытием пластин и электролитом начинаются химические реакции, порождающие электрический ток. Именно по электролиту происходит движение электронов от отрицательной пластины к положительной.

В результате этого процесса на пластинах выделяется сульфат свинца, а электролит при этом истощается. И аккумулятору нужно вновь зарядиться. Заряжающую функцию выполняет генератор переменного тока автомобиля. Когда автомобиль движется, работающий двигатель и приводит в действие генератор, подзаряжающий аккумулятор. Зарядка производится в процессе обратной химической реакции. Выходящие из генератора электроны, восстанавливают покрытие свинцовых пластин и плотность электролита. Аккумулятор вновь готов к работе. Если же аккумулятор не успевает полностью восстановить свой заряд от генератора, его подключат к специальному зарядному устройству.

Срок службы аккумулятора зависит от многих факторов: манеры езды водителя, насколько регулярно и правильно проводится его зарядка и обслуживание т.д.

Вообще стандартный ресурс работы аккумулятора 4 года. За этот период постепенно усиливается сульфатизация пластин, и они перестают принимать зарядный ток. Эта маленькая электростанция может и не подавать вида, что ей требуется замена. А просто в один прекрасный момент водитель не сможет завести двигатель.

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Самый популярный вид аккумулятора, применяемый в электронной бытовой технике (сотовых телефонах, ноутбуках и т. д.) — это литий-ионный аккумулятор. Его популярность легко объяснима. Это устройство выгодно отличается от своих собратьев:

  • более быстрой зарядкой;
  • большей мощностью;
  • меньшим весом;
  • более долгим сроком службы;
  • низким саморазрядом.

В подтверждение этих достоинств приведём такие цифры — число рабочих циклов у них достигает 1000, что в 2 раза больше чем у других подобных устройств; а напряжение на отдельном элементе достигает 3,6 В, тогда как у других видов аккумуляторов не превышает и 2В.

Важным его достоинством является «эффект памяти», позволяющий ставить устройство на подзарядку в любой момент, независимо от имеющегося уровня зарядки. Это особенно важно, если предстоит его непрерывная и длительная эксплуатация.

Устройство и принцип работы

Литий-ионные аккумуляторы могут иметь либо цилиндрическую, либо плоскую форму. Его электроды разделены слоем сепаратора и электролита. Для изготовления катода используют литий, анод выполняется из пористого углерода. Пропиленовый сепаратор разделят разноименно заряженные электроды. Носителями заряда являются ионы электролита. В процессе разряда их поток направлен от анода к катоду. При зарядке — от катода к аноду. Контакты от катодов и анодов подсоединены к наружным клеммам. Причём к алюминиевому корпусу устройства подключен положительный электрод. Для безопасной эксплуатации предусмотрена защита, предохраняющая устройство от перезаряда.

Срок их службы зависит от количества зарядов и разрядов. Если предполагается их длительное хранение без использования, лучше всего это сделать при половинном заряде аккумулятора

К недостаткам литий-ионных аккумуляторов можно отнести их относительно высокую стоимость.

Автор: Драчёва Светлана Семёновна


Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя в группе ВКонтакте. А ещё — спасибо, если ты нажмёшь на одну из кнопочек «лайков»:

Вы можете оставить комментарий к докладу.

Доклад — Аккумуляторы и принцип их работы

Министерство науки и образования Республики Казахстан

Актюбинский государственный университет им. К. Жубанова

Факультет: технический.

Специальность: металлургия.

Реферат.

По дисциплине: Физическая химия.

На тему: Аккумуляторы и принцип их работы.

Выполнил: студент Тихонов Тимур

Проверил(а): Байманова

Актобе 2010.

Содержание

1. Свинцово-кислотный аккумулятор

2.Принцип действия

3. Устройство

4. Физические характеристики

5. Эксплуатационные характеристики

6. Эксплуатация

7. Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

8. Хранение

9. Износ свинцово-кислотных аккумуляторов

10. Электри́ческий аккумуля́тор

11. Принцип действия

12. Никель-ка́дмиевый аккумуля́тор

13. Параметры

14. Области применения

Свинцово-кислотный аккумулятор — наиболее распространенный на сегодняшний день тип аккумуляторов, изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте. Основные области применения: стартерные батареи в автомобильном транспорте, аварийные источники электроэнергии.

