Ο καθένας που έχει ασχοληθεί με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες γνωρίζει ότι τα κύρια χαρακτηριστικά τους είναι η ονομαστική τάση και η χωρητικότητα φόρτισης. Αλλά για να διατηρηθεί η απόδοση της μπαταρίας, μια εξίσου σημαντική παράμετρος είναι η πυκνότητα της μπαταρίας. Φυσικά, στην πραγματικότητα, μιλάμε για την πυκνότητα του ηλεκτρολύτη στην μπαταρία. Αλλά συχνά είναι αυτή η έκφραση αργαλειού που χρησιμοποιείται. Η παρακολούθηση της συγκέντρωσης του ηλεκτρολύτη είναι απαραίτητη καθώς φορτίζεται τακτικά η πηγή ρεύματος.
Τι επηρεάζεται από την πυκνότητα των ηλεκτρολυτών
Οι περισσότερες μπαταρίες χρησιμοποιούν πλάκες μολύβδου και το μέσο εργασίας είναι θειικό οξύ αραιωμένο με νερό. Ο κορεσμός του διαλύματος, μετρημένος σε γραμμάρια / cm3, είναι το χαρακτηριστικό που επηρεάζει την ικανότητα της μπαταρίας να συσσωρεύει τη φόρτιση για μεταγενέστερη χρήση.
Σχεδιασμός μπαταρίας μολύβδου με οξέα
Η συγκέντρωση οξέος στο διάλυμα ηλεκτρολύτη και η απόδοση της μπαταρίας σχετίζονται άμεσα.
- Σε χαμηλή πυκνότητα, η ικανότητα της πηγής ρεύματος να συσσωρεύει την ικανότητα φόρτισης που εξασφαλίζει την απόδοσή της επίσης μειώνεται. Σε χαμηλή πυκνότητα, η μπαταρία εκφορτίζεται πιο γρήγορα και δεν δίνει το μέγιστο ρεύμα που έχει οριστεί.
- Εάν η τιμή αυτής της παραμέτρου πέσει κάτω από μια συγκεκριμένη τιμή, τότε στον παγετό μπορεί να παγώσει το νερό στον ηλεκτρολύτη και η μπαταρία θα αποτύχει τελείως.
- Αλλά σε υψηλή πυκνότητα, η διαδικασία θείωσης των πλακών μολύβδου επιταχύνεται απότομα. Αυτό σημαίνει ότι με αδύναμη φόρτιση της μπαταρίας σχηματίζεται θειικό μόλυβδο, το οποίο δεν μετατρέπεται πλέον όταν φορτίζεται πίσω στο μόλυβδο. Αυτό οδηγεί επίσης σε μείωση της ικανότητας συσσώρευσης του απαραίτητου φορτίου και με την πάροδο του χρόνου στην πλήρη αποτυχία της μπαταρίας.
Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να διατηρηθεί η αξία αυτής της παραμέτρου σύμφωνα με τα καθιερωμένα και δοκιμασμένα πρότυπα. Μια σημαντική μείωση ή υπέρβαση των ρυθμιστικών τιμών δεν συμβάλλει στην παραγωγική εργασία της μπαταρίας.
Το κρύο στο οποίο το περιεχόμενο της μπαταρίας μπορεί να παγώσει εμφανίζεται στο σχήμα.
Το σημείο πήξης ενός υδατικού διαλύματος οξέος, ανάλογα με την πυκνότητα του
Κανονικοποιητικοί δείκτες ηλεκτρολυτικής πυκνότητας
Σίγουρα, πολλοί αυτοκινητιστές εξοικειωμένοι με τα προβλήματα διατήρησης της απόδοσης της μπαταρίας γνωρίζουν το μέγεθος των 1,27 g / cm3. Αυτός θεωρείται η βέλτιστη πυκνότητα στην οποία οι μπαταρίες οξέος είναι σε θέση να μεγιστοποιήσουν τις δυνατότητές τους.
