Аккумулятор автомобиля как работает: Как работает аккумулятор автомобиля. Кратко об устройстве + видео

Как работает аккумулятор

Как работает автомобильный аккумулятор? Автомобильный аккумулятор обеспечивает всю электросистему машины необходимым количеством электроэнергии для питания всех электрических компонентов в Вашем автомобиле. И речь здесь идёт о довольно огромной ответственности. Без аккумулятора автомобиль, как Вы, наверное, уже поняли, никуда не поедет. Давайте взглянем на то, как работает этот мощный маленький ящик! Химическая реакция — это главный принцип работы аккумулятора: он попросту преобразует химическую энергию в электрическую, необходимую для питания Вашего автомобиля, обеспечения напряжением стартера и множества других электрических узлов машины, а также электрическую — обратно в химическую. Ещё одна важная функция аккумулятора — он обеспечивает постоянство силы тока — он также стабилизирует напряжение для того, чтобы двигатель работал

По-простому принцип работы аккумулятора можно охарактеризовать так: химические процессы в нём приводят в появлению электрического тока, которым питается автомобиль — особенно полезен такой ток, и больше всего его потребляется, когда Вы стартером раскручиваете двигатель, заводя его; когда же автомобиль заведён, то двигатель крутит генератор — и здесь мы видим процесс превращения механической энергии (кручение генератора) в электрическую — в свою очередь генератор передаёт произведённый им ток аккумулятору, и тот превращает уже электроэнергию в химическую — аккумулирует её, сохраняет, чтобы затем опять «накормить» ей тот стартер или любые иные электрические системы автомобиля, когда генератор не работает или же когда электроэнергии, производимой генератором недостаточно для обеспечения всех систем автомобиля. Автомобильный аккумулятор имеет два полюса: один положительный и второй — отрицательный, и Вы, наверное, уже знаете это, если хотя бы раз видели или отсоединяли/крепили клеммы аккумулятора. Эти полюсы подключаются к машине и отвечают за питание ряда очень важных механизмов автомобиля, в том числе: Запуск двигателя Кондиционер Воспроизведение аудиосистемы Все световые механизмы (фары, задние фонари, разного рода подсветки и т.п.) Стеклоочистители Многое-многое другое. В подавляющем большинстве случаев аккумулятор состоит из шести ячеек. В каждую ячейку помещаются два электрода, представляющих собой и изготовленных из восьми перекрывающихся металлических пластин. Эти восемь перекрывающихся металлических пластин образуют то, что известно как «гальванический элемент». Таким образом, в общей сложности каждая ячейка включает 2 электрода и 16 пластин. Именно через эти пластина производится питание электричеством автомобиля. Но как это работает? На самом деле, всё достаточно просто — давайте резюмируем вышеописанное: Батарея состоит из шести ячеек Каждая ячейка состоит из двух наборов пластин Каждый набор пластин включает в себя восемь перекрывающихся металлических пластин

А теперь немного химии… Первый набор пластин в ячейке является положительным, а второй — отрицательным. Положительное сетка покрыта оксидом свинца и приносит электроны в ячейку. Отрицательный набор покрыт непосредственно свинцом, и он, наоборот, освобождает электроны. Металлические пластины — помните, восемь из них в каждой сетке, 16 в каждой ячейке — находятся в смеси воды и серной кислоты (на самом деле в этой концентрации только около 35 процентов серной кислоты, но этого более чем достаточно, чтобы, например, прожечь одежду и сильно обжечь кожу. Эта смесь действует как электролит — вещество, которое хорошо проводит электричество. Когда аккумулятор заряжается (от генератора или другими способами), то происходит химическая реакция окисления свинца на положительном заряде, в результате чего электролит насыщается серной кислотой и удельный вес электролита повышается. Когда же аккумулятор, наоборот, разряжается, питая какие-либо электросистемы автомобиля (мы помним, что основной потребитель — это стартер), то за счёт восстановления свинца на другом — отрицательном наборе пластин, в результате которого образуется больше воды, и, следовательно, удельный вес электролита уменьшается. При этом, химический процесс в каждой из пластин настолько ничтожен, что выделяется очень мало энергии, но на выходе из аккумулятора легкового автомобиля, когда все эти реакции проходят по всем 6 ячейкам, мы и получаем уже сокровенные 12 Вольт. Возможные неполадки аккумулятора Аккумулятор со временем приходит в негодность — это естественный его износ и, кроме того, разного рода вредные процессы в нём и воздействия на него могут значительно укоротить срок его жизни. И первыми симптомами того, что в аккумуляторе есть неполадки, являются неспособность завести автомобиль (особенно, в морозную погоду).

Итак, какие же могут быть проблемы с аккумулятором? Низкий уровень жидкости в аккумуляторе: автомобильные аккумуляторы обычно имеют небольшую часть корпуса в виде полупрозрачной полосы — чтобы Вы всегда могли следить за уровнем жидкости Вашего аккумулятора. Если уровень жидкости ниже свинцовых пластин (проводник электричества) внутри аккумулятора, то это самое время, чтобы либо долить её, либо заменить аккумулятор. «Отёк» аккумулятора — это когда корпус Вашего аккумулятора выглядит так, как-будто он съел очень много и вздулся. Это может указывать на срочную замену аккумулятора. Можно обвинить избыточное количества тепла в качестве причины вздутия аккумулятор и, как следствие, уменьшения срока службы аккумулятора. Запах тухлых яиц от аккумулятора: Вы можете заметить острый запах тухлого яйца (на самом деле, это запах серы) вокруг своей батареи. Причина: протечка аккумулятора. Протечка эта, кроме запаха, также вызывает коррозию вокруг клемм.

Автомобильный аккумулятор (АКБ). Общее устройство аккумулятора

Неотъемлемой частью каждого автомобиля является аккумуляторная батарея, которая предназначена для питания электрических цепей управления и сервиса бортовой сети, когда двигатель автомобиля не работает. Но самое главное,- приводить в действие стартер, во время заводки авто. Аккумуляторная батарея включается в буфер с автомобильным генератором и во время движения, или просто работы двигателя, является нагрузкой для генератора. Но как только вся совокупная электрическая нагрузка превысит мощность выдаваемую генератором, в действие «вступает» аккумулятор и поддерживает напряжение бортовой сети на уровне 12 вольт.

Обычно для автомобилей применяются кислотно-свинцовые аккумуляторы, которые имеют напряжение 12 вольт и различаются только по емкости заряда. Автомобильный аккумулятор должен обладать несколькими важными параметрами.

1. Иметь малое внутренне падение напряжения
2. Иметь небольшой саморазряд во время эксплуатации
3. Иметь способность выдавать большие токи
4. Иметь небольшие габариты и минимальное обслуживание.

Всем этим параметрам и соответствует кислотно-свинцовый аккумулятор, об устройстве которого поговорим ниже.

 

Устройство аккумулятора автомобиля

Аккумулятор, с номинальным напряжением в 12 вольт состоит из (обычно 6) независимых друг от друга аккумуляторов (банок) меньшего напряжения (2 вольта), собранных в одном корпусе и соединенных последовательно между собой.

1. Банка аккумулятора представляет собой набор разно полюсных пластин, которые изолированы друг от друга кислотоупорными сепараторами.
2. Корпус аккумулятора изготавливается из кислотоупорных пластмасс или эбонита. В корпусе имеется отсеки для установки банок аккумулятора.
3. Полюсная пластина изготавливается из свинца и имеет вид решетки, в ячейки решетки впрессовывается специальный состав (активное вещество) пористой структуры, для увеличения площади соприкосновения с электролитом. Активное вещество изготавливается из свинцового порошка, с добавлением серной кислоты. В отрицательные пластины добавляется еще сернокислый барий. Во время формирования аккумулятора пластины заряжаются, и активное вещество в плюсовых пластинах превращается в диоксид свинца, а в отрицательных – в губчатый свинец.
4. Электролит заливается в банки аккумулятора и служит для движения заряженных частиц от полюса к полюсу. Изготавливается из серной кислоты и очищенной воды (дистиллированной).

 

Принцип работы аккумуляторной батареи

 

Физика процесса работы аккумулятора очень проста, при подключении нагрузки, в аккумуляторе начинается движение заряженных частиц, что приводит к появлению тока. В условиях заряда от генератора или зарядного устройства, напряжение заряда превышает номинальное значение напряжения аккумулятора, и движение частиц происходит в обратном направлении.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Как работают автомобильные аккумуляторы

Автомобильные аккумуляторы — это электрические накопители, которые преобразуют химическую энергию в электрическую. Основы работы автомобильного аккумулятора практически не изменились за 70 лет. Аккумулятор в вашем автомобиле имеет свинцово-кислотную конструкцию; кислота или электролит вступает в реакцию со свинцовыми пластинами внутри батареи для производства электричества.

Свинцово-кислотные батареи попадают в категорию «SLI» (подробнее на сайте: https://www.koleso-russia.ru/catalog/batteries/). SLI означает «запуск, освещение и зажигание». Этот тип батареи обеспечивает короткие импульсы энергии для питания ваших фонарей, аксессуаров и двигателя. Как только аккумулятор разряжает двигатель, генератор получает питание для автомобиля. Большинство автомобилей поставляются с обычным аккумулятором SLI с завода.

Неудивительно, что для переворачивания большого двигателя требуется больше энергии, чем для маленького, поэтому размер батареи должен быть соответствующим образом рассчитан и оценен. Транспортные средства сегодня также имеют гораздо более высокие электрические нагрузки от многочисленных компьютеров, модулей и аксессуаров, и для правильной работы этих систем потребуется батарея с достаточным зарядом. Чрезмерная переработка автомобильной батареи путем ее установки, которая слишком мала для удовлетворения всех потребностей автомобиля в мощности, может привести к преждевременному прекращению реакции электролита.

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ БАТАРЕЙ

Автомобильный аккумуляторный электролит состоит из серной кислоты и воды. Когда батарея разряжается, положительные и отрицательные свинцовые пластины становятся сульфатом свинца, и электролит теряет большую часть своей серной кислоты, превращаясь в основном в воду. Когда он заряжается, отрицательная пластина состоит из свинца и положительной пластины из диоксида свинца, при этом электролит восстанавливает свою кислотность. Соблюдайте осторожность при обращении с автомобильными аккумуляторами, потому что кислота, а также любые остатки, которые накапливаются на стойках аккумулятора, являются едкими. Всегда надевайте защиту для глаз и рук при работе с батареями.

Усилитель запуска (CA) — это показатель пусковой мощности аккумулятора. Выберите автомобильный аккумулятор, который соответствует требованиям автомобиля, проконсультировавшись с его владельцем или руководством по ремонту.

Усилители холодного пуска (CCA) — это показатель CA при 32º F или 0º C. Если вы живете в более холодном климате, это важный фактор. При температурах ниже нуля многие аккумуляторы могут выдавать только около 50-60 процентов от их амплитуды запуска, поскольку химический процесс в элементах аккумулятора фактически замедлен и скомпрометирован.

Необслуживаемые автомобильные аккумуляторы сегодня в значительной степени являются стандартом по сравнению со старыми школьными аккумуляторами, которые требовали контроля уровня электролита и периодического добавления дистиллированной воды.

Автомобильные клеммы или стойки аккумулятора расположены сбоку от батареи или сверху. Держите их в чистоте и не допускайте коррозии для достижения наилучших результатов, используя распылитель клемм аккумулятора и щетку для чистки клемм.