Принцип действия

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде. Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном.

Химическая реакция (слева-направо — разряд, справа-налево — заряд):

· Катод:

· Анод:

В итоге получается, что при разрядке аккумулятора расходуется серная кислота с одновременным образованием воды (и плотность электролита падает), а при зарядке, наоборот, вода «расходуется» на образование серной кислоты (плотность электролита растет). В конце зарядки, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При зарядке не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо ее долить.

Устройство

Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из положительных и отрицательных электродов, сепараторов (разделительных решеток) и электролита. Положительные электроды представляют собой свинцовую решётку, а активным веществом является перекись свинца (PbO2 ). Отрицательные электроды также представляют собой свинцовую решётку, а активным веществом является губчатый свинец (Pb). На практике в свинец решёток добавляют сурьму в количестве 1-2 % для повышения прочности. Сейчас в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обеих пластинах, или только в положительных (гибридная технология). Электроды погружены в электролит, состоящий из разбавленной серной кислоты (h3 SO4 ). Наибольшая проводимость этого раствора при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) достигается при его плотности 1,26 г/см³. Однако на практике, часто в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29 −1,31 г/см³. (Это делается потому, что при разряде свинцово-кислотного аккумулятора плотность электролита падает, и температура его замерзания, т.о, становится выше, разряженный аккумулятор может не выдержать холода.)

В новых версиях свинцовые пластины (решетки) заменяют вспененным карбоном, покрытым тонкой свинцовой пленкой, а жидкий электролит может быть желирован силикагелем до пастообразного состояния. Используя меньшее количество свинца и распределив его по большой площади, батарею удалось сделать не только компактной и легкой, но и значительно более эффективной — помимо большего КПД, она заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов. [1]

Физические характеристики

· Теоретическая энергоемкость: около 133 Вт·ч/кг.

· Удельная энергоемкость (Вт·ч/кг): 30-60 Вт·ч/кг.

· Удельная энергоплотность (Вт·ч/дм³): около 1250 Вт·ч/дм³.

· ЭДС заряженного аккумулятора = 2,11 В, рабочее напряжение = 2,1 В (6 секций в итоге дают 12,7 В).

· Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75 — 1,8 В (из расчета на 1 секцию). Ниже разряжать их нельзя.

· Рабочая температура: от минус 40 до плюс 40

· КПД: порядка 80-90%

Напряжение ~ Заряд
12.70 V 100 %
12.46 V 80 %
12.24 V 55 %
12.00 V 25 %
11.90 V 0 %

Эксплуатационные характеристики

· Номинальная ёмкость, показывает количество электричества, которое может отдать данный аккумулятор. Обычно указывается в ампер-часах, и измеряется при разряде малым током (1/20 номинальной емкости, выраженной в а/ч).

· Стартерный ток (для автомобильных). Характеризует способности отдавать сильные токи при низких температурах. В большинстве случаев замеряется при -18°С (0°F) в течение 30 секунд. Различные методики замера отличаются, главным образом, допускаемым конечным напряжением.

· Резервная емкость (для автомобильных). Характеризует время, в течение которого аккумулятор может отдавать ток 25А. Обычно составляет порядка 100 минут.

Эксплуатация

Ареометр может быть использован для проверки удельного веса электролита каждой секции

При эксплуатации «обслуживаемых» аккумуляторов (с открываемыми крышками над банками) на автомобиле при движении по неровностям неизбежно происходит просачивание проводящего электролита на корпус акуумулятора. Во избежание сильного саморазряда необходимо периодически нейтрализовывать электролит протиранием корпуса, например слабым раствором пищевой соды. Кроме того, особенно в жаркую погоду, происходит испарение воды из электролита, что увеличивает его плотность и может оголить свинцовые пластины. Поэтому необходимо следить за уровнем электролита и своевременно доливать дистиллированную воду.

