Pojęcia związanie z akumulatorami

Ocena użytkowników: 5 / 5

Gwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywna

Akumulator kwasowo-ołowiowy z zaworami

Akumulatory które są szczelnie zamknięte i bezobsługowe.

 

Amper (A)

Amper – jednostka natężenia prądu elektrycznego (nazywane też po prostu prądem elektrycznym). Jest jednostką podstawową w układzie SI i układzie MKSA oznaczaną w obu układach symbolem A.

 

Amperogodzina (Ah)

Jest miarą pojemności ogniw galwanicznych, w tym akumulatorów elektrycznych. Określa ona zdolność do zasilania przez ten akumulator obwodu elektrycznego prądem o danym natężeniu przez określony czas.

(Przykład: akumulator, który dostarcza 5 amperów w ciągu 20 godzin dostarcza 5 A x 20 h = 100 Ah pojemności)

 

Cykl

W przypadku akumulatorów jeden czas rozładowania i jeden czas naładowania składają się na jeden cykl.

 

Elektrolit

Z technicznego punktu widzenia, a także potocznie, każda substancja zdolna do jonowego przewodzenia prądu elektrycznego, czyli przekazywania jonowo ładunku między elektrodami. Zgodnie z tym kryterium elektrolitem jest również roztwór przewodzący prąd elektryczny.

 

Głębokie rozładowanie

Polega na rozładowaniu ogniwa praktycznie do zera, tj. poniżej stanu dopuszczalnego przez producenta (dla ogniw NiXX – 0,7 V). Teoretycznie po długotrwałym głębokim rozładowaniu ponowne naładowanie ogniwa jest niemożliwe. Nowoczesna elektronika potrafi ochronić baterię przed takim rozładowaniem wyłączając obciążenie zanim ładunek w ogniwach osiągnie niebezpiecznie niski poziom – dzięki temu nawet po kilku dniach prawie całkowitego rozładowania możliwe jest ponownie naładowanie akumulatora. Pomimo "wbudowanego zabezpieczenia" wskazane jest jednak samodzielne dbanie o używany akumulator – gdy poziom naładowania akumulatora osiągnie poziom około 5% pojemności (poziom ostrzeżenia) powinno się naładować akumulator do pełna.

 

Komora (Cela)

Podstawowa część składowa baterii generująca prąd w wyniku reakcji elektrochemicznych. Składa się z płyt dodatnich, ujemnych, elektrolitu, separatorów i obudowy. W 12-Voltowym akumulatorze kwasowo-ołowiowym znajduje się sześć komór.

 

Korozja

niszcząca reakcja chemiczna ciekłego elektrolitu z reaktywnym materiałem – np. reakcja rozcieńczonego kwasu siarkowego z żelazem, której efektem jest taki produkt korozyjny jak rdza.

 

Kratka

Pprocesy stopniowego niszczenia materiałów, zachodzące między ich powierzchnią i otaczającym środowiskiem. Zależnie od rodzaju materiału dominujące procesy mają charakter reakcji chemicznych, procesów elektrochemicznych, mikrobiologicznych lub fizycznych (np. topnienie i inne przemiany fazowe, uszkodzenia przez promieniowanie).

 

Masa (uziemienie)

Przewód wykonany z przewodnika łączący ciało naelektryzowane z ziemią. W wyniku połączenia ciało naelektryzowane oddaje lub przyjmuje odpowiednią liczbę ładunków ulegając zobojętnieniu (staje się elektrycznie obojętne).  W elektrotechnice i elektronice – połączenie określonego punktu obwodu elektrycznego z ziemią, celem zapewnienia bezpiecznej i prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych.  W skład urządzenia uziemiającego (w skrócie uziemienia) wchodzą następujące części:

 

Mata szklana, Absorbent Glass Mat (AGM)

Mata składająca się z mikrowłókien szklanych stosowana do filtrowania kwasu siarkowego w akumulatorach kwasowych.

 

Moc zimnego rozruchu

Ilość prądu (mierzona w amperach), jaką akumulator kwasowo-ołowiowy w ciągu 30 sekund w temperaturze -17,8°C jest w stanie wygenerować osiągając napięcie przynajmniej 1,2 V na ogniwo.

 

Natężenie

Wielkość fizyczna charakteryzująca przepływ prądu elektrycznego zdefiniowana jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku.

 

Obudowa

Pojemnik polipropylenowy lub zbudowany z twardej gumy, w którym znajdują się płyty, separatory i elektrolit.