---

shop.advanceautoparts.com/r/advice/car-maintenance/how-to-choose-best-car-battery

Скоро ли помрет ваш аккумулятор? — вот простейшая диагностика

Когда вместо привычного мгновенного пуска мотора из-под капота вдруг доносится заунывный волчий вой, от которого индикаторы на приборной панели трусливо притухают, водители задумываются: не пора ли покупать новый аккумулятор? А ведь такой исход можно предугадать — и это совсем не сложно.

Мой час настал

Сколько должна служить АКБ? Мой рекорд из «жигулевской эпохи» — девять лет. Срок службы современных батарей в нынешних условиях во многом зависит от характера поездок, погодных условий и состояния автомобиля, но средние показатели известны: 4–5 лет. Ваша АКБ такого возраста? Тогда готовьтесь к замене. Есть и другой способ предсказать будущее аккумулятора: надо ориентироваться на пробег автомобиля. В среднем, по наблюдениям за автомобилями редакционного парка, - около 100 000 км. А если к тому же впереди зима, то замена будет оправданной.

Пощупаем, понюхаем

Материалы по теме

Как проверить состояние батареи? Первым делом убедимся в исправности бортового электрооборудования. Берем в руки электронный тестер и измеряем напряжение на клеммах АКБ при работающем моторе. Оно должно быть примерно 14,0–14,4 В. Если гораздо меньше, дело не в батарее, надо искать причину в генераторе или провóдке.

Напряжение при выключенном двигателе и полностью заряженной АКБ должно составлять 12,6–12,7 В. Для чистоты эксперимента желательно, чтобы этот замер проводился спустя несколько часов после остановки ДВС, иначе показания окажутся завышенными. Если прибор ­покажет 12,3 В или ниже, то батарея явно недозаряжена. ­

Надо попробовать ее зарядить и понаблюдать за дальнейшим поведением. Восстановится — ура, нет — в отставку.

А самая банальная проверка самочувствия АКБ — посмотреть в ее глазок. Однако не все производители его устанавливают, да и толку не очень-то много: он показывает уровень электролита и его плотность лишь в одной банке из шести.

Срок службы батареи зависит от характера поездок, погодных условий и состо­яния автомобиля, но средние показатели — 4–5 лет.

Физиогномика

Иногда для диагностики батареи достаточно внимательно проверить, нет ли трещин или потеков. Особенно это актуально зимой, когда существует опасность замерзания электролита в незаряженной АКБ. Образовавшийся лед может изуродовать пластины и корпус батареи. Впрочем, в любое время года возможны механические повреждения АКБ — например, при ДТП. В таких ситуациях аккумулятор нужно немедленно заменить.

Пагубный образ жизни

Напряжение и плотность в норме, генератор исправен, механических повреждений нет, а батарея через пару недель после проверки всё же помирает — почему? Угробить исправную батарею зачастую помогает специфика езды в современном мегаполисе. Холодный энергозатратный пуск утром, затем — вялая толчея в городских пробках со всеми включенными потребителями (фары, дворники, обогревы стекол и сидений, вентиляция). Вечером всё повторяется. В таком режиме батарея получает от генератора энергии меньше, чем отдает. Тем более что на морозе она не принимает заряд, пока не прогреется, а потому постоянно разряжается, не получая почти ничего взамен. Хуже всего приходится автомобилям с наружным расположением аккумулятора: согреть беднягу некому и негде. Такую батарею, даже если она совсем новая, нужно время от времени снимать с машины и подзаряжать.

Счастливого пути и хорошего заряда!

Фото: depositphotos.com

Аккумуляторная батарея автомобиля — назначение, устройство и типы

Назначение аккумуляторной батареи

Аккумуляторная батарея обеспечивает электрическим током все потребители, пока двигатель не работает или работает на очень малых оборотах, также является резервным источником питания в случае выхода из строя генератора.

Внимание
В случае выхода из строя генератора не стоит затягивать с его ремонтом, необходимо сразу решать возникшую проблему. Длительное использование исключительно АКБ может вывести ее из строя, причем в самый неподходящий момент.

Одним из основных функциональных назначений АКБ является пуск двигателя с помощью стартера.

Устройство аккумуляторной батареи

В аккумуляторной батарее происходит преобразование химической энергии в электрическую. Химия в том, что взяли и поместили в раствор серной кислоты две пластины, состоящие из свинца, и на пластинах сделали выводы (рисунок 10.1). Подсоединили к выводам два провода от генератора, начали вращать его, чтобы тот выделял электрический ток и зарядили АКБ (пока аккумулятор заряжается, он является потребителем тока). В данном случае электрическая энергия преобразовалась в химическую – аккумулятор зарядился. Отсоединили от выводов генератор и подсоединили, например, лампочку, и она загорелась! Потому что начался процесс преобразования химической энергии в электрическую. Прелесть данной конструкции в том, что процессы зарядки и разрядки можно производить многократно. И если соблюдать основные, довольно несложные, правила эксплуатации АКБ, она может прослужить долгое время.

Простейший аккумулятор состоит из двух пластин, помещенных в корпус (его еще называют банкой), этот корпус заполнен раствором серной кислоты (который называется электролитом) и закрыт сверху крышкой. В крышке имеются отверстия, через которые выведены по два вывода от каждой из пластин (положительный и отрицательный).

Рисунок 10.1 Принцип работы аккумуляторной батареи.

Любая АКБ состоит из нескольких (чаще шести) простейших батарей, описанных выше. Почему именно шести? Бортовая сеть автомобиля рассчитана на 12 вольт, а значит и аккумуляторная батарея должна выдавать столько же. Ввиду своих габаритных размеров одна банка (две пластины) обеспечивает напряжение приблизительно в 2 вольта. Для получения 12 вольт положительные и отрицательные пластины соединяют последовательно и делают два общих вывода – положительный и отрицательный (смотрите рисунок 10.2).

Примечание
Аккумуляторная батарея должна иметь такие габаритные размеры, чтобы оптимально вписаться в ограниченное пространство моторного отсека автомобиля.

Рисунок 10.2 Устройство аккумуляторной батареи.

На многих современных автомобилях для предотвращения кражи головного модуля аудиосистемы существует своеобразная защита, которая блокирует аудиомагнитолу после отключения отрицательной клеммы от аккумуляторной батареи. Чтобы магнитола заработала, в нее необходимо ввести определенный код – ключ. Если вы приобретаете новый автомобиль, данный код вам вручат в салоне, если покупаете машину с рук, необходимо уточнить у владельца наличие такого кода.

Примечание
Стоит помнить, что в некоторых современных автомобилях после отключения АКБ и повторного подключения бортовой компьютер может вывести сообщение об ошибке, которое можно сбросить с помощью специализированного оборудования на СТО.

Типы АКБ

По принципу необходимости обслуживания аккумуляторные батареи разделяют на: обслуживаемые и необслуживаемые. Одним из подтипов обслуживаемых стали малообслуживаемые АКБ. На данный момент применение обслуживаемых АКБ сведено к минимуму. Названия типов аккумуляторных батарей говорят сами за себя.

Основа свинцово-кислотных АКБ, о которых идет речь в данной главе, — жидкий электролит. Однако технологии производства батарей шагнули далеко вперед и сейчас довольно часто можно встретить АКБ, выполненные на базе технологии AGM, в которой сам электролит абсорбирован в стеклянных волокнах. Также не стоит забывать и о набирающих популярность гелевых АКБ (GEL), в них электролит загущен с помощью силикагеля до гелеобразного состояния.

Из-за большого многообразия типов АКБ возникло много споров относительно эффективности и стойкости каждого из них. Если по существу, то нет одного, идеального для всех эксплуатационных условий аккумулятора. Ибо, выигрывая в чем-то одном, любой тип АКБ обязательно существенно проигрывает в чем-нибудь другом. Так, например, столь популярные необслуживаемые «кальциевые» аккумуляторы имеют очень низкие показатели саморазряда и не требуют к себе какого-либо внимания, однако они очень сильно «боятся» глубоких разрядов (как пример, при многократных коротких поездках в зимний период). С такими разрядами АКБ такого типа придет в непригодность за очень короткий период эксплуатации. А вот малообслуживаемые АКБ глубоких разрядов не боятся, но взамен требуют регулярной доливки дистиллированной воды (в среднем, раз в полгода).

Примечание
Во время зарядки АКБ происходит закипание электролита, но закипание не в бытовом понимании этого слова, просто происходит расщепление воды на кислород и водород (появляются пузырьки). Составная часть электролита – вода – выкипает, а плотность электролита, соответственно, растет. Чтобы привести плотность электролита в норму, доливают дистиллированную воду.

Внимание
Одной из существенных опасностей при плановой зарядке АКБ является выделение водорода из электролита. И вроде мало, но и взорваться может. Поэтому при обслуживании и эксплуатации АКБ необходимо соблюдать все меры предосторожности.

 Основные характеристики АКБ

Полярность указывает на расположение отрицательного и положительного выводов батареи. Полярность бывает прямой и обратной.

Примечание
Чтобы узнать, какая полярность на вашей АКБ, установите ее к себе той стороной, ближе к которой смещены выводы. Посмотрите, какой из выводов обозначен знаком «+», а какой — знаком «-». Если «+» находится слева, значит полярность прямая, если справа – обратная.

Номинальная емкость (обозначается С20) — количество электричества (в А·ч), которое способна отдать АКБ при 20-часовом режиме разряда током, численно равным 0,05 номинальной емкости до напряжения на выводах 10,5 В при температуре электролита 25 °С.

Внимание
Следует всегда помнить о том, что на автомобиль следует устанавливать АКБ той емкости, которая указана заводом-изготовителем транспортного средства. В принципе, ничего страшного не случится, и первое время будет радовать резвый пуск двигателя, но не стоит забывать о том, что возможности генератора не безграничны, а условия эксплуатации автомобиля могут быть очень суровы. Как следствие, батарея большей емкости будет постоянно недополучать энергию для восстановления — не будет заряжаться на 100%, что в скором времени приведет к выходу ее из строя.

Резервная емкость (обозначается Cр) – время разряда в минутах полностью заряженной батареи током 25 А до напряжения 10,5 В при температуре электролита 25 °С.

Примечание
Резервная емкость в 1,63 раза больше номинальной в числовом выражении (так, для АКБ емкостью 55 А·ч она составляет приблизительно 90 минут). Это время, в течение которого полностью заряженная батарея может обеспечивать электроэнергией минимальное количество потребителей, необходимых для безопасного движения автомобиля в случае отказа генератора.

Ток холодной прокрутки (Iх.п.) – по ГОСТу (ДСТУ) 959-2002 – это ток разряда, который способна отдать батарея при температуре электролита минус 18 °С в течение 10 секунд при напряжении не менее 7,5 В. Чем выше данный параметр, тем лучше двигатель будет пускаться зимой, однако по причине увеличения нагрузки на стартер может снизиться его ресурс.

Примечание
Величина тока холодной прокрутки зависит от методики ее измерения. Примерное соответствие значений тока холодной прокрутки, определенного по разным стандартам, приведено в таблице ниже.

DIN 43559, ГОСТ 959-91	170	200	225	255	280	310	335	365	395	420
EN 60095-1, ГОСТ 959-2002 (Россия)	280	330	360	420	480	520	540	600	640	680
SAE J537	300	350	400	450	500	550	600	650	700	750

Одним из основных показателей, характеризующих рабочее состояние АКБ, является плотность электролита. Она должна быть всегда в определенном диапазоне. Если АКБ малообслуживаемая, то летом плотность немного понижают, а вот зимой, чтобы исключить вероятность замерзания электролита, повышают.

