устройство, разновидности, назначение, принцип работы
Пример HTML-страницыАккумулятор представляет собой устройство, которое накапливает энергию в химической форме при подключении к источнику постоянного тока, а затем отдает ее, преобразуя в электричество. Его используют многократно за счет способности к восстановлению и обратимости химических реакций. Разряжается – снова заряжают. Применяются аккумуляторы в качестве автономных и резервных источников питания для электротехнического оборудования и различных устройств.
Устройство аккумулятора
В автомобилях обычно применяют свинцово-кислотные аккумуляторы. Рассмотрим их устройство.
Все элементы располагаются в корпусе, который изготавливают из полипропилена. Корпус состоит из емкости, разделенной на шесть ячеек, и крышки, оснащенной дренажной системой для стравливания давления и отвода газа. На крышку выводится два полюса (клеммы) – положительный и отрицательный.
Содержимое каждой ячейки представляет собой пакет из 16 свинцовых пластин, полярность которых чередуется.
Восемь положительных пластин, объединенных бареткой, являются плюсовым электродом (катодом), восемь отрицательных – минусовым (анодом). Каждый электрод выводится к соответствующей клемме аккумулятора.
Пакеты пластин в ячейках погружены в электролит – раствор серной кислоты и воды плотностью 1,28 г/см3.
Между пластинами электродов, для предотвращения замыкания, вставлены сепараторы – пористые пластины, которые не препятствуют циркуляции электролита и не взаимодействуют с ним.
Отдельная пластина электрода – это решетка из металлического свинца, в которую впрессован (намазан) реагент. Активная масса катода – диоксид свинца (PbO2), анода – губчатый свинец.
Принцип действия аккумуляторов
Принцип действия аккумулятора основан на образовании разности потенциалов между двумя электродами, погруженными электролит. При подключении нагрузки (электротехнических устройств) к клеммам аккумулятора в реакцию вступают электролит и активные элементы электродов.
Происходит процесс перемещения электронов, который, по сути, и является электротоком.
При разряде аккумулятора (подключении нагрузки) губчатый свинец анода выделяет положительные двухвалентные ионы свинца в электролит. Избыточные электроны перемещаются по внешней замкнутой электрической цепи к катоду, где происходит восстановление четырехвалентных ионов свинца до двухвалентных.
При их соединении с отрицательными ионами серного остатка электролита, образуется сульфат свинца на обоих электродах.
Ионы кислорода от диоксида свинца катода и ионы водорода из электролита соединяются, образуя молекулы воды. Поэтому плотность электролита понижается.
При заряде происходят обратные реакции. Под воздействием внешнего напряжения ионы двухвалентного свинца положительного электрода отдают по два электрона и окисляются в четырехвалентные. Эти электроны движутся к аноду и нейтрализуют ионы двухвалентного свинца, восстанавливая губчатый свинец.
На катоде, путем промежуточных реакций, снова образуется двуокись свинца.
Химические реакции в одной ячейке вырабатывают напряжение 2 В, поэтому на клеммах аккумулятора из 6 ячеек и получается 12 В.
Из видео Вы сможете более подробно узнать, как работает аккумулятор:
Читайте также, как правильно выбрать аккумулятор по емкости, особенности литий-ионных и никиль-кадмиевых аккмуляторов
Устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля
Аккумулятор — это важнейшая деталь машины, поэтому поддержание батареи в исправном состоянии будет являться залогом эффективного запуска двигателя, а также бесперебойной работы бортовых потребителей электричества. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ необходимо ознакомиться с основными принципами работы этого устройства.
В этой статье будут подробно рассказано, как устроен автомобильный аккумулятор.
Содрежание
- Из чего состоит аккумулятор
- Как устроен аккумулятор
- Принцип работы аккумулятора
- Особенности конструкций
Из чего состоит аккумулятор
Автомобильный элемент питания собирается на заводе из многих элементов, поэтому для понимания принципа работы источника электрического тока необходимо знать назначение каждого компонента. Аккумуляторная батарея состоит из следующих частей.