 

Obwód

Droga jaką przepływają elektrony. Zamknięty obwód umożliwia przepływ prądu, otwarty uniemożliwia przepływ prądu z powodu odłączonego odbiornika lub przerwanego połączenia.

 

Om

Jednostka rezystancji w układzie SI (jednostka pochodna układu SI). Nazwa om pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka Georga Ohma.

Definicja:

"1 om to opór elektryczny istniejący pomiędzy dwoma punktami przewodu, gdy niezmienna różnica potencjałów jednego wolta (1 V) działająca między tymi dwoma punktami wywołuje w tym przewodzie prąd o natężeniu jednego ampera (1 A). Ponadto przewód ten nie jest źródłem siły elektromotorycznej"


Pojemność

Zdolność w pełni naładowanego akumulatora do dostarczenia ładunku elektrycznego o danym natężeniu (A) w ciągu danego okresu czasu (h)

 

Pojemność rezerwowa (RC)

ilość minut, w czasie których nowy, w pełni naładowany akumulator będzie w stanie dostarczać prądu o natężeniu 25A w temperaturze 26,7°C / 80°F utrzymując napięcie na zaciskach równe lub wyższe niż 1,75 V na ogniwo. Ten wskaźnik oznacza czas, w jakim akumulator będzie w stanie zasilać najważniejsze odbiorniki w momencie, gdy alternator lub generator w pojeździe przestaną pracować.

 

Pokrywa

Pokrywa obudowy

 

Płyta (elektroda) – dodatnia

Odlana z metalu ramka, zawiera materiał czynny w postaci dwutlenku ołowiu.

 

Płyta (elektroda) – ujemna

Odlana z metalu ramka, zawiera materiał czynny w postaci ołowiu gąbczastego.

 

Rozwarstwienie elektrolitu

Podczas ładowania akumulatora ołowiowo-kwasowego na elektrodach osadza się gęstszy elektrolit. Cząsteczki kwasu o większej gęstości, pod wpływem grawitacji opadają w komorze , podczas gdy elektrolit o niższym stopniu zagęszczenia unosi się. Takie rozwarstwienie elektrolitu może powodować spadek pojemności i/oraz uszkodzenie akumulatora.

 

 b 47a7c6a0fef4c4df1645be937b46b1c7

Fot. J. Świątek, W. Hejnrych

 

Rozładowywanie

Akumulator, dostarczając prąd do odbiorników, rozładowuje się.

 

Separator

Część oddzielająca elektrody dodatnie i ujemne od elementu, który pozwala na przepływ prądu.

 

Stan naładowania (SOC)/zużycia (SOH)

Ilość energii elektrycznej zmagazynowana w akumulatorze w danym czasie i wyrażona jako procent całkowitej energii, którą akumulator może zmagazynować w momencie, gdy jest całkowicie naładowany.

 

Substancja czynna

Substancja czynna w dodatnich płytach to dwutlenek ołowiu, płyty ujemne wypełnione są natomiast ołowiem w postaci gąbczastej. Podczas gdy obwód zostaje zamknięty, czyli podczas ładowania i rozładowywania, substancje te wchodzą w reakcję z kwasem siarkowym według następującego chemicznego wzoru: PbO2 + Pb + 2H2S04 = 2PbSO4 + 2H2O

 

Volt

Jednostka potencjału elektrycznego, napięcia elektrycznego i siły elektromotorycznej, używana w układach jednostek miar SI, MKS i MKSA, oznaczana V.

 

Definicja:

"1 wolt (1 V) jest różnicą potencjałów elektrycznych pomiędzy dwoma punktami przewodu liniowego, w którym płynie niezmieniający się prąd o natężeniu jednego ampera (1 A), zaś moc pobierana pomiędzy tymi punktami jest równa jednemu watowi"

 

Wat

Jednostka mocy lub strumienia energii w układzie SI (jednostka pochodna układu SI), oznaczana symbolem W. Nazwa wat pochodzi od nazwiska brytyjskiego inżyniera i wynalazcy Jamesa Watta.

Definicja:

"1 wat (1 W) to moc, przy której praca wykonana w ciągu jednej sekundy (1 s) jest równa jednemu dżulowi"

 

Zaciski (klemy)

Elektryczne łączniki pomiędzy akumulatorem i zewnętrznym obwodem. Klemy podłączone są do siatki dodatniej pierwszej celi (klema dodatnia) i ujemnej ostatniej w szeregu celi (klema ujemna).

 

Zdolność przyjmowania ładunku

Ilość prądu wyrażonego w amperogodzinach, jaką akumulator przyjmuje w określonej jednostce czasu, uwzględniając jego stan naładowania, temperaturę oraz napięcie.