Примечание
Плотность электролита измеряется специальным прибором – ареометром.

При покупке АКБ

Допустим, вы решили заменить источник питания. Придя, например, в магазин автозапчастей, определились с моделью. Теперь внимательнее. Спросите сначала АКБ сухозаряженный (без электролита) или залитый электролитом и заряженный. В первом случае срок хранения на складе не должен превышать трех лет, во втором – полугода.

Посмотрите на дату изготовления АКБ и если с даты производства прошло более одного года, выполните, по возможности, следующие проверки:

• осмотрите корпус на наличие повреждений;

Для залитых и заряженных

• уровень электролита должен находиться между метками «min» и «max» (корпус из полупрозрачного пластика) или быть выше примерно на 15 – 20 мм от верхнего торца пластин;
• плотность электролита должна составлять 1,25–1,26 г/см3 при 25±5 °С;

Маркировка АКБ

Рисунок 10.3 Маркировка АКБ по отечественному стандарту.

Рисунок 10.4 Маркировка АКБ по европейскому стандарту EN 60095-1.

Рисунок 10.5 Маркировка АКБ по американскому стандарту SAE J537.

Для всех

• цвет индикатора заряженности (если такой есть в наличии) должен быть зеленым;
• напряжение на выводах без нагрузки должно быть не менее 12,6 В.

Внимание
Так или иначе, но в наличии должна быть инструкция по эксплуатации на русском или украинском языке и гарантийный талон с указанными условиями гарантии.

Не стесняйтесь требовать от продавца выполнения описанных выше проверок, ведь автомобильная АКБ это не батарейка в плеер, и приобретается не на один месяц, причем от качества АКБ зависит работа всех электрических систем автомобиля.

Как происходит зарядка аккумулятора автомобиля

Расскажем как происходит зарядка автомобильного аккумулятора — 2 способа. Сколько времени потребуется, чтобы полностью его зарядить.

Как происходит процесс

1. Аккумулятор стоит непосредственно в автомобиле, двигатель работает и генератор в рабочем состоянии. В этом случае зарядка идет автоматически. Чем больше держите обороты, а электроприборы по возможности не включаете, тем быстрее идет восстановление заряда. Если ездите мало, то аккумуляторная батарея может не до конца заряжаться от генератора. При длительной поездке по трассе, АКБ машины подзаряжается почти на 100%. Зимой при небольших поездках батарея может не восстановиться и тогда потребуется второй способ. 2. Вынимается батарея из машины, подключаются к заряднику провода минус к минусу, плюс к плюсу. После включаем прибор в сеть и выставляем (если есть такая возможность) зарядный ток. Чем он меньше, тем больше заряда получит батарея. Не перегибайте и не выставляйте самый минимум, а то аккумулятор не «закипит» очень долго. Далее читаем инструкцию, т.к. сейчас зарядное устройство – это настоящий миникомпьютер с кучей свойств.

Сколько времени потребуется

Аккумулятор считается полностью заряженным на 100%, когда электролит «закипел». В среднем зарядка идет 8-10 часов, но время может изменяться от изначального состояния батареи. После закипания нужно подождать минут 10-15 и отключить зарядное устройство. Современные приборы обладают автоматическим режимом и сами выключаются при полном заряде батареи автомобиля.

Чтобы подсчитать время зарядки полностью разряженной батареи, нужно её емкость разделить на ток зарядного устройства плюс 10% от полученного значения. Например, АКБ емкостью 50 А-ч будет заряжаться с нуля 10-амперным зарядным устройством 6 часов. То же устройство зарядит батарею емкостью 100 А-ч до полной подзарядки 11 часов.

Если аккумулятор был полностью посажен и зарядное устройство позволяет выбрать величину тока заряда, то выбирайте минимальное: от 4 до 6А. Так аккумуляторная батарея будет заряжаться не менее 12 часов, зато восстановиться заметно лучше, чем при быстром заряде. При ручной регулировки тока, когда напряжение на аккумуляторе достигнет 15 В, то ток автоматически уменьшится. При этом регулятор не позволяет выставить ток больший, чем задает схема автоматики. Если зарядное устройство начало уменьшать ток зарядки, то это говорит о достижении батареи 75-95% заряда. Для полного дозаряда потребуется еще от получаса до нескольких часов.
В режиме дозаряда зарядное устройство переходит в буферный режим, когда саморазряд аккумулятора компенсируется током заряда. Длительность работы в буферном режиме не ограничена. Она даже полезна для старых батарей, т.к. после нескольких десятков часов большинство аккумуляторов улучшают и восстанавливают внутреннее сопротивление и ёмкость. Так что, после полного заряда АКБ его можно спокойно оставлять в режиме зарядки, и не боятся выкипания электролита. Если на зарядном устройстве не регулируется сила тока заряда и не отключается при полной зарядке, то делаем так. Нужно следить за состоянием электролита, АКБ считается заряженным, когда жидкость начнет кипеть. Нужно подождать 10 минут после закипания и выключать зарядное устройство. Или не допускать напряжение при зарядке свыше 15-16 В.

Если будет кипеть долго, это навредит АКБ — нужно следить внимательно. Заряжать батарею можно любым зарядным устройством, даже мощным, зарядка будет быстрее, но заряд восполнится не на 100 процентов.

После зарядки желательно промыть и просушить корпус аккумулятора, т.к. на него может попасть кислота. Это приведёт к разряду АКБ, т.к. корпус пропускает напряжение. Для этого нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если оно отлично от нуля, то батарея пропускает напряжение и ее нужно промыть раствором соды.

GISMETEO.RU: Как «заставить» аккумулятор работать в мороз? Советы экспертов — Авто

Часто люди не задумываются о состоянии аккумулятора в их автомобиле, пока не начнутся сильные морозы и машину станет невозможно завести. Существует несколько способов оживления замёрзшего АКБ, о которых поведали специалисты «РГ».

© shutterstock.com

При низкой температуре жидкость в аккумуляторе замерзает, и батарея не может выдать достаточное напряжение для работы стартера. Можно попробовать добавить кислоты в аккумулятор, тем самым снизив температуру замерзания электролита. Но надо также помнить, что добавление кислоты — лишь временная мера, и, чтобы избежать разъедания пластин, в период потепления нужно будет вернуть аккумулятор в исходное состояние.

© shutterstock.com

При резком понижении температуры на улице следует отогреть аккумулятор перед запуском двигателя. Однако не стоит включать все потребители энергии, это может до конца разрядить АКБ. Чтобы автомобиль спокойно завёлся при сильном морозе, существует два варианта. Во-первых, можно ночью прогреть двигатель (либо включить «автозапуск»). Во-вторых, можно забрать аккумулятор домой на ночь, чтобы утром тёплая батарея без проблем завела ваше авто. Если вы не сделали ни одного из этих действий — будьте готовы к процедуре отогревания аккумулятора утром.

© shutterstock.com

Ещё одним способом оживления разряженного аккумулятора является «прикуривание». У автомобиля, который будет вас «прикуривать», должна быть такая же ёмкость батареи (либо больше). Все потребители энергии и зажигание на обеих машинах должны быть выключены. Сначала соединяем «плюсовые» клеммы АКБ, далее «минусовой» провод крепим на неокрашенные части кузова реципиента. Более подробно об этом способе мы писали ранее.

© shutterstock.com

Также набирают популярность пусковые устройства, позволяющие с лёгкостью запустить мотор с совсем разряженным аккумулятором. «Бустеры» довольно компактны и своим внешним видом напоминают пауэрбанк. В использовании устройства очень просты: нужно подключить провода к аккумулятору и попытаться завести двигатель. Но не стоит крутить стартер более десяти секунд и производить более пяти попыток.

© shutterstock.com

Нужно учесть, что недорогие пусковые устройства могут запустить двигатель при сильно разряженном аккумуляторе, но еще работающем, а вот варианты подороже осилят даже «мёртвую» батарею. Также в качестве бустера можно использовать запасной заряженный аккумулятор.

© shutterstock.com

Существует ещё один метод запуска автомобиля с разряженным АКБ — с буксира или «толкача». Такой вариант подходит для машин с механической коробкой передач или с «роботом», ведь смазка автоматической коробки происходит в момент, когда двигатель уже работает, в ином случае можно просто испортить автоматическую трансмиссию.

© shutterstock.com

Одним из необходимых условий является небольшой остаток заряда батареи. Для начала следует включить зажигание и поставить рычаг КПП в нейтральное положение, далее, когда машина придёт в движение и наберёт небольшую скорость, нужно быстро выжать сцепление и включить вторую передачу. Далее следует отпустить сцепление, после этого двигатель должен запуститься. В случае с буксиром всё намного проще: цепляем свой автомобиль к буксирующему ТС, включаем зажигание и, удерживая сцепление, включаем третью передачу. Когда машина наберёт скорость около 20–30 км/ч — плавно отпустите сцепление, ТС заведётся.

Как работает автомобильный аккумулятор

Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор на 12 В. Эти большие и довольно тяжелые батареи используются в каждом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания на планете. Они являются неотъемлемой частью автомобиля. Итак, что он делает и как работает? Это то, о чем мы расскажем в этой статье, спонсируемой Squarespace. Зайдите на squarespace.com, чтобы начать бесплатную пробную версию, или воспользуйтесь набором идей разработки кода, чтобы сэкономить 10% на сайтах и ​​доменах.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Что такое автомобильный аккумулятор?

Свинцово-кислотный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор на 12 В выглядит примерно так.

Это свинцово-кислотный аккумулятор. Мы называем это свинцово-кислотной батареей, потому что внутри устройства находятся свинцовые пластины, погруженные в кислоту. Это создает химическую реакцию, которая высвобождает энергию и дает нам напряжение и ток.

Химическая реакция

Таким образом, аккумулятор накапливает энергию в виде химической энергии. Не хранит электричество.Эта химическая энергия преобразуется в электрическую, когда нам это нужно. Эта батарея также является перезаряжаемой, если мы подадим в батарею электричество, тогда мы сможем обратить вспять химическую реакцию и перезарядить батарею.

Зарядка с помощью генератора переменного тока

Эти типы батарей могут обеспечивать большой ток, особенно по сравнению с типичными бытовыми щелочными батареями меньшего размера.

Мы рассмотрели, как работают щелочные батареи в нашей предыдущей статье, проверьте ЗДЕСЬ.

Почему в автомобиле используется аккумулятор?

Типичный автомобильный аккумулятор находится в моторном отсеке автомобиля. Аккумулятор сначала используется для запуска двигателя, и он делает это, обеспечивая электричеством небольшой электродвигатель, известный как стартер. Он также подает электричество в систему зажигания, чтобы начать сгорание топлива.

Стартер включает небольшую шестерню на маховик двигателя. Он поворачивает коленчатый вал, который запускает двигатель внутреннего сгорания, после этого малая шестерня выключается, и двигатель запускается сам по себе.Стартер должен обеспечивать огромное усилие, чтобы вращать маховик, поэтому стартер будет потреблять очень большой ток, возможно, сотни ампер, но всего в течение нескольких секунд. Этот большой ток приведет к уменьшению энергии, хранящейся в батарее. Так что нам нужно снова пополнить его.

Стартер

К двигателю подключен генератор переменного тока. Генератор приводится во вращение двигателем и вырабатывает электричество. Он возвращается в батарею для ее подзарядки.

