Bateria(element) - składa się z elektrod dodatnich i ujemnych (płyt ołowianych) oraz separatorów oddzielających te płytki, zainstalowanych w obudowie i zanurzonych w elektrolicie (roztworze kwasu siarkowego). Akumulacja energii w akumulatorze następuje podczas chemicznej reakcji utleniania - redukcji elektrod.
Bateria akumulatora składa się z 2 lub więcej serii lub (i) równoległych sekcji (akumulatorów, ogniw) połączonych ze sobą w celu zapewnienia wymaganego napięcia i prądu.Jest w stanie gromadzić, przechowywać i rozprowadzać energię elektryczną, zapewniać rozruch silnika, a także zasilać urządzenia elektryczne, gdy silnik nie pracuje.
Akumulator kwasowo-ołowiowy- akumulator, w którym elektrody wykonane są głównie z ołowiu, a elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego.
masa czynna- jest to integralna część elektrod, która ulega przemianom chemicznym podczas przepływu prądu elektrycznego podczas ładowania-rozładowania.
Elektroda Materiał przewodzący zdolny do wytwarzania prądu elektrycznego podczas reakcji z elektrolitem.
Elektroda dodatnia (anoda) - elektroda (płytka), której masa czynna w naładowanym akumulatorze składa się z dwutlenku ołowiu (PbO2).
Elektroda ujemna (katoda) - elektroda, której aktywna masa w naładowanym akumulatorze składa się z gąbczastego ołowiu.
Siatka elektrod służy do utrzymywania masy czynnej, a także do dostarczania i odprowadzania do niej prądu.
Separator - materiał używany do izolowania elektrod od siebie.
Zaciski biegunowe służą do dostarczania prądu ładowania i oddawania go pod całkowitym napięciem akumulatora.
Prowadzić -(Pb) - pierwiastek chemiczny czwartej grupy układu okresowego D. I. Mendelejewa, numer seryjny 82, masa atomowa 207,21, wartościowość 2 i 4. Ołów jest niebiesko-szarym metalem, jego ciężar właściwy w postaci stałej wynosi 11,3 g/cm3 spada podczas topienia w zależności od temperatury. Najbardziej plastyczny wśród metali, dobrze toczy się do najcieńszych arkuszy i jest łatwy do kucia. Ołów jest łatwy w obróbce i jest jednym z metali topliwych.
Tlenek ołowiu (IV)(dwutlenek ołowiu) PbO 2 to ciemnobrązowy ciężki proszek o subtelnym charakterystycznym zapachu ozonu.
Antymon to srebrno-biały metal o silnym połysku, krystalicznej strukturze. W przeciwieństwie do ołowiu jest metalem twardym, ale bardzo kruchym i łatwo pękającym na kawałki. Antymon jest znacznie lżejszy od ołowiu, jego ciężar właściwy wynosi 6,7 g/cm 3 . Woda i słabe kwasy nie wpływają na antymon. Powoli rozpuszcza się w mocnych kwasach solnym i siarkowym.
Wtyczki komórkowe zakryj otwory na ogniwa w pokrywie baterii.
Centralny korek wentylacyjny służy do zablokowania wylotu gazu w pokrywie akumulatora.
Monoblok- jest to polipropylenowa obudowa baterii, podzielona przegrodami na osobne ogniwa.
Woda destylowana dodawany do akumulatora w celu skompensowania jego strat w wyniku rozkładu wody lub parowania. Do doładowania baterie należy używać wyłącznie wody destylowanej!
Elektrolit to roztwór kwasu siarkowego w wodzie destylowanej, który wypełnia wolne objętości komórek i wnika w pory masy aktywnej elektrod i separatorów.
Jest w stanie przewodzić prąd elektryczny pomiędzy zanurzonymi w nim elektrodami. (Dla centralnej Rosji o gęstości 1,27-1,28 g/cm3 w t=+20°C).
Elektrolit wolnoobrotowy: Aby zmniejszyć niebezpieczeństwo wylania elektrolitu z akumulatora, stosuje się środki zmniejszające jego płynność. Do elektrolitu można dodać substancje, które zamieniają go w żel. Innym sposobem na ograniczenie ruchliwości elektrolitu jest zastosowanie mat szklanych jako separatorów.
otwarta bateria
- bateria z zatyczką z otworem, przez który dodaje się wodę destylowaną i usuwa produkty gazowe. Otwór może być wyposażony w system wentylacji.
zamknięty akumulator- akumulator, który jest zamknięty w normalnych warunkach, ale posiada urządzenie, które umożliwia uwolnienie gazu, gdy ciśnienie wewnętrzne przekroczy ustawioną wartość. Zwykle dodatkowe napełnienie takiego akumulatora elektrolitem nie jest możliwe.
Suchy naładowany akumulator- akumulator przechowywany bez elektrolitu, którego płytki (elektrody) są w stanie suchego naładowania.
Płyta rurowa (powłokowa)- płyta dodatnia (elektroda), która składa się z zestawu rurek porowatych wypełnionych masą czynną.
Zawór bezpieczeństwa- część korka odpowietrzającego, która umożliwia ulatnianie się gazu w przypadku nadmiernego ciśnienia wewnętrznego, ale nie pozwala na przedostanie się powietrza do akumulatora.
Ampergodzina (Ah)- jest to miara energii elektrycznej, równa iloczynowi natężenia prądu w amperach i czasu w godzinach (pojemność).
Napięcie baterii- różnica potencjałów między zaciskami akumulatora podczas rozładowania.
Pojemność baterii- ilość energii elektrycznej oddanej przez w pełni naładowany akumulator podczas rozładowywania do osiągnięcia napięcia końcowego.
