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 RО, 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=0,05С20 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
|