Αλλά αυτή η τιμή δεν ισχύει για όλους. τύπους μπαταριών και τις εργασίες τους. Επιπλέον, η βέλτιστη πυκνότητα ποικίλλει ανάλογα με τις διαφορετικές θερμοκρασίες στις οποίες πρέπει να λειτουργήσει η μπαταρία. Επομένως, οι βέλτιστες τιμές το χειμώνα και το καλοκαίρι θα είναι ελαφρώς διαφορετικές.
Σκοπός των μπαταριών μολύβδου-οξέος
- Οι μπαταρίες εκκίνησης έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν το μέγιστο δυνατό ρεύμα κατά την εκκίνηση διαφόρων κινητήρων. Αυτό είναι, πρώτα απ 'όλα, μπαταρίες αυτοκινήτων. Η τυπική τιμή πυκνότητας γι 'αυτά είναι 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Οι μπαταρίες έλξης πρέπει να παρέχουν ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μία από τις εφαρμογές τους είναι ηλεκτρικά αυτοκίνητα και άλλα ηλεκτρικά οχήματα πρόωσης.Η καλύτερη τιμή της πυκνότητας των ηλεκτρολυτών για αυτές τις μπαταρίες είναι επίσης στην περιοχή 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Οι σταθερές μπαταρίες χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία οποιωνδήποτε ηλεκτρικών κυκλωμάτων και συσκευών. Συνήθως βρίσκεται σε ένα μέρος σε εσωτερικούς χώρους. Μία μειωμένη τιμή 1,22 - 1,24 g / cm3 συνιστάται για αυτούς.
Η θερμοκρασία εξαρτάται
Οι μεταβολές της θερμοκρασίας περιβάλλοντος - αλλάζουν επίσης οι τιμές πυκνότητας του υδατικού διαλύματος οξέος. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η ικανότητα της μπαταρίας να συσσωρεύει φορτίο αυξάνεται κατά περίπου 1% με κάθε βαθμό. Με τη μείωση της θερμοκρασίας, φυσικά, η ικανότητα αυτή μειώνεται. Συνεπώς, συνιστάται να διατηρείτε την μπαταρία σε υψηλές τιμές πυκνότητας σε κρύο και να μειώνετε αυτούς τους δείκτες για ζεστό καιρό.
Απόδοση μπαταρίας σε διαφορετικές θερμοκρασίες ανάλογα με την πυκνότητα
Φυσικά, κανείς δεν θα ασχοληθεί με την αλλαγή σε κάθε άλμα του καιρού. Λίγο πριν την έναρξη του κρύου καιρού είναι χρήσιμο να αυξηθεί ελαφρώς η πυκνότητα της μπαταρίας, και πριν από την καλοκαιρινή περίοδο - χαμηλώστε την. Επιπλέον, υπάρχουν κανόνες βέλτιστης πυκνότητας για περιοχές με διαφορετικά κλίματα. Αυτές οι κανονιστικές τιμές αναμένεται να τηρηθούν όλο το χρόνο, με σπάνιες εξαιρέσεις. Για διαφορετικές περιοχές θεωρείται φυσιολογική:
- Σε ψυχρά κλίματα 1,27 - 1,30 g / cm3
- Στη μεσαία ζώνη 1,25 - 1,28 g / cm3
- Σε θερμές περιοχές 1,22 - 1,25 g / cm3
Αναλυτικότερα, αυτές οι προδιαγραφές αναφέρονται στον πίνακα.
Τυπικές τιμές πυκνότητας ηλεκτρολύτη μπαταρίας για διάφορες συνθήκες θερμοκρασίας
Πώς να ελέγξετε την πυκνότητα του ηλεκτρολύτη σε μια μπαταρία οξέος
Για να δοκιμάσετε αυτό το χαρακτηριστικό, υπάρχουν απλοί μετρητές που ονομάζονται υδρομετρητές αυτοκινήτων ή πυκνόμετρα. Το έργο τους βασίζεται στην εφαρμογή του νόμου Archimedes, δηλαδή στην ικανότητα του φορτίου να βυθίζεται σε διαφορετικά βάθη ανάλογα με την πυκνότητα του υγρού. Δομικά, το υδρόμετρο περιέχει:
- Γυάλινη ή πλαστική φιάλη.