Генератор

Пока двигатель работает, генератор подзаряжает аккумулятор, но он также обеспечивает электроэнергией такие вещи, как освещение и музыкальная система. Когда потребность в электричестве превышает то, что может обеспечить генератор, аккумулятор обеспечивает дополнительную мощность, которая снова разряжает аккумулятор.

Если двигатель выключен, генератор перестанет вращаться и перезаряжать аккумулятор, поэтому аккумулятор будет обеспечивать полную электрическую мощность до тех пор, пока он не разрядится.На данный момент аккумулятор не может обеспечить достаточно электричества для запуска двигателя, поэтому нам нужно запустить машину от внешнего источника.

Основные части

Давайте взглянем на основные части автомобильного аккумулятора и поймем, как он работает.

Прежде всего, у нас есть пластиковый корпус, в котором собраны все внутренние компоненты. Сверху у нас есть пластиковая крышка и две клеммы, положительная и отрицательная, которые называются клеммами.

Сняв крышку, мы можем заглянуть внутрь.Обратите внимание, что корпус разделен на 6 отдельных камер, каждая из которых разделена пластиковой стенкой. Каждая камера называется ячейкой. Каждая ячейка вырабатывает около 2,1 В постоянного или постоянного тока. Каждая ячейка соединена последовательно, отрицательная часть одной ячейки соединена с плюсом следующей ячейки, что дает нам общее напряжение около 12,6 В.

6 отдельных камер

Это то же самое, как если бы вы соединяли бытовые щелочные батареи вместе, их напряжения складываются вместе, чтобы обеспечить более высокое общее напряжение.

Каждая ячейка в батарее соединена с помощью пластинчатой ​​ленты, которая сделана из свинца. Они свариваются через пластиковую стенку, образуя соединение.

Когда мы смотрим на батарею с этой точки зрения, мы видим, что ток течет через элементы батареи от положительного к отрицательному, и это с использованием традиционной теории тока. На самом деле происходит то, что электроны текут в противоположном направлении от отрицательного к положительному. Но мы поговорим об этом немного позже в статье.

Обратите внимание, что в каждой ячейке есть две планки для планшетов. Один положительный и один отрицательный. Они называются пластинчатыми лентами, потому что каждая полоса соединена с несколькими пластинами, которые представляют собой листы свинца.

Пластины имеют решетчатую структуру, увеличивающую площадь поверхности. Сетки покрыты пастой из оксида свинца. Паста — это место, где происходит химическая реакция, и мы увидим это чуть позже в статье. Паста действует как губка и впитывает часть электролитной жидкости, что улучшает характеристики аккумулятора.Размер пластины определяет, какой ток может обеспечить батарея, но не меняет напряжение. Используемые материалы и количество пластин определяют напряжение, создаваемое каждой ячейкой. Сетка удерживает пасту на месте, чтобы обеспечить равномерное распределение тока по пластине и помогает транспортировать электроны из батареи по электрической цепи.

Отрицательная пластина — это анод, и это пластина из чистого свинца, хотя небольшое количество добавок добавлено для упрочнения свинца и защиты его от коррозии.Положительная пластина — это катод, сделанный из оксида свинца. Пластины сделаны из разнородных материалов, которые образуют химическую реакцию и высвобождают электроны. Однако мы не хотим, чтобы положительная и отрицательная пластины соприкасались друг с другом, это может привести к короткому замыканию аккумулятора. Поэтому вместо этого мы помещаем каждую положительную пластину в разделитель конвертов. Это пористый материал, который позволяет ионам проходить сквозь него без прямого контакта материалов друг с другом.

Положительная пластина

Положительная и отрицательная пластины располагаются между собой с небольшим зазором между ними.Затем камера заполняется жидким электролитом, состоящим из серной кислоты и воды. Следовательно, аккумулятор называется свинцово-кислотным.

Положительные и отрицательные

Основы электроэнергетики

Мы хотим кратко рассказать об основах электричества, чтобы вы поняли, как работает аккумулятор в следующей части.

Электроны

Электричество — это поток электронов в цепи. Нам нужно, чтобы много электронов текло в одном направлении через провод, чтобы мы могли размещать на пути электронов предметы, например, лампочки.Электроны должны пройти через это, и при этом они излучают свет. Когда много электронов течет в одном направлении, хорошо называть это током.

Атомы

Каждый материал состоит из атомов. Атомы имеют разное количество протонов, нейтронов и электронов, что и отличает материал. Некоторые материалы, такие как медь, имеют электрон, который может свободно перемещаться к другим атомам. Если мы подключим источник питания, например аккумулятор, к медному проводу, напряжение подтолкнет электроны, и они устремятся к положительной клемме аккумулятора.

Мы сказали, что электроны текут от отрицательного к положительному. Это называется потоком электронов, это теория о том, как работает электричество, и о том, что происходит на самом деле. Но, возможно, вы привыкли видеть обычный ток, который изменяется от положительного к отрицательному, это первоначальная теория, известная как обычный ток. Это было ошибочно доказано Джозефом Томпсоном, который открыл электрон и обнаружил, что они текут с отрицательного на положительный.

Джозеф Томпсон

Однако мы до сих пор используем традиционную теорию тока при проектировании электрических цепей.Если мы посмотрим на эту простую схему, мы всегда должны предположить, что ток течет от положительного к отрицательному, но инженеры и ученые знают, что электроны на самом деле текут в противоположном направлении. Электрические формулы, которые мы используем, по-прежнему будут давать одни и те же ответы независимо от того, в каком направлении течет электричество, так что это не имеет особого значения.

Постоянный ток

Есть два типа электричества: постоянный ток, который мы получаем от батарей. Электроны в этом типе выталкиваются в одном направлении.Это называется постоянным током. Думайте об этом, как о воде, текущей по реке. Другой тип электричества — это переменный или переменный ток, который вы получаете от электрических розеток в своих домах. В этом типе электроны постоянно толкаются и тянутся вперед и назад. Думайте об этом типе как о приливе и отливе моря.

Переменный ток

Когда мы смешиваем вместе определенные материалы, мы можем вызвать химические реакции. Это когда атомы одного материала взаимодействуют с атомами другого материала.Во время этого взаимодействия атомы будут связываться или распадаться. Электроны также могут высвобождаться или захватываться атомами во время реакции.

Химическая реакция

Когда мы говорим об атомах, вы обычно слышите термин ион. Ион — это атом, у которого неравное количество протонов или электронов. Атом имеет нейтральное изменение, когда у него одинаковое количество протонов и электронов, потому что протоны положительно изменены, а электроны заряжены отрицательно, поэтому они уравновешиваются. Если в атоме больше электронов, чем протонов, то это отрицательный ион.Если в атоме протонов больше, чем электронов, это положительный ион.

Ion

Как это работает

Вместо того, чтобы пытаться понять эту сложную конструкцию, мы собираемся упростить ее до этой простой модели ячейки с одним катодом и анодом.

В этой ячейке находится жидкий электролит, состоящий на 1/3 серной кислоты и 2/3 воды.

У нас есть положительный электрод, который является катодом, он сделан из оксида свинца (PbO ₂ )

У нас есть положительный электрод, который является анодом, он сделан из чистого свинца (Pb)

Катод и анод

Когда эти материалы объединить, мы получим небольшую химическую реакцию между атомами.Мы покажем атомы этих материалов этими цветными сферами.

Положительный катодный вывод оксида свинца (PbO ₂ ) будет реагировать с сульфатом (SO ₄ ^-2 ) в электролите, это сформирует слой сульфата свинца (PbSO4) на катодном выводе. . Во время этой реакции ион кислорода (O ₂ ^-2 ) выбрасывается с катода в электролит. Попадая в электролит, эти ионы кислорода объединяются с ионами водорода (H +) с образованием воды (H ₂ O).

В то же время атомы свинца на аноде будут реагировать с ионами сульфата (SO ₄ ^-2 ) в электролите. В результате этой реакции вокруг электрода образуется слой сульфата свинца (PbSO ₄ ). Во время этой реакции два электрона высвобождаются и собираются на отрицательной клемме.

Итак, теперь у нас есть скопление электронов на отрицательной клемме. Поскольку электроны заряжены отрицательно, это означает, что у нас есть разница в заряде на двух клеммах, и мы можем измерить это с помощью вольтметра или мультиметра.

Если вы думаете о магните, противоположные концы притягиваются, а одинаковые концы отталкиваются. Электроны заряжены отрицательно, поэтому они отталкиваются друг от друга и притягиваются к положительному полюсу, на котором меньше электронов. Но они не могут этого достичь. Если мы обеспечим путь для электронов, такой как провод, то электроны будут проходить через него, чтобы добраться до положительного вывода. Затем мы можем поместить на пути этих электронов такие предметы, как лампу, и использовать их для выполнения такой работы, как освещение лампы.

Пока существует путь, химическая реакция продолжается, но это не будет длиться вечно. Химические вещества, необходимые для реакции, закончатся. Кислота становится более разбавленной и слабой, и наложения сульфата свинца покрывают оба электрода, это означает, что материалы становятся более похожими, и химическая реакция становится более сложной.

Но, к счастью, эта химическая реакция может быть обращена вспять, поэтому, если мы запитаем батарею электричеством от генератора переменного тока, мы можем начать обратную реакцию.

Может обратная реакция

Электроны входят в отрицательную клемму и снова соединяются с сульфатом свинца, высвобождая сульфат в электролит, оставляя только свинец на отрицательной пластине. Ионы сульфата попадают в электролит и объединяются с ионом водорода, высвобождая ион кислорода, так что кислота электролита становится сильнее. Ион кислорода соединяется со свинцом, образуя оксид свинца, который высвобождает сульфат обратно в электролит, снова делая его сильнее.

Если мы оставим батарею полностью разряжаться слишком долго или слишком много раз, будет очень трудно обратить вспять химическую реакцию.Кроме того, слой сульфата может оторваться от электродов и акклиматизироваться на дне батареи, что будет означать, что он больше не участвует в химической реакции, поэтому батарею необходимо отремонтировать или заменить.

Итак, когда мы смотрим на батарею, эта химическая реакция происходит между каждой пластиной в каждой ячейке, чтобы обеспечить ток в сотни ампер для запуска стартера, а также обеспечить напряжение для питания фонарей и т. Д. Затем он перезаряжается с помощью генератор.

Проверка автомобильного аккумулятора мультиметром

Чтобы проверить напряжение автомобильного аккумулятора, мы просто переключаемся на настройку постоянного напряжения на нашем мультиметре, а затем подключаем красный провод к положительному, а черный провод к отрицательному. Мы должны увидеть напряжение около 12,6 В, если оно ниже 12, значит, батарея не работает должным образом.

Двигатель выключен

Когда мы заводим автомобиль, напряжение падает, потому что стартер потребляет большой ток. Напряжение упадет примерно до 11 вольт, если оно упадет ниже примерно 10 вольт, аккумулятор не работает должным образом.

Запуск двигателя

После запуска двигателя генератор переменного тока должен вырабатывать электричество, поэтому мы должны увидеть более высокое напряжение около 14 вольт, потому что генератор перезаряжает батарею, и напряжение должно быть выше, чтобы заставить электроны вернуться и обратная химическая реакция.

Engine Running

Но теперь, когда вы все заряжены, зайдите на сайт squarespace.com, чтобы создать свое собственное присутствие в Интернете, наполненное функциями, позволяющими людям запускать, публиковать и продвигать свои собственные проекты.