Opór wewnętrzny- rezystancja prądu przepływającego przez element, mierzona w omach. Składa się z rezystancji elektrolitu, separatorów i płyt. Głównym składnikiem jest rezystancja elektrolitu, która zmienia się wraz z temperaturą i stężeniem kwasu siarkowego.
Gęstość elektrolitu - e następnie charakterystyka ciała fizycznego, równa stosunkowi jego masy do zajmowanej objętości. Jest mierzony na przykład w kg/l lub g/cm3.
Żywotność baterii- żywotność baterii w danych warunkach.
Odgazowywanie- tworzenie się gazu w procesie elektrolizy elektrolitu.
samorozładowanie- spontaniczna utrata pojemności akumulatora w stanie spoczynku. Szybkość samorozładowania zależy od materiału płytek, zanieczyszczeń chemicznych w elektrolicie, jego gęstości, czystości akumulatora i czasu jego działania.
emf baterii(siła elektromotoryczna) to napięcie na biegunach w pełni naładowanego akumulatora w obwodzie otwartym, to znaczy przy braku prądów ładowania lub rozładowania.
Cykl- jedna sekwencja ładowania i rozładowania elementu.
Powstawanie gazów na elektrodach akumulatora ołowiowego. Jest szczególnie obficie uwalniany w końcowej fazie ładowania akumulatora ołowiowego.
Baterie żelowe- są to szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe (nieuszczelnione, ponieważ przy otwarciu zaworów następuje niewielkie wydzielanie gazów), zamknięte, całkowicie bezobsługowe (nie dopełniane) z kwaśnym elektrolitem żelowym (Dryfit i Gelled Electrolite) -Technologie żelowe).
Technologia AGM(Absorbed Glass Mat) - chłonne podkładki z włókna szklanego.
Zwrot energii- stosunek ilości energii oddanej podczas rozładowania akumulatora do ilości energii potrzebnej do naładowania go do stanu pierwotnego w określonych warunkach. Zwrot energii dla akumulatorów kwasowych w normalnych warunkach pracy wynosi 65%, a dla baterii alkalicznych 55 - 60%.
Specyficzna energia- energia wydzielana przez akumulator podczas rozładowania na jednostkę jego objętości V lub masy m, tj. W \u003d W / V lub W \u003d W / m. Energia właściwa akumulatorów kwasowych wynosi 7-25, niklowo-kadmowych 11-27, niklowo-żelaznych 20-36, srebrno-cynkowych 120-130 W*h/kg.
Zwarcie w bateriach dzieje się, gdy połączenie elektryczne płyty o różnej polaryzacji.
Bateria - Bateria EMF - Siła elektromotoryczna
Sem baterii nie podłączonej do obciążenia wynosi średnio 2 wolty. Nie zależy to od wielkości baterii i wielkości jej płytek, ale jest określane przez różnicę w substancjach aktywnych płyt dodatnich i ujemnych.W niewielkich granicach siła elektromotoryczna może różnić się od czynników zewnętrznych, z których praktyczne znaczenie ma gęstość elektrolitu, tj. mniej lub bardziej zawartość kwasu w roztworze.
Siła elektromotoryczna rozładowanego akumulatora z elektrolitem o dużej gęstości będzie większa niż siła elektromotoryczna naładowanego akumulatora ze słabszym roztworem kwasu. Dlatego stopień naładowania akumulatora o nieznanej początkowej gęstości roztworu nie powinien być oceniany na podstawie odczytów urządzenia podczas pomiaru emf bez podłączonego obciążenia.
Akumulatory mają rezystancję wewnętrzną, która nie pozostaje stała, ale zmienia się podczas ładowania i rozładowania, w zależności od składu chemicznego substancji aktywnych. Jednym z najbardziej oczywistych czynników oporności akumulatora jest elektrolit. Ponieważ rezystancja elektrolitu zależy nie tylko od jego stężenia, ale także od temperatury, rezystancja akumulatora zależy również od temperatury elektrolitu. Wraz ze wzrostem temperatury opór maleje.
Obecność separatorów zwiększa również opór wewnętrzny elementów.
Kolejnym czynnikiem zwiększającym odporność elementów jest odporność materiału aktywnego i siatek. Ponadto stan naładowania wpływa na rezystancję akumulatora. Siarczan ołowiu powstający podczas wyładowania zarówno na dodatniej, jak i ujemnej płycie nie przewodzi prądu, a jego obecność znacznie zwiększa odporność na przepływ prądu elektrycznego. Siarczan zamyka pory płyt, gdy są one naładowane, a tym samym uniemożliwia swobodny dostęp elektrolitu do materiału aktywnego. Dlatego, gdy element jest naładowany, jego rezystancja jest mniejsza niż w stanie rozładowanym.
Jeśli zamkniesz zewnętrzny obwód naładowanej baterii, pojawi się prąd elektryczny. W takim przypadku zachodzą następujące reakcje:
na płycie ujemnej
na płycie dodatniej
gdzie e-ładunek elektronu to
Na każde dwie zużyte cząsteczki kwasu powstają cztery cząsteczki wody, ale jednocześnie zużywane są dwie cząsteczki wody. Dlatego ostatecznie powstają tylko dwie cząsteczki wody. Dodając równania (27.1) i (27.2) otrzymujemy końcową reakcję rozładowania:
Równania (27.1) - (27.3) należy czytać od lewej do prawej.
Gdy akumulator jest rozładowany, na płytkach obu biegunów tworzy się siarczan ołowiu. Kwas siarkowy jest zużywany zarówno przez płyty dodatnie, jak i ujemne, podczas gdy płyty dodatnie zużywają więcej kwasu niż płyty ujemne. Na płytach dodatnich powstają dwie cząsteczki wody. Stężenie elektrolitu spada przy rozładowaniu akumulatora, natomiast w większym stopniu spada na płytach dodatnich.