- Το γυαλί επιπλέει με φορτίο και σημάνσεις πάνω του, που αντιστοιχούν στις μετρούμενες τιμές.
- Ένας λαμπτήρας από καουτσούκ φοριέται στη μία πλευρά της φιάλης, σχεδιασμένος να τραβά ηλεκτρόλυτο μέσα στη φιάλη.
- Στην αντίθετη πλευρά υπάρχει ένα ακροφύσιο από καουτσούκ μέσω του οποίου λαμβάνεται υγρό από την οπή πλήρωσης της μπαταρίας.
Η μετρούμενη τιμή προσδιορίζεται από αυτή τη γραμμή επί του πλωτήρα, στην οποία φθάνει το υγρό που συλλέγεται στο υδρόμετρο.
Μονόμετρο υδρομετρητή
Υπάρχουν πιο απλά υδρομετρητές, στα οποία υπάρχουν πολλά μικρά βάρη ραβδίων με διαφορετικά βάρη για κάθε ένα. Σε κάθε βάρος (ή στη φιάλη απέναντι από αυτό) εφαρμόζεται η αντίστοιχη τιμή πυκνότητας. Το αποτέλεσμα της μέτρησης καθορίζεται από τη μέγιστη τιμή των pop-up weights. Ένα τέτοιο υδρόμετρο είναι φθηνότερο, αλλά δεν έχει επαρκή ακρίβεια.
Πολύπλοκος υδρομετρητής αυτοκινήτου
Η ίδια μέτρηση του υδρόμετρου πραγματοποιείται ως εξής:
- Η μύτη του υδρόμετρου πέφτει μέσα στην μπαταρία μέσω της οπής πλήρωσης. Υπάρχουν συσκευές όχι με καουτσούκ, αλλά με πλαστική μύτη. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να το βυθίσετε προσεκτικά στον ηλεκτρολύτη, ώστε να μην καταστρέψετε τις πλάκες μολύβδου.
- Χρησιμοποιώντας ένα αχλάδι, ένας ηλεκτρολύτης συλλέγεται σε μια φιάλη. Για τα υδρόμετρα με ένα μόνο πλωτήρα, πρέπει να ελέγξετε την ποσότητα του συλλεχθέντος υγρού. Θα πρέπει να είναι αρκετό ώστε ο πλωτήρας να επιπλέει ελεύθερα στο εσωτερικό του λαμπτήρα. Αλλά δεν μπορείτε να πάρετε και πολλά ρευστά. Στη συνέχεια, ο πλωτήρας μπορεί να στηριχθεί στην επάνω άκρη του λαμπτήρα. Οι αναγνώσεις του υδρομέτρου σε αυτή την περίπτωση θα είναι αναξιόπιστες.
- Αφού πάρουμε το υγρό, κοιτάμε - αντίθετα, ποιοι είναι οι κίνδυνοι για το επίπεδο στο πλωτήρα. Οι αριθμοί δίπλα στον κίνδυνο υποδεικνύουν την τιμή πυκνότητας.
Για τα υδρόμετρα με διάφορους πλωτήρες, η πυκνότητα καθορίζεται από τους επιπλέους πλωτήρες. Το πλωτό βάρος με τον μέγιστο αριθμό σε αυτό δείχνει ακριβώς το αποτέλεσμα της μέτρησης.
Ανάγνωση με χρήση υδρομέτρου
Για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες πολλών κυψελών, η επαλήθευση πραγματοποιείται ξεχωριστά σε κάθε τράπεζα.
Η συνήθης τιμή διαίρεσης σε υδρομετρητές μπαταρίας είναι 0,01 g / cm3. Αλλά τα υδρομετρητές είναι επίσης διαθέσιμα με πιο ακριβή κλίμακα.
