Аккумуляторы

Аккумулятор – первичный химический источник тока, в котором в процессе заряда электроэнергия преобразуется в химическую, а в процессе разряда химическая в электрическую.

По составу электролита, аккумуляторы делятся на кислотные и щелочные. В кислотных электролитах – водный раствор кислоты, а в щелочных – водный раствор щелочи.

Наиболее часто применяются щелочные аккумуляторы, т. к. пары щелочного электролита менее токсичны, для приготовления щелочного электролита можно использовать обычную питьевую воду. Кроме того щелочные аккумуляторы механически более прочны и надежны.

Широко распространены железоникелевые и кадмиево-никелевые аккумуляторы.

Конструкция аккумуляторов

Внутри стального сварного корпуса, покрытого никелем, находится блок положительных пластин, между которыми расположен блок отрицательных пластин.

Положительные пластины соединяются между собою и подключаются к положительному выводу аккумулятора.

Отрицательные пластины соединяются между собою и подключаются к отрицательному выводу.

Поверхности пластин имеют специальные ячейки, в которые помещается активная масса вещества, вступающая в химическую реакцию с электролитом.

Активной массой положительных пластин является смесь никеля с графитом, а отрицательных – смесь оксида железа и кадмия. В железоникелевых аккумуляторах кадмий отсутствует.

Среднее значение напряжения для элемента щелочного аккумулятора U=1,25В.

Виды заряда аккумуляторов

1) Формовочный – производится для вновь поступивших аккумуляторов. Сначала заливают электролит и пропитывают активной массой 2 часа, контролируя ареометром плотность электролита.

Плотность электролита – 1,2гм/cм в кубе

После пропитки доливают электролит и производят заряд от зарядного устройства током указанным в паспорте, 10-12 часов.

2) Нормальный заряд. Регулярно или при необходимости заряжают аккумулятор 10-12 часов током указанным в паспорте.

3) Ускоренный заряд. В случае крайней необходимости 2,5 часа с силой тока в 2 раза больше нормальной и 2 часа нормальной силой тока.

Все виды заряда производятся при вывернутых пробках во избежании вздутия тока. Срок службы составляет 700-750 зарядно-разрядных циклов. Емкость аккумуляторов 10 Ампер-часов.

Условное обозначение аккумуляторов

Состоит из букв указывающих его тип и числа, указывающего номинальную емкость в Ампер-часах.

Например: КН-22 – кадмиево-никелевый с емкостью 22 Ампер-часов;

ЖН-45 – железоникелевой с емкостью 45 Ампер-часов.

Однополупериодное выпрямление

Схема однополупериодного выпрямителя без сглаживающего фильтра

На вторичной обмотке трансформатора переменное синусоидальное напряжение, поэтому полярность выводов обмотки будет периодически меняться с частотой сети. Пусть верхний вывод обмотки имеет положительный потенциал, а в нижний отрицательный, тогда диод открыт. Цепь тока: + обмотки,VD, Rб, Rн, - обмотки. На нагрузке Rн выделяется положительный полу период синусоидального входного напряжения (график 2).

Пусть в верхней части обмотки отрицательный потенциал, а в нижней положительный потенциал, тогда диод закрыт и ток в цепи не проходит. На нагрузке получается пульсирующее положительное напряжение.

Балластный резистор Rб служит для ограничения тока через диод.

С хема однополупериодного выпрямителя с простейшим сглаживающим фильтром.

4

1

3

2

Для уменьшения пульсаций параллельной нагрузки подключают простейший сглаживающий фильтр электрический конденсатор Со большой емкости.

Принцип работы:

Подключаем Uвх, при этом диод периодически открывается, через него проходят импульсы тока, которые заряжают конденсатор Со и ответвляются на нагрузку Rн.

После прохождения достаточного количества импульсов, Со, зарядится до амплитудного значения, напряжение вторичной обмотки U2. Пусть это произойдет в точке 1.

Из графика видно, что на участке 12, U на конденсаторе Uc>U2, поэтому VD закрыт и Со разряжается на нагрузку, при этом Uс падает.

В точке 2 U2>Uc и VD открывается, его током подзаряжается Со на участке 23. В точке 3 Uc>U2, VD закрывается, Со разряжается на Rн и процесс повторяется.

Таким образом на Rн получаем средне выпрямленное значение Uo с гораздо меньшим количеством пульсации. Чем больше емкость Со, тем меньше наклон Uс и меньше пульсации.

В точке 6 к VD в обратном направлении приложено средне – выпрямленное значение Uo и maxU2, поэтому, при выборе диода, необходимо учитывать, чтобы его max Uобр было бы как min в 3 раза больше действующего значения U2.

Для большей надежности работы необходимо, чтобы прямой ток диода был бы как min в 2 раза больше выпрямленного тока в нагрузке.