Работа аккумулятора, изменение напряжения

работа, аккумулятора, изменение, напряжения

При включении на внешнюю нагрузку напряжение аккумуляторного элемента понизится на величину падения напряжения внутри аккумулятора. Но внутреннее сопротивление аккумулятора любого типа очень невелико и первоначально напряжение в нем понизится незначительно, поэтому напряжение на зажимах аккумулятора при разряде небольшим током будет мало отличаться от эдс.
По мере дальнейшего разряда аккумулятора серная кислота электролита химически соединяется с активной массой пластин и образуется вода, в результате чего в порах активной массы и около пластин электролит будет иметь меньшую плотность, чем в остальной части аккумулятора. Но поскольку эдс аккумулятора и напряжение зависят от плотности электролита, находящегося в порах и около пластин, они понижаются. В начале разряда диффузия свежего раствора серной кислоты происходит достаточно энергично, покрывая расход электролита, и плотность раствора внутри пластин некоторое время поддерживается почти на одинаковом уровне, благодаря чему эдс и напряжение остаются достаточно устойчивыми. Однако по мере разряда напряжение начинает медленно и равномерно падать.
Снижение напряжения объясняется следующим. При разряде серная кислота вступает в реакцию с активной массой пластин с образованием воды, плотность электролита в аккумуляторе уменьшается и, следовательно, эдс падает. Активная масса обеих пластин переходит в сульфат свинца, имеющий меньшую плотность, а поэтому занимающий больший объем, чем перекись свинца и губчатый свинец. Сульфат по мере образования все более сужает поры активной массы. Просачивание кислоты внутрь активной массы постепенно замедляется, и электролит в порах уже не успевает пополняться.
Внутри пластин оказывается электролит, содержащий очень мало кислоты, и поэтому, несмотря на то, что активная масса имеет еще достаточное количество перекиси свинца и губчатого свинца, происходит резкое снижение эдс и напряжения. Это и есть конец разряда, но до такого состояния аккумулятор разряжать нельзя, так как глубокий разряд вредно влияет на пластины. Достаточно трех-четырех подобных разрядов, чтобы вывести из строя положительные пластины. Кроме того, нет никакого смысла работать при сниженном напряжении, поскольку электрокар будет передвигаться медленно.
При заряде происходит тот же процесс, что и при разряде, но в обратном порядке. Внутри пор и около пластин аккумулятора выделяется образовавшаяся серная кислота, и плотность электролита становится выше, чем в остальной части аккумулятора. Повышение плотности вызовет увеличение эдс напряжения. Плотность электролита будет возрастать также под влиянием диффузии.
Большая часть сульфата перейдет в перекись свинца и губчатый свинец, при этом зарядный ток начнет разлагать воду на кислород и водород и электролит будет как бы кипеть. Когда плотность электролита станет постоянной и напряжение, достигнув 2,5-2,8 Вольт на элемент (в зависимости от силы зарядного тока, срока службы и состояния аккумулятора), перестанет повышаться, заряд считается законченным.
Напряжение полностью заряженного и отключенного аккумулятора не остается постоянным, а в течение некоторого времени снижается до величины эдс, соответствующей данной плотности электролита (2,1-2,15 В). Это явление подтверждает еще раз, что судить о степени заряженности аккумулятора по его напряжению можно только тогда, когда аккумулятор включен на внешнюю нагрузку. С повышением температуры аккумулятора возрастает его электрическое сопротивление, следовательно, увеличивается и падение напряжения. На морозе подвижность электролита уменьшается, он становится более вязким и диффузия сильно затрудняется.