Jeśli zmienisz kierunek prądu płynącego przez baterię, kierunek reakcji chemicznej zostanie odwrócony. Rozpocznie się proces ładowania baterii. Reakcje ładunku na ujemnej i dodatniej płytce można przedstawić równaniami (27.1) i (27.2), a całkowitą reakcję można przedstawić równaniem (27.3). Te równania należy teraz czytać od prawej do lewej. Podczas ładowania siarczan ołowiu na płycie dodatniej jest redukowany do nadtlenku ołowiu, na płycie ujemnej - do ołowiu metalicznego. W tym przypadku powstaje kwas siarkowy i wzrasta stężenie elektrolitu.
Siła elektromotoryczna i napięcie akumulatora zależą od wielu czynników, z których najważniejsze to zawartość kwasu w elektrolicie, temperatura, prąd i jego kierunek oraz stopień naładowania. Można zapisać zależność między siłą elektromotoryczną, napięciem i prądem
san w następujący sposób:
przy rozładowaniu 
gdzie mi 0 - odwracalne pole elektromagnetyczne; mi p - EMF polaryzacji; R - wewnętrzna rezystancja baterii.
Reversible EMF to EMF idealnego akumulatora, w którym eliminowane są wszelkiego rodzaju straty. W takim akumulatorze energia otrzymana podczas ładowania jest w pełni zwracana podczas rozładowywania. Odwracalne pole elektromagnetyczne zależy tylko od zawartości kwasu w elektrolicie i temperatury. Można ją wyznaczyć analitycznie z ciepła tworzenia reagentów.
Prawdziwa bateria jest w warunkach zbliżonych do idealnych, jeśli prąd jest znikomy, a czas jego przepływu również krótki. Takie warunki można stworzyć równoważąc napięcie baterii pewnym napięciem zewnętrznym (wzorem napięcia) za pomocą czułego potencjometru. Zmierzone w ten sposób napięcie nazywane jest napięciem obwodu otwartego. Jest zbliżony do odwracalnego emf. W tabeli. 27,1 pokazuje wartości tego napięcia, odpowiadające gęstości elektrolitu od 1.100 do 1.300 (odnosi się do temperatury 15 ° C) i temperatury od 5 do 30 ° C.
Jak widać z tabeli, przy gęstości elektrolitu wynoszącej 1200, która jest typowa dla akumulatorów stacjonarnych i temperaturze 25 ° C, napięcie akumulatora przy obwodzie otwartym wynosi 2,046 V. Podczas rozładowania gęstość elektrolitu nieznacznie maleje. Odpowiedni spadek napięcia w obwodzie otwartym wynosi tylko kilka setnych wolta. Zmiana napięcia w obwodzie otwartym spowodowana zmianą temperatury jest znikoma i ma bardziej teoretyczne znaczenie.
Jeśli jakiś prąd przepływa przez akumulator w kierunku ładowania lub rozładowania, napięcie akumulatora zmienia się z powodu wewnętrznego spadku napięcia i zmiany pola elektromagnetycznego spowodowanego bocznymi procesami chemicznymi i fizycznymi na elektrodach iw elektrolicie. Zmiana pola elektromagnetycznego baterii, spowodowana tymi nieodwracalnymi procesami, nazywana jest polaryzacją. Głównymi przyczynami polaryzacji w akumulatorze są zmiana stężenia elektrolitu w porach masy czynnej płytek w stosunku do jego stężenia w pozostałej części objętości i wynikająca z tego zmiana stężenia jonów ołowiu. Po rozładowaniu kwas jest zużywany, po naładowaniu powstaje. Reakcja zachodzi w porach masy aktywnej płytek, a dopływ lub usuwanie cząsteczek kwasu i jonów następuje poprzez dyfuzję. To ostatnie może mieć miejsce tylko wtedy, gdy istnieje pewna różnica stężeń elektrolitu w obszarze elektrod iw pozostałej części objętości, która jest ustawiona zgodnie z prądem i temperaturą, która określa lepkość elektrolitu. Zmiana stężenia elektrolitu w porach masy aktywnej powoduje zmianę stężenia jonów ołowiu i pola elektromagnetycznego. Podczas rozładowania, ze względu na spadek stężenia elektrolitu w porach, pole elektromagnetyczne maleje, a podczas ładowania, ze względu na wzrost stężenia elektrolitu, pole elektromagnetyczne wzrasta.
Siła elektromotoryczna polaryzacji jest zawsze skierowana w stronę prądu. Zależy to od porowatości płytek, prądu i
temperatura. Suma odwracalnej EMF i polaryzacji EMF, tj. mi 0 ± E P , reprezentuje EMF akumulatora pod prądem lub dynamicznym EMF. Po rozładowaniu jest mniejszy niż odwracalny emf, a po naładowaniu jest większy. Napięcie akumulatora pod prądem różni się od dynamicznego pola elektromagnetycznego jedynie wartością wewnętrznego spadku napięcia, który jest stosunkowo niewielki. Dlatego napięcie akumulatora pod napięciem zależy również od prądu i temperatury. Wpływ tego ostatniego na napięcie akumulatora podczas rozładowywania i ładowania jest znacznie większy niż przy otwartym obwodzie.
Jeśli obwód akumulatora zostanie otwarty podczas rozładowywania, napięcie akumulatora będzie powoli wzrastać do napięcia w obwodzie otwartym ze względu na ciągłą dyfuzję elektrolitu. Jeśli otworzysz obwód akumulatora podczas ładowania, napięcie akumulatora będzie powoli spadać do napięcia w obwodzie otwartym.