Такие нехитрые операции вместе с проверкой автомобиля на утечку тока и периодической подзарядкой аккумулятора могут на несколько лет продлить срок эксплуатации батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

По мере снижения окружающей температуры, параметры аккумулятора ухудшаются, однако в отличие от прочих типов аккумуляторов, свинцово-кислотные снижают их относительно медленно, что не в последнюю очередь обусловило их широкое применение на транспорте. Очень приблизительно можно считать, что емкость снижается вдвое при снижении окружающей температуры на каждые 15°С начиная от +10°С, то есть, при температуре -45°С свинцово-кислотный аккумулятор способен отдать лишь несколько процентов первоначальной емкости.
Снижение емкости и токоотдачи при низких температурах обусловлено, в первую очередь, ростом вязкости электролита, который уже не может в полном объеме поступать к электродам, и вступает в реакцию лишь в непосредственной близости от них, быстро истощаясь.
Еще быстрее снижаются зарядные параметры. Фактически, начиная с, примерно -15°С, заряд свинцово-кислотного аккумулятора почти прекращается, что приводит к быстрой прогрессирующей разрядке аккумуляторов при эксплуатации в режиме коротких частых поездок (так называемый, «режим доктора»). В этих поездках аккумулятор практически не заряжается, его необходимо регулярно заряжать внешним зарядным устройством.
Считается, что не полностью заряженный аккумулятор в мороз может растрескаться из-за замерзания электролита. Однако раствор серной кислоты в воде замерзает совсем не так, как чистая вода — он постепенно густеет, плавно переходя в твердую форму. Такой режим замерзания вряд ли способен вызвать разрыв стенок незамкнутого сосуда (а банка аккумулятора — незамкнутый объем). Электролит, в массовой литературе называемый «замерзшим» фактически еще можно перемешивать.
Растрескивание стенок аккумулятора при морозах действительно бывает, но в основном является следствием изменения свойств применяемого для стенок материала, а не расширением электролита при замерзании.

Хранение

Свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо хранить только в заряженном состоянии. При температуре ниже −20 °C заряд аккумуляторов должен проводиться постоянным напряжением 2,275 В/секцию, 1 раз в год, в течение 48 часов. При комнатной температуре — 1 раз в 8 месяцев постоянным напряжением 2,35 В/секцию в течение 6-12 часов. Хранение аккумуляторов при температуре выше 30 °C не рекомендуется.

Слой грязи и накипи на поверхности аккумулятора создает проводник для тока от одного контакта к другому и приводит к саморазряду аккумулятора, после чего начинается преждевременная сульфатизация пластин и поэтому поверхность аккумулятора необходимо поддерживать в чистоте (то есть его надо мыть перед хранением) Хранение свинцово-кислотных аккумуляторов в разряженном состоянии приводит к быстрой потере их работоспособности.

При длительном хранении аккумуляторов и разряде их большими токами (в стартерном режиме), или при уменьшении ёмкости аккумуляторов, нужно проводить контрольно-тренировочные (лечебные) циклы, то есть разряд-заряд токами номинальной величины.[2]

Износ свинцово-кислотных аккумуляторов

При использовании технической серной кислоты и недистиллированной воды ускоряются саморазрядка, сульфатация, разрушение пластин и уменьшение емкости аккумуляторной батареи.

В результате каждой реакции образуется нерастворимое вещество — сернокислый свинец PbSO4, осаждающийся на пластинах, который образует диэлектрический слой между токоотводами и активной массой. Это один из недостатков, влияющий на срок службы свинцово-кислотной аккумуляторной батареи.

Основными процессами износа свинцово-кислотных аккумуляторов являются:

сульфатация пластин, заключающаяся в образовании крупных кристаллитов сульфата свинца, который препятствует протеканию обратимых токообразующих процессов;

коррозия электродов, т.е. электрохимические процессы окисления и растворения в электролите, что вызывает осыпание материала токоотводов;

— слабая механическая прочность или плохое сцепление активной массы с токоотводами, что приводит к опаданию активной массы;

— оползание и осыпание активной массы положительных электродов, связанное с разрыхлением, нарушением однородности.

Хотя «мертвую» батарею, как правило, самому починить нельзя, некоторые источники описывают химические растворы и прочие способы[3] способные «десульфатизировать» пластины. Простой способ предполагает использование раствора сульфата магния (лекарства)[4]. Раствор заливается в секции после чего батарею разряжают и заряжают несколько раз. Сульфат свинца и прочие остатки химической реакции осыпаются при этом на дно батареи, что может привести к замыканию секции поэтому обработанные секции желательно промыть и заполнить новым электролитом номинальной плотности. Это позволят несколько продлить срок использования устройства. Также возможно соединить две слабые батареи параллельно. Если батарея имеет одну или несколько секций которые не работают (то есть не дают 2.17 вольта — например если корпус имеет трещины) возможно соединить две (или больше) батареи последовательно: к плюсовому контакту первой батареи подключаем плюсовой провод потребителя, к минусовому контакту второй батареи — минусовой провод потребителя, а две оставшихся контакта батареи соединяются кабелем. Такая батарея имеет суммарное напряжение работающих секций и поэтому количество работающих секций должно быть не более шести — то есть необходимо слить электролит из излишних секций. Такой вариант подходит для транспортных средств с просторным моторным отделением.

