20. Аккумуляторы. Общие сведения.

Аккум-ры – это химические источники постоянного тока многоразового использования и обратимого действия. Они надежны, т.к. никогда не прекращают своего действия внезапно. При неправильной эксплуатации св-ва ак-ов ухудшаются постепенно, что не трудно выявить. Поэтому АБ явл-ся основным средством резервирования в сБЭС. Когда ак-ор разряжается, химическая энергия активных веществ, входящих в состав катода, анода и электролита превращается в электрическую энергию, а активные вещества превращаются в продукты разряда. При заряде ак-ра, подводимая электроэнергия расходуется на регенерацию продуктов разряда. Ак-ры м.б. смонтированы на стелажах в отдельных шкафах и в отсеках стоек оборуд-я ЭПУ. Они устан-ся так, чтобы положительная клемма находилась рядом с отрицательной клеммой соседнего ак-ра. В зависимости от состава электролита, ак-ры бывают кислотные и щелочные. относительная стоимость одного Вт ч энергии, получаемой от ак-ов различного типа следующая:

Тип	Относит-я стоимость
Свинцово кислотный Кадмиево-никелевый, ламельный Кадмиево-никелевый, безламельный Железо- никелевый Серебряно-цинковый	1 3 13 2 13

21. Кислотные аккумуляторы

Электролит – водный раствор серной кислоты H₂SO₄. «+» электрод – двуокись свинца PbO₂. «-» электрод – чистый свинец Pb. Основным достоинством явл-ся относительная стаб-ть напряж-я при изменении тока нагрузки и температуры. Каждый кислотный ак-р состоит из сосуда, изготовленного из кислотоустойчивого материала (стекло, пластмасса), «+» и «-» электродов (пластин), электролита и токоведущих частей. «-» пластины соединяются сверху мостиком в единый пакет. Это позволяет увеличивать объем активной массы отрицательного электрода. М.у «-» пластинами помещаются «+». Они так же объединяются в пакет. Пластины изолируются высокопористым сипаратором, что обеспечивает свободную циркуляцию «+» и «-» ионов, а так же защищает пластины от к.з м.у собой. Сверху сосуд ак-ра герметично закрывается крышкой, ч.з к-ую выводятся полюсы от пакетов «+» и «-» пластин. В кислотных ак-ах электролит – раствор H₂SO₄. При погружении в электролит пластины из чистого свинца Pb «+» ионы Pb⁺⁺ переходят в раствор электролита. Сама пластина из-за избытка элек-ов заряж-ся «-» (отриц-ый электрод). Эсли в электролит погрузить 2-ую пластину из диоксида свинца PbO₂, то из-за повышенной концентрации ионов водорода диоксид свинца частично переходит в раствор. При этом образуется положит-ые 4-х валентные ионы свинца Pb⁺⁺⁺⁺ и отриц-ые ионы гидроксида OH^- Сама пластина из-за избытка «+» ионов свинца заряжается «+» («+» электрод). При заряде ак-ра молекулы кислорода, к-ые образуются и «+» пластины перемещаются к «-» пластинам. В результате химической реакции м.у О₂ и пористым свинцом на поверхности «-» пластины образуется оксид свинца 2Pb+O₂=2PbO. Серная кислота (электролит) реагирует с этим оксидом свинца. В результате образуется сульфат свинца PbSO₄ и вода. Электродвижущаяся сила простейшего ак-ра опред-ся разностью потенциалов м.у электродами и не зависит от размеров и конструкций электродов. При подкл. нагрузки во внешней цепи будет протекать ток. Ток внутри ак-ра обусловлен перемещением «+»ионов водорода к «+» электроду. В рез-те взаимодействия ионов водорода с «-» ионами гидроксида образуется молекула воды. Следоват-но, при разряде ак-ра на обоих электродах выделяется сульфат свинца и уменьшается плотность электролита. При заряде сульфат на одном электроде превращается в свинец, а на другом в диоксид свинца. Концентрация H₂SO₄ повышается. Процесс заряда состоит в регенерации прод-ов разряда за счет потребляемой электроэнергии. При разряде ак-ра напряж-ие м.у его выводами всегда меньше эдс, т.к есть падение напряж-я на омическом сопротив-ии, а так же возникает явление поляризации электродов.

Наряж-ие разряда U_p=Е-i_pR_i i_p – значение тока разряда, R_i – внутреннее сопротивление. R_i порядка до 4Ом. R_i состоит из омического внутреннего сопротивления и сопротивления поляризации. R_i зависит от величины тока i_р, от температ-ры электролита и степени его разряженности, поэтому полностью закону Ома не подчиняется. Емкость ак-ра –это кол-во электричества, кот-ое может отдать полностью заряженный ак-р за 10 часов. Измеряется в ампер\часах. Емкость Q_ном зависит от типа и кол-ва пластин, их размера, плотности электролита и т.д. Если ток разряда велик, то от ак-ра может произойти недопустимо большой отбор емкости. Срок службы ак-ра сокращается и он может выйти из строя. При отключении заряженного ак-ра от источника энергии электролит вступает в реакцию с активной массой электродов. На поверхности электродов образуется сульфат свинца (сульфатация пластин). Под саморазрядом ак-ов понимается потеря емкости в процессе хранения. Саморазряд зависит обратно пропорционально от номинальной емкости и от времени хранения. Повышение температ-ры на каждые 10⁰ сокращает допустимое время хранения в 1,5, 2 раза.