Nierówność stężeń elektrolitów w obszarze elektrod oraz w pozostałej części objętości odróżnia pracę prawdziwego akumulatora od idealnego. Po naładowaniu akumulator zachowuje się tak, jakby zawierał bardzo rozcieńczony elektrolit, a po naładowaniu zachowuje się tak, jakby zawierał bardzo skoncentrowany elektrolit. Rozcieńczony elektrolit jest stale mieszany z bardziej stężonym, a pewna ilość energii uwalniana jest w postaci ciepła, które przy równych stężeniach można by wykorzystać. Dzięki temu energia oddawana przez akumulator podczas rozładowywania jest mniejsza niż energia pobierana podczas ładowania. Strata energii następuje z powodu niedoskonałości procesu chemicznego. Ten rodzaj strat jest główną stratą w akumulatorze.
Wewnętrzna rezystancja bateriiTora. Na rezystancję wewnętrzną składają się rezystancje ramy płytowej, masy czynnej, separatorów i elektrolitu. Ta ostatnia odpowiada za większość oporu wewnętrznego. Rezystancja akumulatora wzrasta podczas rozładowywania i maleje podczas ładowania, co jest konsekwencją zmian stężenia roztworu i zawartości siarczanu.
zasłona w masie czynnej. Rezystancja akumulatora jest niewielka i zauważalna tylko przy dużym prądzie rozładowania, gdy wewnętrzny spadek napięcia osiąga jedną lub dwie dziesiąte wolta.
Samorozładowanie akumulatora. Samorozładowanie to ciągła utrata energii chemicznej zmagazynowanej w akumulatorze spowodowana reakcjami ubocznymi zachodzącymi na płytach obu biegunów, spowodowana przypadkowymi szkodliwymi zanieczyszczeniami w użytych materiałach lub zanieczyszczeniami wprowadzonymi do elektrolitu podczas pracy. Największe znaczenie praktyczne ma samorozładowanie spowodowane obecnością w elektrolicie różnych związków metali, które są bardziej elektrododatnie niż ołów, takich jak miedź, antymon itp. Metale uwalniają się na płytach ujemnych i tworzą wiele zwartych elementów z płytami ołowianymi . W wyniku reakcji powstaje siarczan ołowiu i wodór, który uwalnia się na zanieczyszczonym metalu. Samorozładowanie można wykryć przez lekkie odgazowanie na płytach ujemnych.
Na płytach dodatnich dochodzi również do samorozładowania w wyniku normalnej reakcji pomiędzy ołowiem podstawowym, nadtlenkiem ołowiu i elektrolitem, w wyniku której powstaje siarczan ołowiu.
Samorozładowanie akumulatora następuje zawsze: zarówno przy otwartym obwodzie, jak i przy rozładowaniu i ładowaniu. Zależy to od temperatury i gęstości elektrolitu (ryc. 27.2), a wraz ze wzrostem temperatury i gęstości elektrolitu wzrasta samorozładowanie (utrata ładunku w temperaturze 25 ° C i gęstości elektrolitu 1,28 jest traktowane jako 100%). Utrata pojemności nowej baterii z powodu samorozładowania wynosi około 0,3% dziennie. Wraz ze starzeniem się akumulatora wzrasta samorozładowanie.
Nieprawidłowe zasiarczenie płyt. Siarczan ołowiu tworzy się na płytkach o obu polarnościach przy każdym wyładowaniu, co widać z równania reakcji wyładowania. Ten siarczan ma
drobna struktura krystaliczna i prąd ładowania są łatwo przywracane do metalu ołowiu i nadtlenku ołowiu na płytkach o odpowiedniej polaryzacji. Dlatego zasiarczenie w tym sensie jest zjawiskiem normalnym, które jest integralną częścią pracy baterii. Nienormalne zasiarczenie występuje, gdy akumulatory są nadmiernie rozładowane, systematycznie niedoładowane lub pozostawione w stanie rozładowanym i nieaktywnym przez długi czas, a także gdy są eksploatowane z nadmierną gęstością elektrolitu i w wysokich temperaturach. W tych warunkach drobnokrystaliczny siarczan staje się gęstszy, kryształy rosną, znacznie rozszerzając aktywną masę i są trudne do odzyskania po naładowaniu ze względu na wysoką odporność. Jeśli akumulator jest nieaktywny, wahania temperatury przyczyniają się do powstawania siarczanu. Wraz ze wzrostem temperatury rozpuszczają się małe kryształki siarczanu, a wraz ze spadkiem temperatury siarczan powoli krystalizuje i kryształy rosną. W wyniku wahań temperatury powstają duże kryształy kosztem małych.
W płytkach zasiarczonych pory są zatkane siarczanem, materiał aktywny jest wyciskany z siatek, a płytki często się wypaczają. Powierzchnia siarczanowanych płyt staje się twarda, szorstka i po przetarciu
Materiał płytek między palcami przypomina piasek. Ciemnobrązowe płyty dodatnie stają się jaśniejsze, a na powierzchni pojawiają się białe plamy siarczanu. Płytki ujemne stają się twarde, żółtawoszare. Pojemność baterii zasiarczonej jest zmniejszona.
Początkowe zasiarczenie można wyeliminować przez długie ładowanie prądem świetlnym. Przy silnym zasiarczeniu konieczne są specjalne środki, aby przywrócić normalne płyty.
Napięcie akumulatora wraz z pojemnością i gęstością elektrolitu pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat stanu akumulatora. Według napięcia akumulator można ocenić stopień jej obciążenia. Jeśli chcesz być świadomy stanu swojej baterii i odpowiednio o nią dbać, zdecydowanie musisz nauczyć się kontrolować napięcie. Co więcej, jest to dość łatwe. A postaramy się w przystępny sposób wyjaśnić, jak to się robi i jakie narzędzia są potrzebne.