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока многоразового действия (в отличие от гальванического элемента, химические реакции, непосредственно превращаемые в электрическую энергию в них, многократно обратимы). Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.

Принцип действия

Замена аккумулятор­ной батареи на электро­погруз­чике

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю. Ёмкость аккумуляторов обычно измеряют в ампер⋅часах.

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита. Сейчас наиболее распространены следующие аккумуляторы:

Тип ЭДС (В) Область применения
свинцово-кислотные (Lead Acid) 2,1 автомобили, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания
никель-кадмиевые (NiCd) 1,2 замена стандартного гальванического элемента, строительные электроинструменты, троллейбусы.
никель-металл-гидридные (NiMH) 1,2 замена стандартного гальванического элемента, электромобили
литий-ионные (Li‑ion) 3,6 мобильные устройства, строительные электроинструменты, электромобили
литий-полимерные (Li‑pol) 3,7 мобильные устройства, электромобили
никель-цинковые (NiZn) 1,6 замена стандартного гальванического элемента

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах). Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH-аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd- и NiMH-аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, даже не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

Никель-ка́дмиевый аккумуля́тор (NiCd) — вторичный химический источник тока, в котором анодом является гидрат закиси никеля Ni(OH)2 с графитовым порошком (около 5–8 %), электролитом — гидроксид калия KOH плотностью 1,19-1,21 с добавкой гидроксида лития LiOH (для образования никелатов лития и увеличения ёмкости на 21–25 %), катод — гидрат закиси кадмия Cd(OH)2 или металлический кадмий Cd (в виде порошка). ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора около 1,37 В, удельная энергия около 45 — 65 Вт·ч/кг. В зависимости от конструкции, режима работы (длительные или короткие разряды) и чистоты применяемых материалов, срок службы составляет от 100 до 3500 циклов заряд-разряд.

Параметры

· Теоретическая энергоёмкость: 237 Вт·ч/кг.

· Удельная энергоёмкость: 45–65 Вт·ч/кг.

· Удельная энергоплотность: 50–150 Вт·ч/дм³.

· Удельная мощность: 150..500 Вт/кг.

· ЭДС = 1,37 В.

· Рабочее напряжение = 1,2 В.

· Нормальный ток зарядки = 1/4 ёмкости, время зарядки = 6 часов.

· Саморазряд: 10 % в месяц.

· Рабочая температура: −15…+40 °С.

В отличие от обычных, одноразовых, элементов питания, NiCd-аккумулятор держит напряжение «до последнего», а затем, когда энергия аккумулятора будет исчерпана, напряжение быстро снижается. Это приводит к проблемам при использовании батарей, состоящих из большого количества элементов. Недорогой контроллер аппаратуры, использующей аккумуляторы, может «не заметить» переразряда одного элемента, в результате чего резко падает ресурс батареи в целом.

Электроды никель-кадмиевых аккумуляторов изготавливаются как штамповкой из листа, так и прессованием из порошка. Прессованные электроды технологически дешевле и обладают более высокими показателями заявленной емкости, в связи с чем все аккумуляторы «бытового» назначения — прессованные. Однако прессованные системы подвержены так называемому «эффекту памяти». Эффект памяти проявляется, когда аккумулятор подвергают зарядке раньше, чем он реально разрядится. В электро-химической системе аккумулятора появляется «лишний» двойной электрический слой и его напряжение снижается на 0.1В. Типичный контроллер аппарата, использующего аккумулятор, интерпретирует это снижение напряжения как разрядку батареи и сообщает, что батарея «плохая». Реального снижения энергоемкости при этом не происходит, и хороший контроллер может обеспечить полное использование емкости аккумулятора. Тем не менее, в типичном случае, контроллер побуждает пользователя производить все новые и новые циклы зарядки. А это и приводит к тому, что пользователь своими руками, из лучших побуждений, «убивает» батарею. То есть, можно сказать, что батарея выходит из строя не столько от «эффекта памяти» прессованных электродов, сколько от «эффекта беспамятства» недорогих контроллеров.