Существуют мощные инструменты для ведения блога, позволяющие демонстрировать фотографии, видео и новости о ваших проектах.

Вы можете легко запланировать встречи на занятиях и занятия с членами команды и клиентами с помощью встроенного инструмента. И вы даже можете собирать платежи или пожертвования, чтобы поддержать свое дело.

Посетите squarespace.com, чтобы получить бесплатную пробную версию, а когда будете готовы к запуску, перейдите на squarespace.com/engineeringmindset, чтобы сэкономить 10% на первой покупке веб-сайта или домена.

---

Как батареи заводят ваш автомобиль | Как работают батареи

Когда вы вставляете ключ в замок зажигания автомобиля и поворачиваете переключатель или нажимаете кнопку в положение «ВКЛ», на аккумулятор автомобиля отправляется сигнал. Получив этот сигнал, автомобильный аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую. Эта электрическая мощность подается на стартер для запуска двигателя. Аккумулятор также обеспечивает питание автомобильных фар и других аксессуаров.

Напряжение аккумулятора

Напряжение — это величина электрического потенциала, который удерживает ваша батарея. Стандартный автомобильный аккумулятор в современных автомобилях — это аккумулятор на 12 В. Каждая батарея имеет шесть ячеек, каждая на 2,1 В при полной зарядке. Автомобильный аккумулятор считается полностью заряженным при напряжении 12,6 В или выше.

Когда напряжение аккумулятора падает, даже небольшое, это сильно влияет на его производительность. В таблице слева показано, сколько энергии остается в батарее при изменении показаний напряжения батареи.

Несмотря на то, что автомобильный аккумулятор заряжен не полностью, он считается заряженным от 12,4 В или выше. Он считается разряженным при напряжении 12,39 вольт или меньше.

Примечание. Предполагается, что удельный вес полностью заряженного заряда составляет 1,265 с поправкой на 80 ° F.

Химическая реакция

Электрическая энергия в батарее генерируется в результате химической реакции. В случае свинцово-кислотной батареи смесь серной кислоты и воды, известная как электролит, вступает в реакцию с активным материалом внутри батареи.

Напряжение аккумулятора во многом зависит от концентрации серной кислоты. Чтобы получить напряжение 12,6 В или выше, массовая доля серной кислоты должна составлять не менее 35 процентов.

По мере разряда батареи реакция между серной кислотой и активным материалом приводит к образованию другого соединения, и концентрация серной кислоты снижается. Со временем это вызывает падение напряжения аккумулятора.

Мощность проворачивания

Автомобильным двигателям для запуска требуется мощность проворачивания.Необходимая мощность зависит от многих факторов, таких как тип двигателя, объем двигателя и температура. Обычно при понижении температуры для запуска двигателя требуется больше мощности. Ток холодного пуска (CCA) — это номинал, который измеряет мощность пуска батареи. Это относится к количеству ампер, которое 12-вольтовая батарея может выдавать при 0 ° F в течение 30 секунд, поддерживая напряжение не менее 7,2 вольт. Например, 12-вольтовая батарея с рейтингом 600 CCA означает, что при 0 ° F батарея будет обеспечивать 600 ампер в течение 30 секунд без падения ниже 7.2 вольта.

Как работает автомобильный аккумулятор?

02 окт. Как работает автомобильный аккумулятор?

Отправлено в 00:00 в блогах по Шубхам

Автомобильные аккумуляторы отвечают за питание всего автомобиля. Если аккумулятор не работает, то и остальная часть автомобиля тоже. Так как же получается, что одна маленькая батарея обеспечивает достаточно энергии, чтобы запустить целую машину и поддерживать ее в рабочем состоянии?

Автомобильные аккумуляторы работают на химической и электрической энергии. К внешней стороне батареи подключена электрическая цепь, которая заряжает батарею и позволяет электронам течь.В батарее также есть химические вещества, которые вступают в химические реакции друг с другом и с электронами. Электроны действуют как субатомная частица, которая активирует аккумулятор, позволяя ему приводить в действие двигатель автомобиля.

Если вам всегда было интересно, как работает автомобильный аккумулятор, эта статья для вас. Продолжайте читать, чтобы узнать все, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.

Как работает автомобильный аккумулятор

В батарее есть три компонента, а именно два разъема, известные как анод и катод, а затем химический раствор, в котором находятся разъемы.Электрический заряд извне батареи заряжает ее и активирует химическую реакцию внутри батареи.

Химическая энергия преобразуется в электрическую; таким образом, аккумулятор заряжается.

Анод — это положительно заряженный электрод внутри батареи, который позволяет электронам перемещаться за пределы батареи, а катод — это противоположный отрицательно заряженный электрод, через который электроны снова входят.

Каждая химическая реакция между химическим раствором в батарее, анодом и катодом позволяет происходить движению электронов.Электроды участвуют в химических реакциях, происходящих между раствором и разъемами.

Физика работы автомобильного аккумулятора

С точки зрения физики, батарея состоит из трех основных типов компонентов:

• Сепаратор
• Электролит
• Два электрода

Два электрода конкретно называются анодом и катодом, и оба состоят из проводящих материалов, которые позволяют электрическому току проходить через них.Два электрода выполняют разные функции в батарее.

Катод присоединяется к положительному полюсу батареи. Положительный конец — это также место, где ток выходит из батареи. Это происходит, когда внутри него разряжается энергия или когда используется энергия от батареи.

Пока батарея разряжается, электрический ток поступает в батарею на противоположном конце, отрицательном конце. Эта сторона называется анодом.

Не следует путать электрический ток с электронами, главным образом потому, что они более подробно рассматриваются в следующих подзаголовках.Когда электрический ток проходит через анод, электроны выходят через него. Следовательно, они движутся в противоположных направлениях.

Между электродами внутри батареи, а также внутри них (поскольку оба электрода являются губками, которые также впитывают смесь электролита) находится электролит.

Эти частицы, также известные как ионы, объединяются и вступают в реакцию с материалом, из которого сделан каждый из электродов, в результате чего происходит химическая реакция. Химическая реакция позволяет батарее генерировать электрический ток, питающий все, что к ней подключено.

Аккумулятор получает электрический заряд от автомобильного генератора. Генератор переменного тока представляет собой компонент, состоящий из магнитной катушки и стержня внутри двигателя автомобиля, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Электроэнергия вырабатывается через аккумулятор, давая ему заряд. Затем аккумулятор может, в свою очередь, питать электрические компоненты двигателя автомобиля, в первую очередь стартер, без которого невозможно запустить автомобиль.

Химия работы автомобильного аккумулятора

Чтобы понять химию работы автомобильного аккумулятора, мы должны сначала понять химические вещества, присутствующие в каждом из компонентов аккумулятора.Все химические вещества, обнаруженные внутри батареи, содержат некоторое сочетание водорода, кислорода, серы и свинца.

• Химический раствор — Серная кислота в виде h3SO4 (представляет собой соединение водорода, серы и кислорода)
• Катод — диоксид свинца, указанный в химической аннотации PbO2 (соединение свинца и кислорода)
• Анод — Свинец, обозначенный химической аннотацией Pb

Аккумулятор накапливает энергию в химической форме и преобразует химическую энергию в электрическую.Реакция компенсируется внешним подключением электрического кабеля, который передает электрический заряд через батарею.

Катод, губка, состоящая из диоксида свинца и химического раствора серной кислоты внутри батареи, в которой находятся два разъема, взаимодействуют вместе с образованием сульфата свинца

Вот уравнение, показывающее, как это происходит:

Что мы видим из этой формулы, если разложить ее на простые термины, так это то, что когда электроны от электрического заряда, проходящего через клемму батареи, взаимодействуют с диоксидом свинца катода и серной кислотой химического раствора, сульфат свинца и тяжелая вода являются побочными продуктами.

Со стороны анода свинец в аноде реагирует с серной кислотой в химическом уравнении. Взаимодействие двух химических веществ создает сульфид свинца и электроны.

Электроны играют важную роль в химической реакции, происходящей на катодной стороне; однако электроны не могут пройти через химическую формулу к катоду. Вместо этого они должны пройти через внешнюю электрическую цепь и вернуться в катод.

Уравнение дает эту химическую реакцию:

Эти две химические реакции протекают по замкнутому кругу, одна питает другую и наоборот, питая аккумулятор и позволяя ему заряжать двигатель автомобиля.

Как долго работает автомобильный аккумулятор?

Средний срок службы аккумулятора автомобиля — три года. Однако на этот период влияет множество факторов, которые также необходимо учитывать.

Поскольку большая часть работы батареи связана с химическими агентами внутри нее, факторы окружающей среды, которые обычно влияют на эти химические агенты, также являются факторами окружающей среды, которые могут повлиять на батарею. Прекрасный пример этого — температура.

В холодную погоду машину нужно завести и дать немного поработать, чтобы холод не перегрузил аккумулятор. Такая нагрузка на аккумулятор может ослабить аккумулятор и сократить срок его службы, чем предполагалось изначально. И потенциально может привести к поломке вашего автомобиля на обочине дороги.

С другой стороны, тепло имеет тенденцию значительно снижать производительность и запас заряда батареи. Жаркая погода может вызвать испарение жидкости внутри батареи, а также вызвать дополнительные внутренние повреждения.

Как только тепло ослабит аккумулятор, он более уязвим для разрушения при низких температурах, потому что он не имеет сопротивления, чтобы справиться с резкими перепадами температуры.

Еще одна вещь, которая может убить аккумулятор вашего автомобиля, — это оставить его бездействующим на долгое время. Это приведет к тому, что аккумулятор полностью разрядится до следующего запуска автомобиля. Чтобы решить эту проблему, вам необходимо перезарядить разряженный аккумулятор, вынув аккумулятор и зарядив его, а затем заменив его на месте перед повторным запуском автомобиля.

Как работает зарядка автомобильного аккумулятора?

Как упоминалось выше, во время движения автомобиля аккумулятор заряжается с помощью другого компонента двигателя, который называется генератором переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую, которая поступает через аккумулятор. Поэтому обычно аккумулятор специально заряжать не нужно.

Аккумулятор сам по себе разряжает электрическую энергию в остальную часть автомобиля, поэтому ему нужен источник электричества, чтобы поддерживать напряжение на определенном уровне, чтобы автомобиль продолжал работать.

Напряжение батареи — это количество электроэнергии, производимой батареей. Большинство автомобильных аккумуляторов работают при напряжении 12 В, но в большинстве автомобилей аккумулятор должен иметь напряжение выше 10,5 В, чтобы он мог питать двигатель автомобиля.

У батареи есть так называемая зарезервированная емкость. Зарезервированная емкость определяет, как долго батарея может разряжаться со скоростью около 25 ампер в случае неисправности соединения между генератором переменного тока и батареей из-за разрыва браслета.

Это мера того, как долго аккумулятор может работать, если он не может постоянно получать новый заряд от генератора во время движения автомобиля. Однако, как только напряжение упадет ниже отметки 10,5, аккумулятор необходимо перезарядить.

Таким образом, в ситуации, когда аккумулятор не получает заряд от генератора переменного тока, из-за проблемы в соединении между двумя частями необходимо использовать внешний источник для зарядки аккумулятора. Это неустойчиво: одно без другого не работает очень долго.

Необходимо заменить генератор и осмотреть весь двигатель, чтобы убедиться, что проблема не является более серьезной. Если проблема заключается в ремне, который соединяет две части, инженер может заменить ремень и исправить соединение.

