Судовые аккумуляторы
презентация к уроку на тему

Слайд 1

Слайд 2

Химический источник тока ХИТ- устройство прямого преобразования химической энергии в электрическую на основе электрохимических процессов окислительно -восстановительной реакции.

Слайд 3

ХИТ - Гальванические - Аккумуляторные - Топливные

Слайд 4

Гальванические элементы - это источники разового действия, в которых заложен запас активных веществ, после израсходования которого они теряют работоспособность.

Слайд 5

Аккумуляторные элементы - это источники многократного действия, элементы которых после разряда допускают повторный заряд путем пропускания тока в обратном направлении от внешнего источника с целью регенерации исходных активных веществ.

Слайд 6

Топливные элементы- - это элементы, в процессе работы которых непрерывно подводятся новые порции реагентов и одновременно удаляются продукты реакции, поэтому они могут работать непрерывно в течении длительного времени.

Слайд 7

Область применения аккумуляторов: - переносные светильники - аварийные источники - стартерные устройства двигателей внутреннего сгорания - переходные источники электроэнергии - источники бесперебойного питания и др.

Слайд 8

Достоинства аккумуляторов: - автономность в работе (независимость в заряженном состоянии от других технических средств и систем) - готовность к немедленному включению на нагрузку

Слайд 9

ХИТ состоит: - электролит - электрод

Слайд 10

Электролит - - водный раствор, в котором имеются подвижные ионы (водные растворы кислот, щелочей и солей).

Слайд 11

Электрод - - это вещества, большинство из которых – металлы с противоположными потенциалами, измеренными относительно нормального водородного, потенциал которых равен 0.

Слайд 12

Условия выбора электродной пары: - разность потенциалов была максимальной; - стоимость электродов была минимальной - электроды незначительно растворялись в электролите - в ходе электрохимических процессов реакция была обратимой

Слайд 13

Примеры пары веществ: - свинец и двуокись свинца Pb-PbO 2 - кадмий и гидроокись никеля Cd-Ni(OH) 2 - цинк и окись серебра Zn- AgO

Слайд 14

Основные технические характеристики ХИТ.

Слайд 15

1. ЭДС (Е, В) – разность потенциалов между электродами химического источника тока при разомкнутой внешней цепи. Определяется как: Е= φ (+) – φ (-), В

Слайд 16

2. Внутреннее сопротивление R вн - сопротивление электродов и находящегося между ними электролита. Определяет возникновение внутреннего падения напряжения и выделение тепловой энергии в источнике тока при замыкании цепи.

Слайд 17

3. Напряжение источника тока U – разность потенциалов между электродами при протекании тока, т.е. при подключении к электродам внешнего сопротивления. Напряжение при разряде: U p =E– I p R вн.р Напряжение при заряде: U a =E+I з R вн.з .

Слайд 18

4. Емкость С – количество электричества, которое химический источник тока способен отдать при разряде или которое сообщают от внешнего источника электрической энергии в процессе заряда акуумуляторного источника тока (А*ч). Разрядная емкость: С р = I p t p Зарядная емкость: C з =I з t з

Слайд 19

5. Энергия: - отданная во внешнюю цепь при постоянном токе разрядке ХИТ : W p = U p I p t p - поглощенная при заряде: W з =U з I з t з

Слайд 20

6. КПД – отношение израсходованной источником тока энергии к энергии, запасенной активными массами в процессе заряда: Ƞ = 100%

Слайд 21

Удельная емкость и энергия – это отношение емкости и энергии при разряде, отнесенные к единице массы или объема источника.

Слайд 22

ХИТ многократного действия, у которого в качестве электролита используется раствор серной кислоты H 2 SO 4

Слайд 23

Результирующая химическая реакция при разряде и заряде СКА: PbO 2 +2HSO 4 +Pb=2PbSO 4 +2H 2 O

Слайд 24

Саморазряд – химические процессы идущие на одном или обоих электродах ХИТ с потреблением активных масс, но без генерирования электрического тока.