Najpierw musisz zdecydować o pojęciach napięcia i siły elektromotorycznej (EMF) akumulatora samochodowego. EMF zapewnia przepływ prądu przez obwód i zapewnia różnicę potencjałów na zaciskach zasilacza. W naszym przypadku jest to akumulator samochodowy. Napięcie baterii zależy od różnicy potencjałów.
EMF jest wartością równą pracy włożonej w przeniesienie ładunku dodatniego między zaciskami źródła zasilania. Wartości napięcia i sił elektromotorycznych są ze sobą nierozerwalnie związane. Jeśli w akumulatorze nie ma siły elektromotorycznej, na jej zaciskach nie będzie napięcia. Należy również powiedzieć, że napięcie i pole elektromagnetyczne istnieją bez przepływu prądu w obwodzie. W stanie otwartym nie ma prądu w obwodzie, ale siła elektromotoryczna jest nadal wzbudzana w akumulatorze i na zaciskach jest napięcie.
Obie wielkości, emf i napięcie akumulatora samochodowego, są mierzone w woltach. Warto również dodać, że siła elektromotoryczna w akumulatorze samochodowym powstaje w wyniku przepływu w nim reakcji elektrochemicznych. Zależność siły elektromotorycznej od napięcia akumulatora można wyrazić wzorem:
E = U + I*R 0 gdzie
E jest siłą elektromotoryczną;
U to napięcie na zaciskach akumulatora;
ja jest prądem w obwodzie;
R 0 - rezystancja wewnętrzna akumulatora.
Jak można zrozumieć z tego wzoru, siła elektromotoryczna jest większa niż napięcie akumulatora o wielkość spadku napięcia w nim. Aby nie zasypywać głowy niepotrzebnymi informacjami, ujmijmy to po prostu. Siłą elektromotoryczną baterii jest napięcie na zaciskach baterii bez uwzględnienia prądu upływu i obciążenia zewnętrznego. Oznacza to, że jeśli wyjmiesz akumulator z samochodu i zmierzysz napięcie, to w takim otwartym obwodzie będzie on równy EMF.
Pomiary napięcia wykonuje się za pomocą przyrządów takich jak woltomierz lub multimetr. W akumulatorze wartość EMF zależy od gęstości i temperatury elektrolitu. Wraz ze wzrostem gęstości elektrolitu wzrasta również napięcie i pole elektromagnetyczne. Na przykład przy gęstości elektrolitu 1,27 g / cm3 i temperaturze 18 C napięcie baterii akumulatorów wynosi 2,12 wolta. A dla baterii składającej się z sześciu ogniw wartość napięcia wyniesie 12,7 wolta. Jest to normalne napięcie akumulatora samochodowego, który jest naładowany i nie jest obciążony.
Normalne napięcie akumulatora samochodowego
Napięcie na akumulatorze samochodowym powinno wynosić 12,6-12,9 V, jeśli jest w pełni naładowany. Pomiar napięcia akumulatora pozwala szybko ocenić stopień naładowania. Nie można jednak poznać rzeczywistego stanu i pogorszenia się stanu akumulatora pod wpływem napięcia. Aby uzyskać wiarygodne dane o stanie akumulatora, należy sprawdzić jego stan rzeczywisty i przeprowadzić test pod obciążeniem, który zostanie omówiony poniżej. Radzimy zapoznać się z materiałem o tym, jak.
Jednak za pomocą napięcia zawsze możesz sprawdzić stan naładowania akumulatora. Poniżej znajduje się tabela stanu naładowania akumulatora, która pokazuje napięcie, gęstość i punkt zamarzania elektrolitu w zależności od naładowania akumulatora.
| Stopień naładowania baterii,% | ||||
|---|---|---|---|---|
| Gęstość elektrolitu, g/cm. sześcian (+15 gr Celsjusza) | Napięcie, V (przy braku obciążenia) | Napięcie, V (przy obciążeniu 100 A) | Stopień naładowania baterii,% | Temperatura zamarzania elektrolitu gr. Celsjusz |
| 1,11 | 11,7 | 8,4 | 0 | -7 |
| 1,12 | 11,76 | 8,54 | 6 | -8 |
| 1,13 | 11,82 | 8,68 | 12,56 | -9 |
| 1,14 | 11,88 | 8,84 | 19 | -11 |
| 1,15 | 11,94 | 9 | 25 | -13 |
| 1,16 | 12 | 9,14 | 31 | -14 |
| 1,17 | 12,06 | 9,3 | 37,5 | -16 |
| 1,18 | 12,12 | 9,46 | 44 | -18 |
| 1,19 | 12,18 | 9,6 | 50 | -24 |
| 1,2 | 12,24 | 9,74 | 56 | -27 |
| 1,21 | 12,3 | 9,9 | 62,5 | -32 |
| 1,22 | 12,36 | 10,06 | 69 | -37 |
| 1,23 | 12,42 | 10,2 | 75 | -42 |
| 1,24 | 12,48 | 10,34 | 81 | -46 |
| 1,25 | 12,54 | 10,5 | 87,5 | -50 |
| 1,26 | 12,6 | 10,66 | 94 | -55 |
| 1,27 | 12,66 | 10,8 | 100 | -60 |
Zalecamy okresowe sprawdzanie napięcia i ładowanie akumulatora w razie potrzeby. Jeśli napięcie akumulatora samochodowego spadnie poniżej 12 woltów, należy go doładować z sieci. ładowarka. Jego działanie w tym stanie jest wysoce odradzane.
Praca akumulatora w stanie rozładowanym prowadzi do wzrostu zasiarczenia płyt i w efekcie spadku pojemności. Ponadto może prowadzić do głębokiego rozładowania, co dla baterie wapniowe jak śmierć. Dla nich 2-3 głębokie zrzuty to bezpośrednia droga na składowisko.
