4. Основни характеристики на оловните акумулатори
4.1. Електродвижещо напрежение (ЕДН (ЕДС)).
ЕДН на акумулатора се нарича разликата на неговите електродни потенциали, измерена при отворена външна верига:
(3.) , V,
където + и - са съответно потенциалите на положителния и отрицателния електрод [V].
ЕДН на батерията , състояща се от n акумулатори, съединени последователно, е равна на сумата на ЕДН на тези акумулатори.
Значението на ЕДН обикновено се измерва с волтметри с големи вътрешни съпротивления (не по-малко от 300 /V) или с потенциалометри.
В този случай волтметьрът (потенциалометьрът) се съединява към изводите на акумулатора или батерията. При това през акумулатора не трябва да протича нито заряден, нито разряден ток.
ЕДН на оловния акумулатор зависи от физическите и химическите свойства на веществата, вземащи участие в електродните процеси, и съвсем не зависи от размерите на електродите й количеството на активната маса, съдържаща се в тях.
Електролитът на оловния акумулатор участва в електродните процеси и изменя при това своята плътност, което води до изменение на ЕДН при зареждане и разреждане (фиг. 7).
С достатъчно приближение ЕДН на оловния акумулатор може да се изчисли по емпиричната формула:
(4.) U = 0,84 + , V,
където е плътността на електролита при температура 298 К (25 °С), g/cm3.
Фиг. 7. Изменение на ЕДН на потенциала на оловния акумулатор
в зависимост от плътността на електролита:
1 - ЕДН; 2 – потенциал на положителния електрод; 3 – потенциал на отрицателния електрод.
С изменение на температурата на електролита ЕДН се изменя незначително (0,04 V на 100 К) и при експлоатацията на акумулаторите това може да се пренебрегне.
4.2. Вътрешно съпротивление.
Съпротивлението, което оказва акумулаторът при протичане през него електрически ток при зареждане или разреждане, се нарича вътрешно съпротивление.
Пълното вътрешна съпротивление на източника на ток се изразява чрез формулата
(5.) r = ro + rn , ,
където ro е омичното съпротивление на електродите, електролита, сепараторите и другите тоководещи детайли; rn - съпротивлението на поляризацията, което се появява при изменение на електродните потенциали при протичане на електрически ток.
Значението на rn зависи от силата на тока, т. е. не се подчинява на закона на Ом.
В процеса на разреждане на акумулатора пълното вътрешно съпротивление не остава постоянно, а се увеличава поради изменение на плътността на електролита и химическия състав на електродите. Съпротивлението на акумулаторната батерия зависи от степента на нейната разреденост и температура.
Съпротивлението на акумулатора при разреждане и зареждане може да се определи по формулата
(6.) ; , ,
където Ip, Iз са значенията на разрядния и зарядния ток, А;
U - ЕДН на акумулатора;
Up, Uз - напреженията при разреждане и зареждане на акумулатора.
Вътрешното съпротивление на акумулатора е незначително и в заредено състояние съставлява хилядна част от ома, но при разреждане то не остава постоянно.
Съпротивлението на електролита се мени с изменение на температурата, аналогично се изменя и съпротивлението на акумулатора. С увеличаване на температурата на електролита съпротивлението се намалява.
Наличието на сепаратори също увеличава вътрешното съпротивление.
В разредено състояние съпротивлението на оловния акумулатор се увеличава повече от два пъти в сравнение с началото на разреждането.
Вътрешното съпротивление на напълно заредена акумулаторна батерия може да се определи приблизително по емпиричната формула
(7.) , ,
където Un, е номиналното напрежение на акумулаторната батерия, V;
С20 - номиналният капацитет, А.
Сподели с приятели: |