 

Zwarcie

W elektrotechnice i elektronice oznacza nagłe zmniejszenie rezystancji obwodu elektrycznego do bardzo małej wartości, powstające najczęściej wskutek połączenia się przewodów obwodu lub uszkodzenia izolacji elektrycznej w wyniku jej przebicia. Prąd zwarciowy jest wielokrotnie większy od prądu roboczego i może spowodować zniszczenie przewodów elektrycznych, urządzeń i odbiorników elektrycznych lub pożar.. W akumulatorze obwód zwarciowy w danym ogniwie może spowodować jego rozładowanie, , sprawiając tym samym, że akumulator stanie się bezużyteczny.

Ładowanie akumulatora przez alternator

Ocena użytkowników: 5 / 5

Gwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywna

Akumulator zamontowany w samochodzie musi być systematycznie podładowywany przez alternator, aby rano nie odmówił nam posłuszeństwa. Za prawidłowe napięcie w naszym aucie odpowiada regulator napięcia. Uszkodzony może spowodować nie doładowywanie akumulatora ( napięcie mniejsze niż 13.80 V ) co spowoduje problemu z odpalaniem. Równie szkodliwe dla akumulatora jest ładowanie go zbyt wysokim prądem ( napięcie wyższe niż 14.5 V ).

 

Objawia się szybszym przepalaniem żarówek, bywa również, że alternator ładuje tak wysokim prądem, że elektrolit w naszym aucie "gotuje się". Należy wtedy natychmiast udać się do warsztatu, aby usunąć usterkę, w innym wypadku możemy zniszczyć akumulator a nawet doprowadzić do wybuchu nagromadzonych w min gazów.O wielu uszkodzeniach w obwodzie ładowania informuje lampka kontrolna w zestawie wskaźników.

Budowa akumulatora ołowiowego

Ocena użytkowników: 5 / 5

Gwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywna


Akumulator jest odwracalnym źródłem prądu, tzn. że można w nim gromadzić energię elektryczną jak i ją pobierać. Przy każdym z tych procesów zachodzą w akumulatorze reakcje chemiczne. W pojazdach samochodowych nadal najczęściej wykorzystywanym statycznym źródłem energii są akumulatory ołowiowe (kwasowe).

Akumulator taki składa się z kilku ogniw połączonych szeregowo. Każde ogniwo ma napięcie znamionowe ok. 2 V. Zatem w celu uzyskania napięcia 6 V łączy się szeregowo trzy ogniwa. W celu uzyskania napięcia 12 V łączy się szeregowo sześć ogniw.

Akumulator ołowiowy składa się z dwóch zespołów płyt ołowiowych oraz naczynia z elektrolitem. Jeden zespół płyt jest biegunem dodatnim. Płyty te pokryte są dwutlenkiem ołowiu. W drugim zespole płyt, który jest biegunem ujemnym stosuje się tzw. ołów gąbczasty. Tak wykonane płyty będąc umieszczone w elektrolicie mają różne w stosunku do niego potencjały. Różnica potencjałów waha się od 1,75 do 2,4 V w zależności od stanu naładowania ogniwa. Elektrolitem jest w tego typu akumulatorach roztwór kwasu siarkowego.

Pojedyncze ogniwo składa się z płyt ujemnych i dodatnich umieszczanych na przemian. Warto zaznaczyć, że zespół płyt dodatnich ma o jedną płytę mniej niż zespół płyt ujemnych. Płyty dodatnie znajdują się pomiędzy płytami ujemnymi. Płyty dodatnie maja bowiem tendencje do wybaczania się przy jednostronnym obciążeniu. Płyty o przeciwnej biegunowości są oddzielone przekładkami umożliwiającymi swobodą wymianę elektrolitu i przepływ prądu jonowego. Przekładki mają własności izolacyjne. Akumulator ołowiowy Po prostu nie dopuszczają do mechanicznego zwarcia pyt dodatnich z ujemnymi. Nazywa się je także separatorami. Materiałem są tu PCV lub specjalne żywice.

Blok akumulatora podzielony jest wewnątrz pionowym ściankami (tzw. grodziami). W ten sposób blok akumulatora dzieli się na komory (cele). Ich ilość można w niektórych akumulatorach poznać po ilości korków. Jeden korek to jedna komora. Na dnie każdej komory wykonuje się progi dzięki którym płyty nie dotykają dna komory. Między dolną krawędzią płyt a dnem bloku powstaje pusta przestrzeń w której mogą gromadzić się zanieczyszczenia. Gromadzi się tu także masa czynna spływająca z płyt w trakcie eksploatacji. Z dwóch skrajnym ogniw akumulatora wyprowadza się końcówki biegunowe: dodatnią i ujemną. Warto także zwrócić uwagę na budowę samego korka. Korki mają bowiem specjalne otwory umożliwiające wydostanie się na zewnątrz gazów wydzielających się z ogniw przy ładowaniu akumulatora (tlenu i wodoru). Otwory te wykonuje się w sposób labiryntowy.