Cóż, teraz o tym, jakiego rodzaju narzędzie potrzebuje kierowca, aby kontrolować napięcie i stan akumulatora.
Narzędzia do monitorowania napięcia akumulatora samochodowego
Teraz, gdy wiesz, jakie jest normalne napięcie akumulatora samochodowego, porozmawiajmy o jego pomiarze. Do kontroli napięcia potrzebny jest multimetr (zwany również testerem) lub zwykły woltomierz.
Aby zmierzyć napięcie multimetrem, należy przełączyć go w tryb pomiaru napięcia, a następnie podłączyć sondy do zacisków akumulatora. Akumulator należy wyjąć z samochodu lub usunąć z niego zaciski. Oznacza to, że pomiary są wykonywane w obwodzie otwartym. Czerwona sonda trafia do zacisku dodatniego, czarna do zacisku ujemnego. Wyświetlacz pokaże wartość napięcia. Jeśli pomieszasz sondy, nic złego się nie stanie. Tylko multimetr pokaże ujemną wartość napięcia. Przeczytaj więcej o artykule pod podanym linkiem.
Jest też takie urządzenie jak widły ładunkowe. Mogą również mierzyć napięcie. Aby to zrobić, wtyczka obciążenia ma wbudowany woltomierz. Ale o wiele bardziej interesujące dla nas jest to, że wtyczka obciążenia pozwala zmierzyć napięcie akumulatora w obwodzie zamkniętym z rezystancją. Na podstawie tych odczytów możesz ocenić stan baterii. W rzeczywistości widły ładunkowe imitują uruchamianie silnika samochodowego.
Aby zmierzyć napięcie pod obciążeniem, podłącz zaciski wtyczki obciążenia do zacisków akumulatora i włącz obciążenie na 5 sekund. W piątej sekundzie spójrz na odczyty wbudowanego woltomierza. Jeśli napięcie spadło poniżej 9 woltów, oznacza to, że akumulator już uległ awarii i należy go wymienić. Oczywiście pod warunkiem, że akumulator jest w pełni naładowany i w obwodzie otwartym wytwarza napięcie 12,6-12,9 woltów. Na działającej baterii po przyłożeniu obciążenia napięcie najpierw spadnie gdzieś do 10-10,5 wolta, a następnie zacznie nieznacznie rosnąć.
O czym należy pamiętać?
Podsumowując, oto kilka wskazówek, które uchronią Cię przed błędami podczas obsługi baterii:
- okresowo mierzyć napięcie akumulatora i regularnie (raz na 3 miesiące) ładować go z ładowarki sieciowej;
- utrzymuj alternator, okablowanie i regulator napięcia samochodu w dobrym stanie, aby prawidłowo ładować akumulator podczas podróży. Wartość prądu upływu musi być regularnie sprawdzana. a jego pomiar są opisane w artykule przez odniesienie;
- sprawdzić gęstość elektrolitu po naładowaniu i zapoznać się z powyższą tabelą;
- utrzymuj baterię w czystości. Zmniejszy to prąd upływowy.
Uwaga! Nigdy nie zwieraj zacisków akumulatora samochodowego. Konsekwencje będą smutne.
To wszystko, co chciałem powiedzieć o napięciu akumulatora samochodowego. Jeśli masz uzupełnienia, poprawki i pytania, napisz je w komentarzach. Szczęśliwa żywotność baterii!
Opublikowane wAkumulatory są wypełnione kwasem siarkowym i podczas normalnego cyklu ładowania-rozładowania wytwarzają wybuchowe gazy (wodór i tlen). Aby uniknąć obrażeń ciała lub uszkodzenia pojazdu, zawsze postępuj zgodnie z następującymi instrukcjami bezpieczeństwa:
- Przed rozpoczęciem prac przy jakichkolwiek elementach elektrycznych pojazdu odłącz przewód zasilający od ujemnego zacisku akumulatora. Po odłączeniu ujemnego przewodu zasilającego wszystkie obwody elektryczne w pojeździe będą otwarte, co zapewni, że żaden element elektryczny nie zostanie przypadkowo zwarty do masy. Iskra elektryczna stwarza potencjalne ryzyko obrażeń i pożaru.
- Wszelkie prace związane z baterią należy wykonywać w okularach ochronnych.
- Nosić odzież ochronną w celu ochrony przed kontaktem z kwasem siarkowym znajdującym się w akumulatorze.
- Nie naruszaj zasad bezpieczeństwa określonych w procedurach konserwacji podczas obsługi sprzętu używanego do konserwacji i testowania akumulatorów.
- Surowo zabrania się palenia i używania otwartego ognia w bezpośrednim sąsiedztwie akumulatora.
Konserwacja baterii
Aktualny Konserwacja czyszczenie baterii polega na sprawdzeniu czystości obudowy baterii i w razie potrzeby dolaniu do niej czystej wody. Wszyscy producenci akumulatorów zalecają stosowanie do tego celu wody destylowanej, ale jeśli nie jest ona dostępna, można użyć czystej wody pitnej o niskiej zawartości soli. Ponieważ woda jest jedynym zużywalnym elementem akumulatora, nie dodawaj kwasu do akumulatora. Część wody z elektrolitu odparowuje podczas procesu ładowania i rozładowywania akumulatora, ale kwas zawarty w elektrolicie pozostaje w akumulatorze. Nie należy przepełniać akumulatora elektrolitem, ponieważ w takim przypadku normalne bulgotanie (tworzenie się gazu) w elektrolicie podczas pracy akumulatora doprowadzi do wycieku elektrolitu, powodując korozję zacisków akumulatora, jego wsporników montażowych i palety. Baterie należy napełnić elektrolitem do poziomu około 3,8 cm poniżej górnej części szyjki wlewu.