Αφού ολοκληρώσετε τις μετρήσεις, είναι απαραίτητο να ξεπλύνετε προσεκτικά το υδρόμετρο με απεσταγμένο νερό.
Όροι υπό τους οποίους πρέπει να λαμβάνονται οι μετρήσεις
Πριν ξεκινήσετε μετρήσεις της συγκέντρωσης ηλεκτρολύτη, είναι απαραίτητο να τηρείτε απλούς κανόνες. Και σε ορισμένες περιπτώσεις θα είναι απαραίτητο να διορθωθούν οι μετρήσεις του υδρομέτρου ανάλογα με τις συνθήκες υπό τις οποίες ελήφθησαν.
Η πιο απαραίτητη προϋπόθεση είναι να διατηρηθεί η απαιτούμενη στάθμη υγρού στην ίδια την μπαταρία. Η πυκνότητα θα μετρηθεί σωστά, αλλά για την ασφαλή λειτουργία της μπαταρίας θα χρειαστεί να φέρετε το επίπεδο σε κανονική κατάσταση. Και αυτό θα οδηγήσει σε μια αλλαγή στην πυκνότητα.
Επίπεδο φόρτισης μπαταρίας
Η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη αλλάζει όταν η μπαταρία φορτιστεί / εκφορτιστεί. Με μια απαλλαγή, μειώνεται, με μια φόρτιση αυξάνεται. Ανάλογα με τον βαθμό εκφόρτισης της μπαταρίας, οι τιμές αλλάζουν ως εξής.
Εξάρτηση των μετρήσεων του υδρομέτρου από τον βαθμό φόρτισης της μπαταρίας
Είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια το επίπεδο απόρριψης. Επομένως, πρέπει πρώτα να φορτίσετε πλήρως την μπαταρία, να περιμένετε λίγες ώρες και μόνο τότε να κάνετε μετρήσεις.
Εάν πραγματοποιήθηκαν οποιεσδήποτε ενέργειες με διάλυμα νερού-οξέος - προσθέτοντας απεσταγμένο νερό ή το ίδιο το οξύ, τότε δεν πρέπει να μετρήσετε την πυκνότητα αμέσως μετά. Είναι απαραίτητο να περιμένετε έως ότου αναμειχθεί πλήρως το πρόσθετο υγρό στην μπαταρία.
Θερμοκρασία κατά τις μετρήσεις
Η βαθμονόμηση των τυποποιημένων υδρομέτρων προσανατολίζεται σε θερμοκρασία + 25 ° C. Για να ληφθούν οι πιο ακριβείς μετρήσεις, οι μετρήσεις πυκνότητας ηλεκτρολυτών θα πρέπει να πραγματοποιούνται στην ίδια θερμοκρασία. Το χειμώνα, η δοκιμασμένη μπαταρία πρέπει να φέρεται σε θερμή θέση και να αφήνεται να ζεσταθεί μέχρι την επιθυμητή θερμοκρασία. Αλλά δεν πρέπει να κάνετε μετρήσεις κυριολεκτικά στο σπίτι. Μια λύση οξέος μπορεί να χαλάσει κατά λάθος έπιπλα ή ρούχα. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα θερμαινόμενο δωμάτιο κατάλληλο για τέτοια εργασία.
Αν δεν είναι δυνατή η μέτρηση σε συνιστώμενη θερμοκρασία 20 - 25 ° C, τότε μπορείτε να κάνετε μετρήσεις σε οποιαδήποτε θερμοκρασία και, στη συνέχεια, να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα διορθώσεων:
Τιμές διόρθωσης για μετρήσεις σε διαφορετικές θερμοκρασίες
Οι τακτικοί έλεγχοι της πυκνότητας του ηλεκτρολύτη στη μπαταρία θα επιτρέψουν όχι μόνο να διατηρηθεί σε βέλτιστες συνθήκες εργασίας, αλλά και να εντοπιστούν πιθανά προβλήματα και δυσλειτουργίες εγκαίρως.