Корпус. Современная АКБ изготавливается из ударопрочного полипропилена. Этот материал хорошо переносит не только повышенные механические нагрузки и вибрации, но и устойчив к воздействую кислоты, которая в виде раствора заполняет внутренние полости батареи. Кроме этого полипропилен устойчив к большим перепадам температуры. Корпус АКБ разделён на 6 герметически отделённых между собой секций, в которые, в процессе изготовления батареи, устанавливаются свинцовые электроды и сепараторы.
Сепараторы. Сепараторы устанавливаются между электродами и служат диэлектриками, которые надёжно предохраняет элементы батареи от короткого замыкания. Эти элементы также изготавливаются из кислотоустойчивого полимера, который не разрушается при воздействии агрессивной среды в течение всего времени эксплуатации АКБ.
Электроды. В большинстве выпускаемых аккумуляторных батарей используются свинцовые пластины с различными примесями, в ячейках которых находится масса, состоящая из свинцового порошка и серной кислоты. Пластины современных аккумуляторов могут быть изготовлены из свинца легированного кальцием, что позволяет значительно увеличить ресурс батареи.
Электролит. Электролит представляет собой раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Эта жидкость необходима для того, чтобы электрический ток свободно протекал от отрицательных электродов к положительным. В дорогих батареях вместо жидкого электролита он может быть запечатанным использован гель.
Клеммы. У всех батарей имеются клеммы, они могут быть разных типов стандартные (европейские), ASIA (тонкие конусы для азиатских автомобилей) и винтовые (для американских автомобилей). Изредка можно встреть батареи с четырьмя клеммами на корпусе.
Дополнительный функционал:
- У необслуживаемых батарей вместо стандартных шести пробок по бокам имеются 2 клапана сброса давления (в случае закипания электролита через них будет сбрасываться газ).
- Некоторые аккумуляторы оснащены «глазком», с помощью которого можно легко определить степень заряженности и уровень электролита.
Как устроен аккумулятор
Аккумуляторная батарея устроена таким образом, чтобы в результате подачи на её клеммы постоянного тока происходило эффективное накапливание электрической энергии. Автомобильная АКБ состоит из 6 изолированных друг от друга ёмкостей, в которых находятся отрицательные и положительные пластины, отделённые между собой сепараторами.
Каждая такая банка позволяет аккумулировать электрический ток напряжением до 2,1 В. Для получения стандартного напряжения бортовой сети автомобиля, применяется схема последовательного подключения таких электрических элементов. Немаловажной особенностью современных кислотных аккумуляторов является полная герметизация корпуса изделия. Несмотря на невозможность обслуживания устройств накопления электроэнергии этого типа, их функциональность и безопасность использования находится на более высоком уровне по сравнению с изделиями с пробками.
Принцип работы аккумулятора
Автомобильный свинцовый аккумулятор представляет собой восстанавливаемый химический элемент питания, в котором образование электричества происходит в результате реакции между двуокисью свинца, губчатым свинцом и раствором серной кислоты.
При подаче постоянного тока на клеммы аккумулятора на отрицательных пластинах образуется чистый свинец, а на положительных – диоксид свинца. При подключении батареи к различным устройствам и агрегатам, потребляющим электроэнергию, происходит обратный процесс, при котором на отрицательных электродах образуется сульфат свинца, а из электролита высвобождается чистая вода.
В зависимости от типа аккумуляторной батареи такая последовательность может повторяться тысячи раз, прежде чем произойдёт сульфатация или разрушение пластин.
Особенности конструкций
Аккумуляторные батареи могут существенно отличаться друг от друга. К особенностям конструкции АКБ можно отнести:
- Размер аккумулятора.
- Состав металлического сплава пластин.
- Вид электролита.
- Расположение электрических выводов на корпусе.
От размера пластин и количества электролита в каждой банке будет зависеть ёмкость АКБ, поэтому изделия, устанавливаемые для запуска дизельных установок грузовых автомобилей, могут в несколько раз превышать по массе и объёму батареи для легковых авто.