Styki kabli zasilających podłączonych do akumulatora i zaciski samego akumulatora muszą być sprawdzone i wyczyszczone, aby uniknąć spadku napięcia na nich. Jednym z najczęstszych powodów, dla których silnik nie uruchamia się, są luźne lub skorodowane styki w przewodach zasilających podłączonych do zacisków akumulatora.
Ryż. Mocno skorodowany zacisk akumulatora
Ryż. Stwierdzono, że kabel zasilający podłączony do akumulatora był mocno skorodowany pod izolacją. Chociaż korozja uległa erozji w izolacji, pozostała niezauważona, dopóki kabel nie został dokładnie zbadany. Ten kabel wymaga wymiany
Ryż. Dokładnie sprawdź wszystkie zaciski akumulatora pod kątem oznak korozji. W tym pojeździe dwa kable zasilające są połączone długą śrubą z dodatnim zaciskiem akumulatora. Jest to częsta przyczyna korozji, która powoduje awarię rozruchu elektrycznego.
Pomiar EMF baterii
Siła elektromotoryczna(EMF) to różnica potencjałów między dodatnią i ujemną elektrodą akumulatora, gdy obwód zewnętrzny jest otwarty.
Wartość pola elektromagnetycznego zależy głównie od potencjałów elektrod, tj. od właściwości fizycznych i chemicznych substancji, z których wykonane są płytki i elektrolit, ale nie zależy od wielkości płytek akumulatora. Pole elektromagnetyczne akumulatora kwasowego zależy również od gęstości elektrolitu.
Pomiar siły elektromotorycznej(EMF) baterii z woltomierzem jest w prosty sposób określenie stopnia jego obciążenia. EMF baterii nie jest wskaźnikiem gwarantującym wydajność baterii, ale ten parametr pełniej charakteryzuje stan baterii niż tylko jej badanie. Bateria, która wygląd zewnętrzny całkiem funkcjonalny, w rzeczywistości może nie być tak dobry, jak się wydaje.
Ten test nazywa się pomiarem napięcia w trybie bezczynny ruch(sprawdzenie SEM) akumulatora, ponieważ pomiar wykonywany jest na zaciskach akumulatora bez podłączonego obciążenia, przy zerowym poborze prądu.
- Jeżeli test wykonywany jest bezpośrednio po zakończeniu ładowania akumulatora lub w aucie na koniec podróży, przed pomiarem konieczne jest uwolnienie akumulatora od polaryzacji SEM. Polaryzacja emf to zwiększone, w porównaniu do normalnego, napięcie, które występuje tylko na powierzchni płytek akumulatora. Polaryzacja emf szybko znika, gdy akumulator jest obciążony, więc nie daje dokładnej oceny stanu naładowania akumulatora.
- Aby zwolnić baterię z polaryzacji EMF, włącz reflektory w trybie świateł drogowych na jedną minutę, a następnie wyłącz je i odczekaj kilka minut.
- Przy wyłączonym silniku i wszystkich innych urządzeniach elektrycznych, przy zamkniętych drzwiach (aby zgasło oświetlenie wnętrza), podłącz woltomierz do zacisków akumulatora. Podłącz czerwony, dodatni przewód woltomierza do dodatniego zacisku akumulatora, a czarny, ujemny przewód do jego ujemnego zacisku.
- Zapisz odczyt woltomierza i porównaj go z wykresem ładowania akumulatora. Poniższa tabela jest odpowiednia do oceny stanu naładowania akumulatora według wartości EMF w temperaturze pokojowej - 70°F do 80°F (21°C do 27°C).
Stół
| EMF akumulatora (V) | Stopień naładowania |
| 12,6 V i więcej | 100% naładowany |
| 12,4 | 75% naładowane |
| 12,2 | 50% naładowany |
| 12 | 25% naładowane |
| 11.9 i poniżej | rozładowany |
Ryż. Woltomierz pokazuje napięcie akumulatora minutę po włączeniu reflektorów (a). Po wyłączeniu reflektorów napięcie mierzone na akumulatorze szybko wróciło do 12,6 V (b)
NOTATKA
Jeśli woltomierz daje wynik ujemny, oznacza to, że albo akumulator jest ładowany z odwrotną polaryzacją (a następnie musi zostać wymieniony), albo woltomierz jest podłączony do akumulatora z odwrotną polaryzacją.
Pomiar napięcia akumulatora pod obciążeniem
Jednym z najdokładniejszych sposobów określenia stanu baterii jest pomiar napięcia baterii pod obciążeniem. Większość testerów rozruchu i ładowania akumulatorów samochodowych wykorzystuje reostat węglowy jako obciążenie akumulatora. Parametry obciążenia określa nominalna pojemność badanego akumulatora. Pojemność znamionowa akumulatora to prąd rozruchowy, który akumulator może zapewnić w temperaturze 0°F (-18°C) przez 30 sekund. Wcześniej wykorzystywano charakterystykę pojemności nominalnej akumulatorów w amperogodzinach. Pomiar napięcia akumulatora pod obciążeniem odbywa się przy wartości prądu rozładowania równej połowie nominalnego prądu CCA akumulatora lub trzykrotnej pojemności nominalnej akumulatora w amperogodzinach, ale nie mniejszej niż 250 amperów. Pomiar napięcia akumulatora pod obciążeniem przeprowadza się po sprawdzeniu stopnia jego naładowania za pomocą wbudowanego areometru lub poprzez pomiar pola elektromagnetycznego akumulatora. Akumulator musi być naładowany w co najmniej 75%. Do akumulatora podłączone jest odpowiednie obciążenie i po 15 sekundach pracy na akumulatorze pod obciążeniem odczyty woltomierza są rejestrowane przy podłączonym obciążeniu. Jeśli bateria jest dobra, odczyt woltomierza powinien pozostać powyżej 9,6 V. Wielu producentów akumulatorów zaleca dwukrotne pomiary:
- pierwsze 15 sekund pracy akumulatora pod obciążeniem służy do zwolnienia polaryzacji EMF
- drugie 15 sekund - aby uzyskać bardziej wiarygodną ocenę stanu akumulatora
Pomiędzy pierwszym a drugim cyklem pod obciążeniem należy poczekać 30 sekund, aby dać akumulatorowi czas na odzyskanie sprawności.