Кроме того, аккумулятор можно заряжать одним из двух способов. Вы можете подключить два кабеля напрямую к аккумулятору, так называемые «соединительные кабели», чтобы подключить аккумулятор, или вы можете отсоединить аккумулятор от автомобиля и подключить его к зарядному устройству.

Если вы хотите прыгнуть или зарядить аккумулятор, вы должны сначала выключить все фонари и компоненты, обычно подключенные к аккумулятору, и провести на нем некоторое обслуживание.Сначала отсоедините отрицательный кабель или заземляющий кабель. Это всегда черный кабель, если только он не менялся годами.

Даже если кабель был заменен, вы можете идентифицировать его как кабель с маркировкой отрицательного заряда. Затем удалите кабель с пометкой для положительного заряда.

Если аккумуляторная кислота вылилась наружу аккумуляторной батареи, очистите клеммы щеткой для очистки клемм и смесью воды и пищевой соды для нейтрализации кислоты.

Используйте средства защиты глаз, носа и рта.Если аккумулятор имеет съемные крышки, осторожно подденьте их, чтобы проверить уровень воды. Если уровень воды низкий, доливайте дистиллированную воду только до полной отметки. Обратите внимание, что это требуется не для всех батарей, поэтому, если крышки нет, пропустите этот шаг.

Чтобы запрыгнуть в машину, соединительные кабели подключатся к разряженной батарее и к исправной, которая будет использоваться для зарядки. Подсоедините положительный кабель красного цвета к обеим батареям, начиная с разряженной, а затем к положительной стороне батареи.Затем в том же порядке подключите черный провод (отрицательный заряд). Начните с самого низкого уровня заряда и постепенно увеличивайте его до максимального уровня.

Точно так же, если вы планируете зарядить аккумулятор, выньте его из машины и поместите в прочное и безопасное место. Подключите зарядное устройство сначала к красному проводу, затем к черному.

Начните с минимальной скорости зарядки и продолжайте работать до идеальной. Если вам нужна помощь, проверьте стоимость быстрого старта и обратитесь к профессионалу, который поможет вам зарядить автомобиль в их магазине, если вы боитесь ошибок.Включите зарядное устройство и установите таймер на полную зарядку.

Если вы хотите узнать больше о функциях автомобильного аккумулятора, ознакомьтесь с этой статьей!

Заключение

В заключение, автомобильные аккумуляторы получают электрическую энергию, преобразуют ее в химическую энергию, а затем обратно в электрическую энергию, используемую для запуска стартера автомобиля и других электрических компонентов. Если вам нужна дополнительная помощь с автомобильным аккумулятором, поищите «мобильного механика рядом со мной», который поможет вам.

Кроме того, если вы когда-нибудь окажетесь в ситуации, когда вы не знаете, как зарядить разряженный аккумулятор вашего автомобиля, и вам понадобится дополнительная помощь, Mach 1 здесь, чтобы помочь!

Источники

batteryworld.varta-automotive.com

www.manbat.co.uk.

www.cars.com.

www.science.org.au

Physics.aps.org

Physics.stackexchange.com

https://www.youtube.com/watch?v=–DIXM2_OB4

www.livescience.com

ресурс-центр.meineke.com

Как работает автомобильный аккумулятор?

Автомобильные аккумуляторы используются чуть более века, бесшумно работая под капотом или в багажнике автомобилей по всему миру. Обычно мы не уделяем много внимания автомобильному аккумулятору, если что-то не перестает работать, но как вообще работает автомобильный аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор — это устройство для хранения энергии, основанное на научных открытиях, сделанных в конце 1700-х годов, кульминацией которых стало создание Алессандро Вольта первого настоящего аккумулятора в 1800 году.Батарея Вольта состояла из разнородных металлических пластин, разделенных листами ткани, пропитанными рассолом, раствором электролита. Вольта не мог полностью объяснить, как это доставило небольшой электрический заряд, но другие опирались на его работу, постоянно улучшая технологию.

Внешний вид автомобильного аккумулятора представляет собой тяжелую пластиковую коробку с парой клемм, которые подключаются к автомобилю. Интереснее дела обстоят внутри, где есть шесть секционированных ячеек. В каждой ячейке металлические пластины перемежаются изоляционными листами и погружаются в кислоту.Каждая другая пластина соединяется внутри ячейки параллельно, последовательно с другими ячейками. Каждая ячейка генерирует 2,1 В, соединенные последовательно, всего 12,6 В.

Как работает автомобильный аккумулятор для передачи энергии?

Что именно делает это устройство для подачи энергии на стартер, радио или фары? Секрет в том, как металлы реагируют на кислоту. Свинцовые пластины (Pb) и пластины из оксида свинца (PbO ₂ ) погружают в серную кислоту (H ₂ SO ₄ ).Обе пластины реагируют с электролитом с образованием сульфата свинца (PbSO ₄ ), воды (H ₂ O) и дополнительных электронов, которые собираются на отрицательной клемме батареи.

Pb + PbO ₂ + H ₂ SO ₄ → PbSO ₄ + H ₂ O + 2e ^—

В отключенном состоянии химическая реакция не может продолжаться, потому что электронам некуда идти. Подключенный автомобильный аккумулятор очень быстро обеспечивает много энергии. Даже при отрицательных температурах — серная кислота не замерзает — автомобильный аккумулятор 600 CCA может обеспечить мощность, достаточную для запуска двигателя V8.

Как автомобильный аккумулятор накапливает энергию?

Батареи Volta и более поздние версии, по крайней мере до середины 1800-х годов, имели серьезный недостаток — они могли доставлять энергию только до тех пор, пока металлы не были полностью корродированы, после чего их приходилось выбрасывать или восстанавливать, точно так же, как AAA и AA. батарейки (действительно, элементы), питающие ваш фонарик. Первая свинцово-кислотная батарея, изобретенная Гастоном Планте в 1859 году, все изменила.

Как только этот быстрый всплеск энергии запускает двигатель, генератор начинает подавать электроны обратно в батарею.В отличие от цинк-медно-рассольной батареи Volta, свинцово-свинцово-оксидно-серно-кислотная батарея Planté легко обращает химическую реакцию вспять. Дополнительные электроны вытесняются из пластин, рекомбинируя сульфат свинца и воду в свинец и серную кислоту, готовые поставлять электричество по запросу.

Автомобильной аккумуляторной батарее может быть век, но она настолько надежна, экономична и проста в переработке, что пока не найдено подходящей замены. Не забывайте утилизировать старый автомобильный аккумулятор, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды и сделать новые автомобильные аккумуляторы.

Проверьте все автомобильные аккумуляторы, доступные на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о том, как работает автомобильный аккумулятор, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото любезно предоставлено Pixabay.

Как работает автомобильный аккумулятор?

Аккумулятор является важным требованием для работы большинства электрических и электронных устройств, и автомобильная система не является исключением. Понимание химии того, как работает автомобильный аккумулятор — совсем другое дело.

Почти каждый знает что-то об автомобильном аккумуляторе, например, как его снимают, заряжают или хранят. Но сколько людей знают, как работает автомобильный аккумулятор? Думаю, очень мало. Что ж, вы собираетесь получить отличное представление о том, как работает автомобильный аккумулятор?

Как работает автомобильный аккумулятор

Когда зажигание автомобиля включается, внутри аккумулятора начинается последовательность реакций, в результате которых возникает электричество. Чтобы поддерживать эту последовательность, устройство, называемое генератором переменного тока, продолжает генерировать электроны, а также сохранять те, которые может.

Создает генерирующую часть с помощью ремня, который передает энергию аккумулятору. Боюсь, без этой последовательности реакций ваша машина не заведется.

Давайте покажем, как это работает внутри

Стандартная батарея содержит 12 сеток на шести элементах SLI, что означает две сетки на ячейку. Одна из решеток состоит из свинца как единого элемента, а вторая — из оксида свинца. В общей сложности батарея излучает мощность 12 вольт, при этом каждая ячейка излучает два вольта.

Обе аккумуляторные решетки погружаются в раствор серной кислоты, который активирует реакцию между ними. Но как работает батарея , так это то, что раствор кислоты катализирует реакцию выброса, которая производит ионы и сульфат свинца.

Ионы, образующиеся в результате первой реакции, реагируют со второй сеткой с выделением водорода и сульфата свинца.

Электроны, возникающие в результате этих реакций, производят необходимое электричество, питающее автомобиль. Этот поток электронов вокруг ячеек активирует клеммы аккумулятора, который передает его всему автомобилю через кабели.Теперь вы можете включить машину и стерео.

Существует возможность реверсирования, если генератор не работает для зарядки аккумулятора. Чтобы избежать разряда аккумулятора, убедитесь, что он заряжается во время работы автомобиля.

Автомобильный аккумулятор не только излучает электроны, которые производят энергию, но также обеспечивает единообразную подачу электричества для поддержания работоспособности автомобиля. Он также может хранить заряды для будущего использования.

Структура автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор не похож на элементы, используемые в небольших электронных устройствах, таких как фен.У него есть шесть других малых ячеек, которые соединены последовательно. Это соединение заставляет энергию от каждой ячейки складываться, создавая 12 вольт.

На каждую ячейку поступает 12 вольт (по два вольта), хотя при правильном расчете это 12,6 вольт. Принцип излучения энергии остается прежним. Однако некоторые модели батарей могут отличаться по излучаемому напряжению.

Как работает автомобильный аккумулятор внутри?

Обычный метод работы батарей, когда они соединены с электрической цепью, — это испускание электронов.Проще говоря, электрон имеет отрицательный заряд (единственная отрицательная часть атома), и он играет важнейшую роль в обеспечении энергии.

При работе аккумулятора следует учитывать важные моменты. Во-первых, ячейка содержит два вывода, а именно катод (положительный) и анод (отрицательный). И эти клеммы глубоко погружаются в раствор серной кислоты, реагируя с анодом с испусканием электронов.

После этого катод отправляет эти электроны обратно в раствор для поддержания химического баланса.Этот перенос электрона представляет собой совершенно новую реакцию между катодом и кислотой, которая отличается от первой реакции. Если батарея разряжена, значит, одна из этих реакций была неполной.

Химические реакции в батарее

В типичном свинцово-кислотном элементе есть положительные и отрицательные клеммы. Положительный вывод — это оксид свинца (катод), а свинцовый элемент (анод) — отрицательный вывод. Катализатор, известный как кислотный раствор, представляет собой серную кислоту (h3SO4), которая образует сульфат свинца на клеммах при использовании аккумулятора.

Химическое определение формулы реакции

• PbO2 + 4H + + SO2- + 2e- -> PbSO2 + 2h3O
• Pb + SO2- -> PbSO4 + 2e-

В приведенном выше наборе реакций первая реакция поглощает электроны, в то время как реакция два испускает электроны. А электроны могут быть полезны только через клеммы, которые подключаются к проводам аккумулятора.

Как заряжается автомобильный аккумулятор?

Пользователям необходимо своевременно заряжать автомобильный аккумулятор, чтобы он не разрядился, поэтому необходим надежный метод зарядки.Без этого, когда аккумулятор обеспечивает энергию, необходимую для работы автомобиля, он обязательно умрет.

В обычном современном автомобиле генератор заряжает аккумулятор во время его использования. Но в старых моделях автомобилей функции зарядки выполняет динамо-машина. Оба зависят от системы с ременным приводом от двигателя, который вращает ротор в кабелях генератора.