Аккумулятор, разряжаемый и заряжаемый слабыми токами (например, в пульте дистанционного управления телевизором), быстро теряет ёмкость и пользователь считает его вышедшим из строя. Так же и аккумулятор, длительное время стоявший на подзарядке (например, в системе бесперебойного питания) потеряет емкость, хотя напряжение будет правильным. То есть, использовать никель-кадмиевый аккумулятор в буферном режиме нельзя. Тем не менее, один цикл глубокой разрядки и последующая зарядка полностью восстановят ёмкость аккумулятора.

При систематических недозарядках NiCd аккумуляторы теряют первоначальную ёмкость, но перезарядов они не боятся, а наоборот, повышают свою активность. Поэтому их лучше перезаряжать, чем недозаряжать.

При хранении NiCd аккумуляторы также теряют ёмкость, хотя и сохраняют выходное напряжение. Чтобы избежать неверной разбраковки при снятии аккумулятора с хранения, рекомендуется хранить их в разряженном виде, тогда после первой же зарядки аккумулятор будет полностью готов к использованию.

Области применения

Малогабаритные никель-кадмиевые аккумуляторы используются в различной аппаратуре как замена стандартного гальванического элемента, особенно, если аппаратура потребляет большой ток. Так как внутреннее сопротивление никель-кадмиевого аккумулятора на порядок-два ниже, мощность выдается стабильнее и без перегрева.

Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются на электрокарах, трамваях и троллейбусах (для питания цепей управления), речных и морских судах. Широко применяются в авиации в качестве бортовых аккумуляторных батарей самолётов и вертолётов. Используются как источники питания для аккумуляторных шуруповёртов, винтовёртов и дрелей.

Несмотря на развитие других электро-химических систем и ужесточение требований по экологичности, никель-кадмиевые аккумуляторы остаются безальтернативным выбором для высоконадежных решений с большой удельной мощностью, например, фонари для дайвинга.

Литература.

· Аккумуляторы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб.: 1890—1907.

· История создания первых аккумуляторов

· Сравнение характеристик NiCd, NiMH, Lead acid, Li-ion, Li-ion polymer и alkaline аккумуляторных батарей(англ.)

· Battery University(англ.) Все о гальванических элементах и аккумуляторах.

· Аккумуляторы и аккумуляторные батареи на Dig.by

· ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения

  • auto.lenta.ru/news/2006/12/19/battery/ Американцы облегчили и уменьшили аккумуляторы
  • Дасоян М. А. Современная теория свинцового аккумулятора. — Л.: «Энергия», 1975. С. 312
  • Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током
  • How to Fix a 12 Volt Rechargeable Battery | eHow.com
  • Хрусталёв Д. А. Аккумуляторы. М: Изумруд, 2003.

Аккумуляторы — Доклад

Доклад — Физика

Другие доклады по предмету Физика

Первым кто открыл возможность получения тока иным, чем электризация трением, способом был итальянский ученный Луиджи Гальвани (1737-1798). Однажды он заметил, что лапка мёртвой лягушки пришла в движение при соприкосновении с её нервом стального скальпеля. Это открытие заставило Гальвани поставить ряд опытов для обнаружения причины возникновения электрического тока.

В основе принципа действия различных типов аккумуляторов лежит явление электролиза, где используется его важное свойство обратимость. Электролиз изменение химического состава раствора при прохождении через него электрического тока, обусловленное потерей или присоединением электронов ионами.

Аккумулятор прибор для накопления электрической энергии с целью её дальнейшего использования.

Аккумулятор можно изготовить аналогично гальваническому элементу, использовав для этой цели две свинцовые пластины, погруженные в раствор содержащий одну часть серной кислоты на пять частей воды. Для зарядки аккумулятора соединяют последовательно два таких элемента и амперметр и пропускают через них ток.