Слайд 25

Срок годности – время, в течение которого источник годен к употреблению, т.е. сохраняет определенный запас электрической энергии. Срок службы – время, в течение которого аккумулятор пригоден для зарядов и разрядов.

Слайд 26

Устройство и область применения кислотных аккумуляторов.

Слайд 28

Саморазряд заряженного СКА соответствует потере емкости 2-3% в месяц (при температуре 10 С) и увеличивается с ростом срока службы, концентрации электролита и температуры и может достигать 1% в сутки

Слайд 29

СКА могут заряжаться одним из трех способов: 1) при постоянной величине зарядного напряжения 2) при силе зарядного тока, неизменной по величине 3) ступенчато

Слайд 30

Основные неисправности СКА : - повышенный саморазряд СКА - сульфатация пластин - короткое замыкание между пластинами

Слайд 31

Преимущества СКА: - имеют малое внутреннее сопротивление - имеют относительно большой срок службы - высокая отдача - малая стоимость - в сухозаряженном состоянии долгий срок хранения

Слайд 32

СКА используются: - в качестве стартерных батарей ДВС как резервные - аварийные и переходные источники питания судового электрооборудования - основные и резервные источники электроэнергии в энергетических установках малой мощности

Слайд 33

Недостатки: - чувствительность к чистоте электролита; - перерывы в заряде; - недозаряды ; - интенсивное газовыделение ; - наличие саморазряда; - выделение в атмосферу аэрозолей кислоты; - при попадании морской воды выделяется хлор

Слайд 34

Устройство и область применения щелочных ХИТ

Слайд 35

ХИТ многократного действия, у которого в качестве электролита используется растворы щелочей.

Слайд 36

Конструктивно щелочные ХИТ делятся: - Сухие -Наливные

Слайд 37

Сухие ХИТ На судах применяют марганцево-цинковые системы, которые реализуются в стаканчиковой , галетной и пуговичной конструкциях элементов. Электрохимические процессы в них при разряде являются необратимыми, поэтому после использования элементов их заменяют на новые

Слайд 38

Наливные ХИТ 1) Кратковременного действия. Электролит заливается непосредственно перед употреблением. Имеют малый срок службы и высокую удельную мощность 2) Наливные. ЩА многоразового пользования. Никель-кадмиевые, никель-железные и серебряно-цинковые

Слайд 39

Щелочной аккумулятор

Слайд 40

Характерные неисправности: 1) значительная потеря емкости из-за систематических недозарядов , разряда слишком малым током, пониженный уровень электролита, длительная работа на простом электролите или нарушения сроков замены составного электролита, редких усиленных зарядов;

Слайд 41

2) повышенный самозаряд из-за коротких замыканий, загрязнений, наличия примесей в электролите; 3) сильное выделение газа в отдельном элементе, при глубоких предшествующих разрядах; 4) выпучивание стенок элемента из-за чрезмерного разбухания электродов или неисправности вентиляционной пробки

Слайд 42

5) пониженное напряжение при замкнутой цепи из-за внутренних коротких замыканий, плохих контактных соединений, загрязнения; 6) быстрое образование ползучих солей из-за отсутствия защитной пленки, высокого уровня или повышенной плотности электролита, отсутствие герметичности; 7) чрезмерный нагрев по причинам КЗ, больших зарядных и разрядных токов, плохих контактных соединений, недостаточного охлаждения

Слайд 43

Преимущества: - в 3-5 раз больше, чем у кислотных, сроки службы и минимальные затраты на эксплуатацию; - разнообразие конструкций и возможность хранения в заряженном и разряженном состоянии при небольшом саморазряде

Слайд 44

Недостатки: - наличие газовыделения при работе и образование ползучих солей; - большое внутреннее сопротивление затрудняет использование аккумуляторов в импульсных режимах работы; - при больших разрядных токах напряжение падает значительно интенсивней, чем у КА - ЩБ, одинаковой С и U с КБ, имеет больших объем и меньшую отдачу