Ротор получает электроны за счет намагничивания мелких частиц, когда медный углерод царапает железное зажимное кольцо на балке.Вращение электромагнита внутри катушки статора — это то, что производит внутри них электричество.

Поток электронов, производящий электричество, является переменным. Это означает, что он течет вперед и назад, в зависимости от направления ротора. Но для большей эффективности его нужно выпрямить, чтобы получить постоянный ток.

Динамо-машина работает с постоянным током, но не так эффективна, как частота вращения двигателя. Но одно можно сказать наверняка: он тяжелее генератора переменного тока.

Когда он не заряжается должным образом, приборная панель становится яркой, указывая на предупреждающий знак.Это происходит чаще всего, когда двигатель останавливается.

Как автомобильный аккумулятор накапливает энергию

Быстрый поток электронов от клемм попадает в двигатель автомобиля, в результате чего генератор начинает подавать электроны. Цинк-медно-солевой аккумулятор Volta не меняет реакцию электронов так быстро, как свинцово-свинцовый оксид-h3SO4 в Plante.

Избыточное количество генерируемых электронов переходит в раствор, который отдает его терминалам для производства электроэнергии. Эти серии возвратно-поступательных реакций использовались с течением времени, и можно сказать, что они являются надежным источником энергии для автомобилей.Он настолько эффективен, что не было необходимости в лучшем методе.

Тем не менее, старайтесь не наносить вред окружающей среде, всегда утилизируя старые батареи.

Как автомобильный аккумулятор регулирует ток?

Генератор вырабатывает переменный ток, который преобразуется в постоянный (выпрямленный) диодами, которые пропускают поток электронов в одном направлении. Регулятор внутри генератора обеспечивает стабильную подачу напряжения. Оба устройства находятся внутри или снаружи генератора переменного тока.

Заключение

Если вы были с нами внимательно, то, должно быть, наконец поняли, как работает автомобильный аккумулятор? Аккумулятор — это объект химических реакций, который помогает вырабатывать электричество, используемое в автомобиле. Он не только активирует и перерабатывает электроны, но и у клетки есть механизм, который обеспечивает ее перезарядку.

Как работает система зарядки

Внутри генератора переменного тока ротор с ременным приводом становится электромагнитом, когда к нему подается ток.По мере вращения ротора в обмотках статора генерируется более высокий ток.

Автомобиль потребляет довольно много электроэнергии для работы зажигание и другое электрооборудование.

Если питание было от обычного аккумулятор , он скоро закончится. Итак, в машине есть аккумуляторная аккумулятор и система зарядки, чтобы поддерживать его в рабочем состоянии.

Батарея имеет пары выводов. тарелки погружают в смесь серной кислоты и дистиллированной воды.

Половина пластин соединена с каждой Терминал .Электроэнергия, подводимая к батарее, вызывает химическую реакцию, в результате которой на один набор пластин откладывается дополнительный свинец.

Когда батарея подает электричество, происходит прямо противоположное: лишний свинец растворяется с пластин в реакции, которая производит электрический ток. Текущий .

Аккумулятор заряжается генератор на современных автомобилях или динамо-машиной на более ранних. Оба типа генератор , и приводятся в движение ремнем от двигатель .

генератор состоит из статор — стационарный комплект проволоки катушка обмотки, внутри которых вращается ротор.

Ротор электромагнит подается небольшое количество электроэнергии через углерод или медь-углерод кисти (контакты) касаются двух вращающихся металлических контактные кольца на его валу.

Вращение электромагнита внутри катушек статора генерирует гораздо больше электричества внутри этих катушек.

Электричество переменный ток — его направление потока меняется назад и вперед каждый раз, когда ротор вращается. Должно быть исправленный — превратились в односторонний поток, или постоянный ток .

Динамо-машина выдает постоянный ток, но менее эффективна, особенно при малых двигатель скорости и весит больше, чем генератор.

Предупреждающая лампа на приборная панель светится, когда аккумулятор недостаточно заряжен, — например, при остановке двигателя.

Также может быть амперметр чтобы показать, сколько электричества вырабатывается, или индикатор состояния батареи, показывающий состояние батареи заряжать .

Как работает генератор

Как протекает ток в генераторе

При перемещении магнита мимо замкнутой проволочной петли в проволоке течет электрический ток.Представьте себе петлю из проволоки с магнитом внутри.

Северный полюс магнита проходит через верх петли как Южный полюс проходит его нижнюю часть. Оба прохода заставляют ток течь в одном направлении по контуру.

Полюса удаляются, и ток перестает течь до тех пор, пока южный полюс не достигнет вершины, а северный полюс — основания.

Это заставляет ток снова течь, но в противоположном направлении.

В автомобильном генераторе переменного тока используется электромагнит для увеличения выработки электрического тока.

Как работает динамо

Обмотки возбуждения внутри корпуса — это электромагнит динамо. Ток генерируется во вращающемся якоре.

В динамо-машине электромагниты неподвижны и называются поле катушки. Ток вырабатывается в арматура — еще один набор катушек, намотанных на вал и вращающихся внутри катушек возбуждения.

Принцип такой же, как у генератора, но ток идет на коммутатор — металлическое кольцо, разделенное на сегменты, к которым прикасаются угольные щетки, установленные в подпружиненный гиды.Два сегмента касаются пары щеток и подают к ним ток.

По мере вращения якоря ток меняет направление. Но к тому времени под щетками оказалась еще одна пара сегментов коммутатора, и эта пара подключена наоборот, так что выходящий ток всегда течет в одном и том же направлении.

Регулировка тока к батарее

Ток от генератора выпрямляется в постоянный ток с помощью набора диоды которые позволяют току течь через них только в одном направлении.

Для зарядки аккумулятора подаваемое на него напряжение не должно быть слишком низким или слишком высоким.

Генератор имеет управляющее устройство с транзисторным управлением, которое регулирует напряжение путем подачи большего или меньшего тока — по мере необходимости — на электромагнит.

Выпрямитель и регулятор обычно находятся внутри корпуса генератора переменного тока, но на некоторых генераторах переменного тока они находятся снаружи и установлены на корпусе генератора.

Динамо-машине не нужен выпрямитель — есть регулятор напряжения в отдельной коробке, в которой реле .

Одно реле контролирует уровень напряжения, кратковременно отключая ток в катушках возбуждения.

Второе реле предотвращает перезарядку динамо-машины и повреждение аккумулятора.

Автомобильный аккумулятор | Как это работает

Аккумулятор — это электрическое сердце автомобиля. Он накапливает энергию, которая запускает двигатель, и обеспечивает все электрические потребности автомобиля, когда генераторная система не справляется. Это также один из тех компонентов, которые не требуют значительного обслуживания. Обычно все, что необходимо — это проверка уровня электролита.Современные разработки снимают с автовладельца даже эту ответственность.

Все автомобильные аккумуляторы относятся к свинцово-кислотному типу, что означает, что они накапливают электричество, используя химическое воздействие, которое некоторые типы кислот оказывают на свинец. Батарея обычно состоит из нескольких связанных между собой ячеек. Каждая ячейка дает в среднем два вольта на выходе, поэтому обычная 12-вольтовая батарея состоит из шести ячеек, а шестивольтовая батарея состоит из трех ячеек. У большинства батарей есть линия крышек заливных горловин вдоль верхней части, и обычно на каждую ячейку приходится по одной крышке.

Внутренняя конструкция каждой ячейки идентична; Есть два набора вертикальных пластин, одна положительная, другая отрицательная. Пластины представляют собой металлические решетки, обычно изготовленные из сплава свинца. В полностью заряженной батарее на положительных пластинах имеется покрытие из перекиси свинца, а на отрицательных пластинах — один из «губчатых» свинцов. Каждая ячейка заполнена до уровня чуть выше верхней части пластин раствором серной кислоты, называемым электролитом. Электролит содержит большое количество дистиллированной воды.Между положительной и отрицательной пластинами также установлена ​​изолирующая пластина. Его цель — уберечь их от соприкосновения.

Все положительные пластины в ячейке соединены вместе вверху, как и все отрицательные пластины. Сами клетки взаимосвязаны, положительные и отрицательные. Внешние соединения с электрической системой автомобиля выполняются на клеммах в верхней части аккумулятора, положительный полюс на одном конце и отрицательный на другом. Электрооборудование автомобилей обычно относится к типу «с заземлением», поэтому одна из главных клемм, обычно отрицательная, прикрепляется непосредственно к кузову с помощью короткой заземляющей ленты.

Емкость или мощность аккумулятора зависит от общей площади свинцовых пластин, а размер, выбранный для конкретного автомобиля, является компромиссом между вероятным потреблением электроэнергии и значительным объемом и стоимостью компонента. Емкость измеряется в ампер-часах (Ач), которая представляет собой доступный ток, умноженный на количество часов, в течение которых он будет течь. Обычный аккумулятор имеет емкость 40 Ач, что означает, что он может обеспечивать ток силой 4 ампера в течение десяти часов. Батарея на 50 Ач может подавать 5 ампер за тот же период.

Как работает аккумулятор

Когда электричество потребляется от заряженной батареи, ток в батарее вызывает электролиз электролита в каждой ячейке. Электролиз воды в электролите представляет собой форму разложения и дает ионы кислорода и ионы водорода, которые являются переносчиками электрических зарядов. Ионы кислорода заряжены отрицательно, а ионы водорода — положительно. Эти заряды заставляют ионы кислорода искать положительные пластины, а ионы водорода — отрицательные пластины.Таким же образом и сама серная кислота разлагается на ионы водорода.

Когда эти различные ионы достигают электродов, к которым они притягиваются, они теряют свои электрические заряды и вступают в реакцию с активным материалом на пластинах, заставляя ток покидать батарею. При этом обе пластины превращаются в сульфат свинца, а серная кислота превращается в воду. Следовательно, электролит разбавляется, и его удельный вес падает. Эта химическая реакция завершится только в том случае, если аккумулятор полностью разряжен, как это может случиться, если оставить машину на стоянке с включенными фарами на долгое время.

В отличие от телефона, автомобильный аккумулятор не следует полностью разряжать

На практике следует избегать полной разрядки по двум причинам. Во-первых, поскольку сульфат свинца очень объемный, сильное сульфатирование пластин может привести к растрескиванию решеток и отслоению части покрытия. Кроме того, подзарядка может оказаться неэффективной, если аккумулятор полностью разряжен, поскольку сульфат свинца становится все труднее преобразовать обратно в исходные материалы. Напряжение ячейки быстро падает с максимального значения 2.От 2 до чуть более 2 вольт после начала разряда. Это значение остается почти постоянным до тех пор, пока батарея не будет почти полностью разряжена, на этой стадии снижение напряжения происходит быстро и сульфатирование становится значительным, если только зарядный ток не применяется быстро.

Разряженный или «разряженный» аккумулятор можно заряжать, пропуская через него ток. Это делается автоматически в автомобиле с помощью динамо-машины или генератора переменного тока, но если аккумулятор полностью разряжен, может потребоваться подзарядить его от сети, что часто бывает у механика-самодела зимой.Во время зарядки ток течет через батарею в другом направлении — внутрь на положительной клемме, а не выходит из нее. Таким образом, процесс зарядки является обратным процессу разрядки; положительные пластины превращаются в перекись свинца, а отрицательные пластины — на свинец. Часть воды также превращается обратно в серную кислоту.