От вида свинцового сплава будет зависеть внутреннее электрическое сопротивление батареи и устойчивость элемента к воздействию агрессивной среды. Также состав металла будет влиять на интенсивность испарения влаги, поэтому для необслуживаемых моделей пластины изготавливаются из легированного кальцием свинца.
От вида электролита, применяемого в банках аккумулятора, также зависит большое количество параметров батареи. Жидкий раствор замерзает при низких температурах воздуха, а при кипении приводит к испарению воды, поэтому замена его на гель позволяет существенно увеличить ресурс изделий. Гелевые аккумуляторы значительно лучше переносят глубокий разряд, что позволяет использовать их не только в качестве пусковых устройств, но и для питания силовых электрических установок.
Аккумуляторы могут отличаться и по расположению клемм на корпусе. Этот параметр следует обязательно учитывать при подборе новой АКБ, иначе потребуется удлинять плюсовой провод автомобиля, подключаемый к источнику питания.
Как работает автомобильный аккумулятор?
Свинцово-кислотный аккумулятор, питающий большинство современных автомобилей, существует уже 150 лет. Базовая технология и конструкция почти не изменились с тех пор, как ее изобрел французский физик Гастон Планте в 1859 году. Без него ваш автомобиль не более чем неподвижный кусок пластика и металла.
Если вы когда-нибудь задумывались о том, как работает автомобильный аккумулятор, читайте дальше, чтобы узнать больше о том, как он помогает поддерживать бесперебойную и безопасную работу вашего автомобиля.
Как работает автомобильный аккумулятор?
Автомобильный аккумулятор использует свинцово-кислотную технологию для преобразования химической энергии в электричество. Это достигается за счет использования клеток, которые содержат и хранят энергию до тех пор, пока она не понадобится.
Большинство стандартных автомобильных аккумуляторов содержат шесть элементов, расположенных в ряд внутри пластикового корпуса. Каждая ячейка содержит пластину из диоксида свинца и пластину из свинца. Вместе они создают два вольта для каждой ячейки, поэтому ее часто называют 12-вольтовой батареей.
Ряды ячеек погружены в серную кислоту, которая вызывает химическую реакцию между двуокисью свинца и свинцовыми пластинами, в результате чего образуются сульфат свинца и ионы.
Поскольку ионы свободно перемещаются вокруг свинцовых пластин, происходит другая химическая реакция, в результате которой образуется водород и сульфат свинца.
Движение ионов генерирует электричество, которое перемещается либо к положительному, либо к отрицательному выводу батареи. Два провода, которые подключаются к автомобильному аккумулятору, распределяют электричество по стартеру и другим жизненно важным электрическим системам.
Как заряжается автомобильный аккумулятор?
Устройство, называемое генератором переменного тока, заряжает аккумулятор во время движения автомобиля. Он генерирует электрический ток через ремень генератора, прикрепленный к двигателю, который превращает физическую энергию в электричество.
Когда ремень вращает генератор, он вырабатывает электричество, которое затем используется для питания электрических систем автомобиля. Часть энергии, которую он создает, отправляется обратно для пополнения батареи. Регулятор напряжения — это устройство, которое помогает поддерживать поток электроэнергии на оптимальном уровне и предотвращает перезарядку аккумулятора.
Какие существуют типы автомобильных аккумуляторов?
В большинстве современных автомобилей используется свинцово-кислотный аккумулятор. Это самый доступный и распространенный тип на рынке. Эта технология существует уже 150 лет и зарекомендовала себя как чрезвычайно надежная. В некоторых автомобилях, например в электромобилях, используются литий-ионные аккумуляторы, которые имеют другой химический состав и очень высокий уровень производительности и емкости.
Пусковые аккумуляторы. Все эти типы аккумуляторов предназначены для запуска двигателя и чаще всего используются в автомобильном и коммерческом автопарке. Пусковые батареи обычно имеют более тонкие, но более многочисленные пластины на ячейку, чем батареи глубокого цикла, что дает им большую площадь поверхности для большей начальной «пусковой» мощности.