Ryż. Tester rozruchu i ładowania akumulatora samochodowego firmy Bear Automotive automatycznie testuje akumulator pod obciążeniem przez 15 sekund, aby usunąć polaryzację EMF, a następnie odłącza obciążenie na 30 sekund, aby przywrócić akumulator, i ponownie podłącza obciążenie na 15 sekund. Tester wyświetla informacje o stanie baterii
Ryż. Tester Sun Electric VAT 40 (woltomierz model 40) podłączony do akumulatora w celu testowania obciążenia. Operator za pomocą regulatora prądu obciążenia ustawia wartość prądu rozładowania równą połowie nominalnego prądu CCA akumulatora, zgodnie z odczytem amperomierza. Akumulator pracuje pod obciążeniem przez 15 sekund i po tym czasie napięcie akumulatora mierzone przy podłączonym obciążeniu musi wynosić co najmniej 9,6 V
NOTATKA
Niektóre testery naładowania i kondycji baterii mierzą pojemność baterii. Postępuj zgodnie z procedurą testową określoną przez producenta sprzętu testowego.
Jeśli akumulator nie przejdzie testu obciążenia, naładuj go i przetestuj ponownie. Jeśli drugi test zakończy się niepowodzeniem, należy wymienić baterię.
Ładowanie baterii
Jeśli akumulator jest mocno rozładowany, należy go naładować. Ładowanie akumulatora, aby uniknąć uszkodzenia w wyniku przegrzania, najlepiej wykonywać w standardowym trybie ładowania. Na rysunku przedstawiono objaśnienia dotyczące standardowego trybu ładowania akumulatora.
Ryż. Ta ładowarka jest ustawiona na ładowanie akumulatora znamionowym prądem ładowania 10 A. Ładowanie akumulatora w trybie standardowym, jak pokazano na zdjęciu, nie wpływa na akumulator tak bardzo, jak tryb ładowania doładowania, co nie uniemożliwia akumulator przed przegrzaniem i wypaczeniem płyt akumulatorowych,
Należy pamiętać, że naładowanie całkowicie rozładowanego akumulatora może zająć osiem godzin lub więcej. Początkowo konieczne jest utrzymanie prądu ładowania na poziomie około 35 A przez 30 minut w celu ułatwienia rozpoczęcia procesu ładowania akumulatora. W trybie przyspieszonego ładowania akumulator nagrzewa się i wzrasta ryzyko wypaczania się płytek akumulatora. Ładowanie doładowania powoduje również zwiększone wytwarzanie gazu (uwalnianie wodoru i tlenu), co stwarza zagrożenie dla zdrowia i zagrożenie pożarowe. Temperatura baterii nie powinna przekraczać 125°F (52°C, bateria jest gorąca w dotyku). Z reguły zaleca się ładowanie akumulatorów prądem ładowania równym 1% prądu znamionowego CCA.
- Tryb ładowania doładowania - maksymalnie 15 A
- Standardowy tryb ładowania - maksymalnie 5A
To może się przydarzyć każdemu!
Właściciel Samochód Toyoty odłączony akumulator. Po podłączeniu nowej baterii właściciel zauważył, że świeci panel zapaliła się żółta lampka ostrzegawcza poduszki powietrznej i radio zostało wyłączone. Właściciel kupił używany samochód od dealera i nie znał tajnego czterocyfrowego kodu potrzebnego do odblokowania radia. Zmuszony do znalezienia sposobu na rozwiązanie tego problemu, losowo próbował wpisać trzy różne czterocyfrowe liczby w nadziei, że jedna z nich będzie pasować. Jednak po trzech nieudanych próbach radio całkowicie się wyłączyło.
Sfrustrowany właściciel zwrócił się do krupiera. Naprawienie problemu kosztowało ponad 300 USD. Aby zresetować alarm poduszki powietrznej, wymagane było specjalne urządzenie. Radio musiało zostać wyjęte z samochodu i wysłane poza stan do autoryzowanego centrum serwisowego i ponownie zainstalowane w samochodzie po powrocie.
Dlatego przed odłączeniem akumulatora skoordynuj to z właścicielem samochodu - musisz upewnić się, że właściciel zna tajny kod do włączania zakodowanego radia, które jest jednocześnie używane w systemie bezpieczeństwa samochodu. Po odłączeniu akumulatora może być konieczne skorzystanie z urządzenia podtrzymującego pamięć radiotelefonu.
Ryż. Oto dobry pomysł. Technik wykonał zapasowy zasilacz pamięci ze starej latarki akumulatorowej oraz kabel z przejściówką do gniazda zapalniczki. Po prostu podłączył przewody do zacisków akumulatora swojej latarki. Bateria latarki jest wygodniejsza w użyciu niż konwencjonalna bateria 9 V - na wypadek, gdyby ktoś wpadł na pomysł otwarcia drzwi samochodu w momencie, gdy do obwodu podłączone jest zapasowe źródło zasilania pamięci. 9-woltowy akumulator, który ma niewielką pojemność, szybko by się w tym przypadku rozładował, natomiast pojemność akumulatora latarki jest na tyle duża, aby zapewnić niezbędną moc pamięci nawet przy włączonym oświetleniu wnętrza.