Prawidłowy poziom elektrolitu podczas eksploatacji akumulatora.

Ocena użytkowników: 5 / 5

Gwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywna
  • Nie uzupełniać kwasu do maksymalnego poziomu w akumulatorze, który wymaga ładowania. ( Podczas ładowania poziom kwasu wzrasta ). Jednakże, jeśli poziom kwasu jest poniżej górnej krawędzi separatorów, należy uzupełnić go destylowaną lub dejonizowaną wodą tak, aby separatory zostały zakryte.
     
  • Uzupełniać elektrolit do maksymalnych poziomów dopiero po jednej godzinie od momentu zakończenia ładowania.
     
  • Nigdy nie przepełnić akumulatora. (Elektrolit może wylewać się podczas ładowania przez otwory odgazowania).
     
  • Do uzupełniania poziomu używać tylko destylowanej lub dejonizowanej wody. (Kwas siarkowy może być używany tylko do pierwszego zalania suchego akumulatora). Nie stosować butelkowanej wody mineralnej (zanieczyszczenia zawarte w wodzie zwiększają przewodność wody i samo rozładowanie akumulatora).
     
  • Podczas eksploatacji akumulatora należy sprawdzać poziom elektrolitu i uzupełniać go do poziomów podanych poniżej.
    Jeżeli akumulator ma zaznaczoną linię maksymalnego poziomu na boku obudowy, to należy uzupełnić elektrolit do tego poziomu.
    Jeżeli nie ma zaznaczonej linii maksymalnego poziomu, ale z dna pokrywy wystają rurki napełniania, to uzupełniać elektrolit do dna tych rurek.
    Jeżeli nie ma zaznaczonej linii maksymalnego poziomu, ani rurek napełniania, w akumulatorach w obudowie z polipropylenu, to uzupełniać elektrolit do poziomu 7 mm poniżej dolnej krawędzi obrzeża pokrywy.
    Jeżeli nie ma rurek napełniania, w akumulatorach w obudowie z ebonitu, to uzupełniać elektrolit do poziomu 5 mm powyżej górnej krawędzi separatorów.

Dlaczego napięcie ładowania jest krytycznym parametrem dla akumulatorów żelowych i AGM ?

Ocena użytkowników: 5 / 5

Gwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywna

Napięcieładowania jest parametrem krytycznym dla obu rodzajów akumulatorów, ponieważ są to akumulatory z rekombinacją gazów. Oznacza to, że tlen normalnie wytwarzany we wszystkich akumulatorach ołowiowych na płycie dodatniej ulega rekombinacja z wodorem wytwarzanym na płycie ujemnej. Produktem rekombinacji tlenu z wodorem jest woda, która powraca do elektrolitu akumulatora, co powoduje, że akumulator jest bezobsługowy i nie wymaga dodawania wody.

Uszczelnione otwory odgazowujące z zaworem stosowane w tych akumulatorach zapewniają, że wewnątrz utrzymywane jest nadciśnienie zapewniające zachodzenie rekombinacji gazów i uniemożliwiające wyschnięcie i uszkodzenie ogniwa. Ponadto zawór musi bezpiecznie usuną nadmierne ciśnienie, jakie może powstać podczas przeładowania akumulatora ( np. przy uszkodzonym regulatorze napięcia ), w przeciwnym razie ogniwo ulegnie nieodwracalnemu uszkodzeniu. W gazie usuniętym przez zwór znajduje się tlen i wodór, które nie będą uczestniczyć w rekombinacji wewnątrz akumulatora. Cykl rekombinacji zostanie przerwany i akumulator może ulec wysuszeniu.

Należy pamiętać, że akumulatoraAGM nigdy nie wolno otwierać po uruchomieniu, ponieważ płyty ulegną zasiarczeniu i akumulator nieodwracalnie straci swoje parametry. Akumulatoryżelowe są bardziej wrażliwe na parametry ładowania, ponieważ przeładowanie może nieodwracalnie zniszczyć żel. AkumulatoryAGM są pozbawione tej wad, dlatego bardziej się nadają do zastosowania w samochodach.