Аккумуляторы глубокого разряда . Эти типы аккумуляторов чаще всего используются в тележках для гольфа и лодках, поскольку они обеспечивают постоянную мощность в течение длительного периода времени.
Эти батареи, как правило, имеют более глубокую резервную емкость, которая обеспечивает более длительное время работы для многих электромобилей или дополнительных аксессуаров на транспортном средстве. Батареи глубокого цикла чаще всего имеют более толстые пластины, что приводит к меньшему количеству пластин на элемент, но к большей резервной емкости, чем у типичной стартовой батареи.
Аккумуляторы с жидкостными и сухими элементами (AGM) . Когда дело доходит до свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов, покупатели могут выбрать сухие или жидкостные аккумуляторы. В то время как основная операция такая же, разница в том, что батареи с сухими элементами имеют сепаратор из стеклянного мата, который поглощает и суспендирует электролит, в то время как влажные элементы погружают пластину в раствор электролита. Батарея Dry Cell обычно герметична и непроливаемая.
Сухая батарея позволяет устанавливать батарею в большем количестве мест, например, в багажнике, и в других конфигурациях, например, сбоку.
Батарея с жидкостными элементами потенциально может пролить электролит, если это произойдет. Это сильно ограничивает размещение и позиционирование мокрого аккумулятора, безопаснее держать их в вертикальном положении под капотом автомобиля.
Что такое мощность запуска?
Для запуска двигателя вашего автомобиля требуется физическая мощность. Точное количество зависит от нескольких переменных, таких как объем двигателя, температура и тип двигателя. Эта мощность называется током холодного запуска (CCA) и представляет собой измерение, которое определяет общую мощность запуска батареи.
Формула CCA представляет собой число ампер, которое 12-вольтовая батарея может производить при температуре 0°F в течение 30 секунд, одновременно поддерживая напряжение 7,2. Чем выше рейтинг CCA батареи, тем выше ее способность запускать двигатель. Это важно, если вы живете и работаете в более холодном климате. Вообще говоря, чем холоднее снаружи, тем больше должна работать батарея, чтобы обеспечить мощность, необходимую для запуска двигателя.
Автомобильные аккумуляторы Continental
Мы надеемся, что это руководство помогло вам лучше понять, как работает аккумулятор. Компания Continental Battery уже более 85 лет поставляет нашим клиентам высококачественные аккумуляторы.
Мы стремимся развивать и поддерживать отличные и долгосрочные отношения с клиентами, подкрепленные нашей продукцией высшего качества. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о нашей компании и линейке автомобильных, морских аккумуляторов и аккумуляторов для гольф-каров.
Аккумулятор 101: Как работает автомобильный аккумулятор?
Рассчитать цену на открытом воздухе
Закрыть
Батареи
- 27 декабря 2016 г.
Точно так же, как вашему пульту от телевизора или модной электрической зубной щетке, вашему автомобилю для работы нужна батарея.
Что такое батарея?
Прежде чем углубляться в сложности автомобильных аккумуляторов, давайте посмотрим, как работают аккумуляторы в целом. По словам сотрудников НАСА, батарея — это «устройство, которое преобразует химическую энергию в электричество». Батареи состоят из ячеек. Эти клетки содержат настоящую энергию. Они накапливают химическую энергию и преобразуют ее в электрическую энергию по команде. Это то, что питает ваши устройства, от пульта от телевизора до электрической зубной щетки.
Как работают автомобильные аккумуляторы?
В большинстве автомобильных аккумуляторов используется свинцово-кислотная химическая реакция, обеспечивающая движение и движение канавок.
Эти аккумуляторы относятся к категории «SLI». SLI означает «запуск, освещение и зажигание». Аккумуляторы этого типа обеспечивают короткие импульсы энергии для питания фар, аксессуаров и двигателя. Как только аккумулятор запускает двигатель, питание автомобиля подается от генератора переменного тока. Большинство автомобилей поставляются с заводскими аккумуляторами SLI. Узнайте больше о других типах автомобильных аккумуляторов.
Принцип работы автомобильных аккумуляторов
Нужен ли мне новый автомобильный аккумулятор?