Зарядное оборудование современных автомобилей спроектировано так, что оно обеспечивает относительно высокий зарядный ток, когда в этом больше всего нуждается аккумулятор. Однако по мере того, как батарея приближается к полной зарядке и ее напряжение повышается, регулятор напряжения снижает ток до низкого уровня.Это не только обеспечивает полное обратное преобразование активного материала, но и сводит к минимуму выделение газов, которое происходит на пластинах, когда батарея полностью заряжена. Сильное выделение газа, которое выглядит так, как будто электролит кипит, может вызвать смещение активного материала с пластин. Химическая активность и, следовательно, мощность, которую может обеспечить аккумулятор, зависят от температуры. Зимой аккумулятор менее эффективен для запуска, чем летом, когда более высокая вязкость холодного масла в двигателе еще больше увеличивает мощность, необходимую для его вращения.Это часто объясняет нежелание двигателей некоторых автомобилей запускаться в очень холодную погоду.

Каждый элемент батареи имеет два набора пластин, которые окружены кислотным раствором, называемым электролитом. Когда электричество берется из заряженной ячейки, ток вызывает химическую реакцию. Изображение аккумуляторной батареи автомобиля в разрезе, на котором показаны изолирующие пластины, установленные для предотвращения соприкосновения отрицательной и положительной пластин.

Состояние заряда аккумулятора автомобиля

Уровень заряда автомобильного аккумулятора можно оценить, измерив удельный вес электролита. Удельный вес (SG) — это вес вещества по сравнению с весом равного объема воды. Удельная плотность воды принята равной 1,00. Если предположить, что элементы были изначально правильно заполнены, удельная плотность электролита в полностью заряженной батарее составляет около 1,28 (то есть на 28 процентов тяжелее воды), но эта цифра падает до 1.От 11 до 1,13 (всего на 11-13% тяжелее воды) при полном разряде из-за избытка воды в электролите. Удельный вес кислоты можно быстро оценить с помощью ареометра.

Это простое устройство состоит из небольшого поплавка в стеклянной трубке со шкалой. Он имеет сопло на одном конце и резиновую грушу на другом. Электролит из каждой ячейки, в свою очередь, втягивается в трубку путем сжатия и отпускания баллона, после чего SG просто и легко считывается «на шкале». Поскольку вода быстро испаряется из электролита обычной батареи, находящейся в эксплуатации, но серная кислоты нет, падение уровня жидкости сопровождается повышением удельного веса.Вот почему необходимо время от времени доливать ячейки чистой водой, чтобы восстановить уровень электролита и SG. В верхней части обычной батареи предусмотрены резьбовые заглушки или специальные крышки, чтобы можно было долить. Некоторые автовладельцы используют для доливки обычную водопроводную воду, но производители аккумуляторов не рекомендуют этого делать, поскольку такая вода может содержать химические вещества, которые могут отрицательно сказаться на сроке службы пластин.

Срок службы батареи значительно варьируется в зависимости от условий эксплуатации и регулярности доливки, но обычно составляет от двух до трех лет.Старость проявляется в том, что аккумулятор становится все более неспособным брать заряд или удерживать его, когда он не используется. Сульфатирование пластин является причиной того, что аккумулятор не может заряжаться, и возникает из-за того, что аккумулятор слишком долго находится в разряженном состоянии. С другой стороны, если элементы не удерживают заряд, это происходит из-за того, что пластины (а иногда и сепараторы) были повреждены из-за вибрации или чрезмерно быстрой зарядки или разрядки.

Улучшение аккумулятора

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея была усовершенствована с момента ее первого использования в автомобилях.Были найдены способы сделать пластины и их крепления более прочными, а сепараторы также стали значительно лучше, чем были. Сейчас используются пористая резина и пластмассы, которые намного прочнее, чем древесина и другие материалы, которые использовались ранее. Они позволили уменьшить толщину сепаратора, чтобы сделать батарею более компактной. Вес современной батареи также был уменьшен, и, наоборот, ее прочность увеличилась за счет быстрого развития и использования литых пластиковых корпусов.

За последние несколько лет был достигнут более фундаментальный прогресс, который привел к созданию «необслуживаемой» (или MF) батареи. Аккумуляторы этого типа широко используются в США, где они были изобретены, и были стандартизированы для всей линейки автомобилей General Motors. Другие американские производители, в частности Ford, намерены последовать их примеру. Европейские производители аккумуляторов медленнее производят аккумуляторы MF, но их интерес подогревается решением GM в 1978 году начать экспорт собственного ассортимента Delco для своих компаний в Европе.Необслуживаемый аккумулятор — это именно то, о чем говорит его название: он не требует дозаправки в любой момент своего срока службы и даже не имеет отверстий для этой цели, а заполняется и герметизируется на заводе.

В Америке он снова стоит примерно в пятую часть дороже, чем качественная обычная батарея. В свою очередь, он утверждает, что исключает возможность преждевременного выхода из строя батареи из-за халатного отношения ленивого или забывчивого владельца. Помимо исключения дозаправки, батарея MF значительно сокращает три других недостатка, связанных с более ранней конструкцией — неудовлетворительным сроком хранения (время, в течение которого батарея может храниться до продажи), ухудшением обслуживания и коррозией клемм.Все эти недостатки ортодоксальной батареи так или иначе связаны с одной особенностью ее конструкции. В течение многих лет металлическая сурьма добавлялась в свинец, из которого изготавливаются пластинчатые решетки, для придания им достаточной прочности. К сожалению, сурьма также действует как своего рода медленный яд, проникая через электролит от положительных пластин к отрицательным.

Это приводит к износу аккумулятора, даже если он новый и стоит на полке, что ограничивает время хранения неиспользованных аккумуляторов.Тот факт, что совершенно новые батареи могут испортиться таким образом, вынудил производителей отсылать «сухие» батареи с завода, причем кислоту добавляли непосредственно перед вводом батареи в эксплуатацию. Однако, преодолевая одну проблему, эта договоренность привела к появлению других. Самым главным была сложность обеспечения того, чтобы аккумулятор был в нормальном состоянии после заполнения. Как бы тщательно это ни проверялось заранее, всегда была вероятность того, что зарядка не будет удовлетворительно проведена продавцом.

Из-за отравляющего действия сурьмы количество, используемое в батареях, было уменьшено примерно на треть в течение 1950-х годов. Хотя это сокращение значительно замедлило темпы ухудшения состояния, Delco и Gould Inc в Соединенных Штатах полагали, что еще многое предстоит сделать. Оба провели обширную исследовательскую программу в 1960-х годах, и оба пришли к одному и тому же решению — устранению сурьмы за счет использования кальциево-свинцовых сплавов для пластинчатых решеток. Свинец-кальций никоим образом не был новым материалом в производстве аккумуляторов, но раньше он использовался только для нескольких толстых пластин телефонных батарей, а не для многих тонких пластин, необходимых для автомобильного аккумулятора.Тем не менее, были найдены способы приспособить конструкцию и производство батарей, чтобы можно было использовать этот металл.

В ходе исследования американские фирмы обнаружили еще один бонус. Использование свинцово-кальциевого сплава не только продлило срок годности батареи как минимум в пять раз, но также значительно уменьшило выделение газа, возникающее при достижении полной зарядки. Скорость, с которой вода терялась из электролита, стала очень низкой, а окончательная коррозия — результат выдува кислотных паров из вентиляционных отверстий электролизера за счет выделения газа — практически отсутствовала.То, что начиналось как поиски более длительного срока хранения и более стабильной производительности, превратилось в проект, приносящий пользу автовладельцу, и указывало на разработку аккумуляторов, которые не нуждались бы в обслуживании в течение их срока службы. Осуществление этого идеала означало внесение других изменений, которые были исследованы и усовершенствованы, пока и Delco, и Gould не достигли стадии «полевых испытаний» с производителями автомобилей в начале 1970-х годов.

Чтобы гарантировать отсутствие необходимости в доливке, первым делом необходимо обеспечить высокий уровень электролита над пластинами.Чтобы добиться этого без уменьшения глубины пластин или углубления корпуса, пластины должны были быть установлены на дно ячеек. Раньше они были немного приподняты, чтобы оставить пространство, в котором мог скапливаться любой отслоившийся активный материал. Из этого следовало, что положительные пластины, на которые больше всего влияет отслоившийся материал, должны были быть закрыты, чтобы предотвратить накопление такого материала на дне контейнера и возникновение короткого замыкания.

В крышку батареи встроены совмещенные газоуловители и конденсаторы.Они дополнительно снижают скорость потери воды и вставляются после того, как аккумулятор был залит электролитом на заводе. Хотя некоторые преждевременные отказы батарей MF произошли в Соединенных Штатах, где к Delco и Gould теперь присоединились другие производители, частота таких неисправностей, по-видимому, ниже, чем для батарей обычного типа. Однако нет сомнений в том, что эти относительные новинки действительно соответствуют своему описанию, поскольку ни один из отказов не был результатом нехватки электролита или коррозии клемм, которые являются обычными последствиями отсутствия обслуживания.У батареи MF есть и другие преимущества. Поскольку доступ к аккумулятору требуется только для его первоначальной установки и замены, его больше не нужно устанавливать под капотом, где пространство часто ограничено, а окружающая среда далека от идеала. Теперь его можно отнести к той части автомобиля, где он менее заметен.

Необслуживаемый аккумулятор по сравнению с автомобильным аккумулятором, не требующим особого обслуживания

В то время как Gould и Delco разрабатывали свои свинцово-кальциевые батареи, другие производители в США и Германии использовали другой подход.Они считали, что приемлемого увеличения срока хранения и сокращения технического обслуживания можно добиться за счет дальнейшего снижения содержания сурьмы в решетках пластин. За счет дополнительных легирующих элементов компаниям удалось снизить содержание сурьмы до 2–3%, а батареи этого типа с низким содержанием сурьмы серийно производятся в двух странах. В Соединенных Штатах, конечно, они находятся в прямой конкуренции с разновидностью MF и, будучи обычно на 10% дешевле, имеют значительное преимущество.Эти батареи также иногда называют «необслуживаемыми», но, поскольку необходимы дозаправочные пробки, «неприхотливость в обслуживании» обычно считается более точным описанием.

Аккумуляторы, не требующие особого обслуживания, безусловно, превосходят обычные аккумуляторы с повышенным содержанием сурьмы, но их преимущество во всех основных аспектах производительности аккумуляторов намного меньше, чем в конструкции MF. Например, срок хранения, хотя он примерно вдвое меньше, чем у обычной батареи, все же составляет менее трети срока службы MF.Еще один бонус, обеспечиваемый аккумулятором MF, — это его большая устойчивость к перезарядке, что могло бы произойти, если бы оборудование для регулирования напряжения в автомобиле было неправильно настроено. В то время как аккумулятор с низким содержанием сурьмы примерно на 25–30 процентов лучше, чем обычный, блок MF показывает, по крайней мере, в три раза большую устойчивость к перезарядке по этой причине.

Прекращение обслуживания аккумуляторной батареи во многом согласуется с современными тенденциями «запечатана на всю жизнь» в других аспектах развития современных автомобилей, таких как некоторые коробки передач и компоненты трансмиссии.Из-за этих несомненных преимуществ кажется вероятным, что аккумулятор MF имеет широкий потенциальный рынок как в Европе, так и в Соединенных Штатах. Основное беспокойство европейских производителей заключается в том, будут ли автомобилисты платить более высокую цену за более качественные компоненты.