2015-09-06
1809
Химическими источниками тока (ХИТ) называются устройства, в которых химическая энергия активных веществ превращается в электрическую.
Пo характеру работы все известные ХИТ делятся па две группы: первичные и вторичные.
Первичные химические источники тока допускают лишь однократное использование заключенных в них активных веществ. К им относятся элементы следующих типов: марганцево-цинковые и медно-магниевые. Кроме того, первичные ХИТ делятся на две труппы по виду электролита: на элементы с жидким электролитом и сухие элементы, содержащие вязкий невыливающийся электролит.
Вторичные химические источники тока - электрические аккумуляторы - допускают многократное использование.
Работоспособность аккумуляторов восстанавливается их зарядом, т.е. пропусканием постоянного тока через аккумулятор в направлении, противоположном направлению тока разряда. Работа аккумулятора состоит из чередующихся между собой зарядов и разрядов. Разрядом называют процесс превращения химической энергии в электрическою. Один заряд и один разряд составляют рабочий цикл
Марганцево-цинковые элементы и батареи имеют сравнительно малую стоимость, сохраняют работоспособность в широком диапазоне температур, просты в эксплуатации и хранении, находят широкое применение в качестве источников питания телефонной, измерительной и различного рода вспомогательной аппаратуры и приборов.
Ртутно-цинковые элементы и батареи имеют высокую стоимость, хуже работают при отрицательных температурах. Они применяются в малогабаритных переносных радиостанциях.
Медно-магниевые элементы и батареи приводятся в действие заливкой электролита непосредственно перед использованием, эти элементы обладают большим соком хранения в не залитом состоянии и малым сроком хранения в рабочем состоянии они широко применяются в каче-стве резервных источников тока(питания).
Щелочные никель-кадмиевые (НК) аккумуляторы обладают большим сроком службы, конструктивно прочны, сравнительно просты в эксплуатации и хранении, имеют небольшой саморазряд, хорошо работают при сниженных температурах, имеют относительно высокую стоимость, малую величину напряжения разряда (Up = 1.25 В), большее по сравнению с другими типами внутреннее сопротивление.
Щелочные никель-железные (НЖ) аккумуляторы используются в тех областях, где такие их недостатки, как узкий температурный интервал работоспособности, значительный саморазряд и несколько более сложное эксплуатационное обслуживание, не имеют существенного значения.
Щелочные серебряно-цинковые (СЦ) аккумуляторы обладают при небольших габаритах и массе большей емкостью, малым внутренним сопротивлением, большим по сравнению с НК аккумуляторами напряжением разряда (Uр =1,5 В), имеют высокую стоимость, малый срок
службы, худшие эксплуатационные возможности при низких температурах. Кислотные (свинцовые) аккумуляторы обладают малым внутренним сопротивлением, большим напряжением разряда (Uр =2 В), относи-тельно низкой стоимостью, меньшей механической прочностью, не-
большим сроком службы, большим саморазрядом, сложны в уходе и хранении, выделяют вредные пары кислот.
Для питания аппаратуры связи получили наибольшее распространение щелочные НК аккумуляторы.
ХИТ имеют следующие основные электрические характеристики.
Электродвижущая сила (Е) — разность потенциалов между выводами ХИТ при разомкнутой внешней цепи. Значение э.д.с. зависит только от химического состава электродов и плотности электролита и не зависит от количества активных масс. Э.д.с. ХИТ массового применения не превышает 3 В.
Внутренне сопротивление (г0) - сопротивление, оказываемое ХИТ
проходящему через него постоянному току.
Напряжение (U) - разность потенциалов на выводах ХИТ при замкнутой внешней цепи.
Напряжение разряда (Uр) - напряжение, измеряемое на зажимах ХИТ при замкнутой внешней цепи. Определяется из уравнения:
Up=E-Ipr0
где Е - э.д.с., В, /; - ток разряда, А, г0 - внутреннее сопротивление
источника, Ом.
Из уравнения видно, что напряжение при разряде всегда меньше э.д.с. на величину паления напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока.
По величине напряжения судят о степени заряженности ХИТ.
Напряжение заряда (U3). Для заряда аккумулятора необходимо к
его выводам приложить напряжение, превышающее э.д.с. аккумулятора и падения напряжения на его внутреннем сопротивлении.
Емкость (Q) - количество электричества, отдаваемое ХИТ при разряде до минимального допустимого напряжения. Емкость измеряется в ампер-часах, определяется по формуле Qnt = Iptр, где Ip - ток разряда,
А; Iр - время разряда, ч.
Номинальная емкость Qu - емкость, которую должен отдать новый
ХИТ в номинальном режиме разряда. Она зависит от количества активных веществ.
Саморазряд - потеря емкости за счет токов внутри ХИТ и между его электродами при разомкнутой внешней цепи. Оценивается уменьшением емкости ХИТ в процентах от номинальной в месяц (за сутки).
Срок службы - под этим термином, относящимся только к аккумуляторам, понимают количество циклов (заряд-разряд), которое аккуму-
лятор может отдать при сохранении им не менее половины номинальной емкости.
Для первичных ХИТ регламентируется срок хранения и число часов работы в конце срока хранения.
Маркировка никель-кадмиевых аккумуляторов.
Все аккумуляторы маркируются с помощью букв и цифр, нанесен-1ых на крышке, например: НК-80, НКБ-32У, КН-14 и т.п.
Первые буквы НК обозначают никель-кадмиевую систему.
Третью буквы обозначения указывают на технологическую особенность изготовления аккумуляторов и их электродов: Б- безламельные, П -безламельные с прессованными электродами, Н - намазные пластины, Г - электроды таблеточной конструкции, Г- герметичное исполнение.
Цифры после букв обозначают номинальную емкость в ампер-часах.
Следующая за обозначением емкости буква У обозначает климати-ческое исполнение аккумулятора (батареи).
В эксплуатации еще находятся аккумуляторы, выпущенные до 1973 г., имеющие особенность в маркировке. Это аккумуляторы АКН-2,25; КН-10;ФКН-8идр.
В маркировке этих аккумуляторов первые буквы А, Н, Ф, Ш указывают назначение аккумуляторов (А - анодные, Н - для питания цепей накала, Ф - фонарные, Ш - шахтные). Буквами КН обозначена их электрохимическая система (кадмиево-никелевая).
Условные обозначения аккумуляторных батарей состоят из обозначения типа входящих в батарею аккумуляторов и цифр перед ними, показывающих число последовательно соединенных в батарее аккумуляторов, например: 4КН-13-1К, 5НК-55 и др. Буквы и цифры, стоящие в конце обозначения батарей, используются: К - смонтированные в металлическом каркасе, Т - обозначение батарей с выводными клеммами на торце каркаса.