Возможно! Несмотря на то, что свинцово-кислотные аккумуляторы чрезвычайно надежны, несмотря на перепады температур, движение и тесноту под капотом, типичный аккумулятор прослужит всего от трех до пяти лет. Воспользуйтесь нашим виртуальным тестером аккумуляторов и посмотрите, сколько заряда осталось в аккумуляторе вашего автомобиля.
Или зайдите в ближайший сервисный центр Firestone Complete Auto Care, чтобы быстро и бесплатно протестировать аккумулятор. Мы обеспечим более плавную и длительную работу вашего автомобиля с помощью простого профилактического осмотра.
Назначить встречу
Расписание
Оформить заказ на эти другие статьи
Фильтровать по:
Аккумуляторы
Все, что вам нужно знать об автомобильных аккумуляторах
22 августа 2016 г.
Узнайте об аккумуляторе вашего автомобиля и о том, как он питает ваши поездки.
Подробнее
Аккумуляторы
Запуск автомобиля и другие советы по аккумуляторам
22 августа 2016 г.
Нужно знать, как использовать соединительные кабели для наиболее правильного способа запуска автомобиля от внешнего источника? Взгляните на это удобное руководство, которое научит вас, как это сделать.
Подробнее
Аккумуляторы
Электрическая система вашего автомобиля
22 августа 2016 г.
Электрическая система вашего автомобиля является жизненно важным компонентом, позволяющим добраться из точки А в точку Б. Читайте дальше, чтобы узнать, как работают стартер, генератор и аккумулятор.
Подробнее
ЗАГРУЗИТЕ ЕЩЕ 3
ПОКАЗАНЫ 6 ИЗ 12
Следующий
Батарейки
СОС! Предупреждающие знаки Возможно, разрядился аккумулятор
12 декабря 2016 г.
Не позволяйте разряженному аккумулятору застать вас врасплох. Узнайте, что имеет тенденцию разряжать вашу батарею, и помните об этих ключевых признаках того, что ваша батарея может выйти из строя!
Подробнее
Аккумуляторы
Советы по поддержанию заряда автомобильного аккумулятора при низких температурах
22 сент.
2016 г.
Факт. Зимой аккумулятор, скорее всего, выйдет из строя. Вот как сохранить его заряженным на морозе, а также когда обратиться в автосервис Firestone Complete Auto Care!
Подробнее
Аккумуляторы
Обслуживание аккумуляторов в Firestone Complete Auto Care
22 августа 2016 г.
Возникли проблемы с аккумулятором? Возможно, пришло время для новой батареи. Посетите местный сервисный центр Firestone Complete Auto Care, чтобы бесплатно проверить и заменить автомобильный аккумулятор уже сегодня!
Подробнее
{{storeNumber}}
{{storeName}}
{{link-icon «Позвоните нам» mobileCallLink null «call-cta»}} {{link-icon «Направления» направления «_blank» «направления-cta»}}
{{адрес}}
{{город}}, {{штат}} {{zip}}
{{#if activeFlag}} {{#ifCond mystore «или» myPreferredStore}} {{#ifCond storeType ‘eq’ «TPL»}}
Мой магазин
*Позвоните в магазин для записи {{телефон}}
{{else}} {{#if onlineAppointmentActiveFlag }}
{{#if myPreferredStore}}
Мой любимый Хранить
{{/if}} {{#if мой магазин}}Мой магазин
{{/если}} Запись на прием{{еще}}
Мой магазин
*Позвоните в магазин для записи {{телефон}}
{{/if}} {{/ifCond}} {{else}} {{#ifCond storeType ‘eq’ «TPL»}}
*Позвоните в магазин для записи на прием {{телефон}}
{{еще}}
Запись на прием {{#if onlineAppointmentActiveFlag}} {{еще}}
*Позвоните в магазин для записи на прием {{телефон}}
{{/если}}
{{/ifCond}} {{/ifCond}} {{else}}
*Временно закрыто по причине: {{temporatoryClosedReason}}
{{/if}} {{#if isMilitaryStore}}
*Это место находится на действующей военной базе США.