Акумулятор: пристрій, різновиди, призначення, принцип роботи

Акумулятор представляє собою пристрій, який накопичує енергію в хімічну форму при підключенні до джерела постійного струму, а потім віддає її, перетворюючи в електрику. Його використовують багаторазово за рахунок здатності до відновлення і оборотності хімічних реакцій. Розряджається – знову заряджають. Застосовуються акумулятори в якості автономних і резервних джерел живлення для електротехнічного обладнання і різних пристроїв.

пристрій акумулятора

В автомобілях зазвичай застосовують свинцево-кислотні акумулятори. Розглянемо їх пристрій.

Всі елементи розташовуються в корпусі, який виготовляють з поліпропілену. Корпус складається з ємності, розділеної на шість осередків, і кришки, оснащеної дренажною системою для відведення тиску і відведення газу. На кришку виводиться два полюси (клеми) – позитивний і негативний.

Вміст кожного осередку є пакет з 16 свинцевих пластин, полярність яких чергується. Вісім позитивних пластин, об’єднаних баретки, є плюсовим електродом (катодом), вісім негативних – мінусовим (анодом). Кожен електрод виводиться до відповідної клеми акумулятора.

Пакети пластин в осередках занурені в електроліт – розчин сірчаної кислоти і води щільністю 1,28 г / см3.

Між пластинами електродів, для запобігання замикання, вставлені сепаратори – пористі пластини, які не перешкоджають циркуляції електроліту і не взаємодіють з ним.

Окрема пластина електрода – це решітка з металевого свинцю, в яку впресовано (намазав) реагент. Активна маса катода – діоксид свинцю (PbO2), анода – губчастий свинець.

Принцип дії акумуляторів

Принцип дії акумулятора заснований на утворенні різниці потенціалів між двома електродами, зануреними електроліт. При підключенні навантаження (електротехнічних пристроїв) до клем акумулятора в реакцію вступають електроліт і активні елементи електродів. Відбувається процес переміщення електронів, який, по суті, і є електрострумом.

При розряді акумулятора (підключенні навантаження) губчастий свинець анода виділяє позитивні двовалентні іони свинцю в електроліт. Надлишкові електрони переміщаються по зовнішній замкнутому електричному ланцюзі до катода, де відбувається відновлення чотирьохвалентного іонів свинцю до двовалентних.

При їхньому з’єднанні з негативними іонами сірчаного залишку електроліту, утворюється сульфат свинцю на обох електродах.

Іони кисню від діоксиду свинцю катода і іони водню з електроліту з’єднуються, утворюючи молекули води. Тому щільність електроліту знижується.

При заряді відбуваються зворотні реакції. Під впливом зовнішнього напруги іони двовалентного свинцю позитивного електрода віддають по два електрона і окислюються в чотирьохвалентного. Ці електрони рухаються до анода і нейтралізують іони двовалентного свинцю, відновлюючи губчастий свинець. На катоді, шляхом проміжних реакцій, знову утворюється двоокис свинцю.

Хімічні реакції в одній комірці виробляють напруга 2 В, тому на клемах акумулятора з 6 осередків і виходить 12 В.

З відео Ви зможете більш детально дізнатися, як працює акумулятор:

Читайте також, як правильно вибрати акумулятор по ємності, особливості літій-іонних і нікіль-кадмієвих аккмуляторов

Ссылка на основную публикацию