Как только через аккумулятор начинает идти ток, возле катода возникают пузырьки водорода. На аноде, как следовало ожидать, освобождается кислород. Однако его выделением дело не ограничивается. Пластина анода постепенно приобретает темно-коричневый цвет вследствие образования на ее поверхности перекиси свинца (PbO2) за счет того, что некоторое количество кислорода соединяется химически с материалом пластины. При образовании PbO2 ток зарядки падает, указывая на возрастание сопротивления аккумулятора. Когда аккумулятор зарядится полностью, присоединяемый к нему вольтметр покажет напряжение несколько более 2 вольт.

В сущности, процесс зарядки состоит в том, что две одинаковые вначале пластины аккумулятора вследствие электролиза становятся разными; одна из них, по-прежнему остаётся свинцовой (-), а материал другой превращается в перекись свинца (+).

Химические реакции в аккумуляторе протекают следующим образом (в процессе зарядки реакции идут слева направо, при разрядке в обратном направлении):

Зарядка >

2PbSO4 + 2h3OPbO2 + Pb + h3SO4

 

При производстве промышленных аккумуляторов положительные пластины покрывают очень толстым слоем перекиси свинца. Отрицательные пластины делают из пористого губчатого свинца.

Напряжение обычной аккумуляторной батареи, состоящей из трех последовательно соединенных аккумуляторов, составляет немногим больше 6 вольт. Коэффициент полезного действия аккумуляторной батареи около 75%. Цифра указывающая долю запасенной в аккумуляторе электроэнергии проставляется на батарее. Она выражается в ампер-часах. Например 120 ампер-часов. Значит при полной зарядке аккумулятор сможет давать ток в 1 ампер в течение 120 часов, или ток в 2 ампера в течение 60 часов.

Благодаря внутреннему низкому сопротивлению аккумуляторов можно получать очень сильные токи.

Батарею постоянно следует поддерживать в заряженном состоянии частой подзарядкой, даже если она не находится в работе. Зажимы батареи необходимо содержать в чистоте и смазывать вазелином для предотвращения коррозии. Ни в коем случае нельзя допускать замерзания батарей.

Основное применение аккумуляторные батареи имеют для запуска двигателей автомобилей и других машин. Так же их можно использовать как временные источники электроэнергии в отдаленных от населенных пунктов местах. При этом не следует забывать, что аккумуляторы нужно поддерживать в заряженном состоянии (энергия солнца например). В автомобилях будущего аккумуляторы планируется использовать для питания экологически чистых электромоторов.

Литература:

  1. Л.Эллиот, У.Уилкокс, Физика, Москва 1963, ГИФМЛ, стр. 495
  2. О.Кабардин, Физика, справочные материалы, Москва 1991, Просвещение, стр. 164

 

Теоретический лицей Gaudeamus

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

 

 

АККУМУЛЯТОРЫ

 

 

 

 

 

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: БЕЛЯЕВА С.И.

ВЫПОЛНИЛ: ОЧАКОВСКИЙ А. 91 кл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КИШИНЕВ 2003

Сообщение на тему: Аккумуляторы

Сообщение на тему: Аккумуляторы

Аккумуляторами называют химические источники электрического тока, в которых электроды не расходуются. Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты.

hello_html_m8f0280a.jpg

Такой аккумулятор еще не дает тока. Перед использованием его надо зарядить. Для этого соединяют полюсы аккумулятора с такими же полюсами какого-либо источника тока.

hello_html_m63fd641.jpg

Ток, который идет через аккумулятор во время зарядки, изменяет химический состав его пластин. Химическая энергия аккумулятора увеличивается.

hello_html_m27837a3d.jpg

Разряжаясь аккумулятор превращает химическую энергию в электрическую. Разрядившийся аккумулятор можно заряжать снова.

Из отдельных аккумуляторов собирают батареи.

Кроме аккумуляторов кислотных (свинцовых), применяют аккумуляторы щелочные (железо-никелевые).

Железо-никелевый аккумулятор:

hello_html_m321f0aec.jpg

В настоящее время широко применяются также никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы. В авиации и космосе используют серебряно-цинковые аккумуляторы. Новые типы аккумуляторов: литий-ионные, литий-полимерные используются в мобильных телефонах, планшетах и другой современной переносной технике.

Аккумуляторы применяют в тех случаях, когда источник электрического тока выгоднее перезаряжать, чем заменять новым. В автомобиле аккумулятор служит для запуска двигателя и работы различных приборов. В космосе аккумулятор заряжается от солнечных батарей. Разряжаясь, он питает радиопередатчики и аппаратуру. 

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о