Как работает аккумулятор: Как работает автоаккумулятор, авто

Как работает «Оптимизированная зарядка» в iOS 13 — Блог re:Store Digest

Аккумулятор iPhone, как и все перезаряжаемые источники питания, является расходуемым материалом: его емкость снижается после каждого цикла зарядки. В iOS 13 Apple реализовала способ замедлить этот процесс, чтобы аккумулятор служил вам дольше. Рассказываем, как работает эта функция и как её включить.

Как работает «Оптимизированная зарядка»

Процесс зарядки аккумулятора iPhone делится на два этапа. Сначала он быстро заряжается до 80%, а затем переключается в более медленный режим дозарядки малым током.

Когда аккумулятор полностью заряжен, химические процессы в нём происходят максимально активно, поэтому он деградирует быстрее. Отсюда возникает проблема: если iPhone заряжается ночью, то его заряд дойдет до максимума задолго до вашего пробуждения, и он будет находиться в таком состоянии несколько часов. Это негативно сказывается на сроке службы.

В iOS 13 этой проблемы больше нет. iPhone учится предугадывать, когда вы снимете его с зарядки, и доводить заряд до 100% именно к этому моменту. Данная функция и называется «Оптимизированная зарядка». Она уменьшает нагрузку на аккумулятор, и в итоге менять его придётся реже: это хорошо как для вас, так и для экологии.

В тему:

Как Apple борется за будущее планеты

Как заменить аккумулятор в iPhone: 10 ответов на главные вопросы

Как включить «Оптимизированную зарядку»

Шаг 1. Откройте «Настройки».

Шаг 2. Перейдите в раздел «Аккумулятор».

Шаг 3. Разверните меню «Состояние аккумулятора».

Шаг 4. Переведите в активное положение переключатель «Оптимизированная зарядка».

Следует учитывать, что вы заметите работу функции не сразу: ей нужно время, чтобы проанализировать паттерны зарядки вашего iPhone. О том, что оптимизация зарядки уже работает, будет свидетельствовать уведомление на заблокированном экране. В нём будет указано, на какое время запланировано окончание зарядки.

как работает и принципы его устройства. Особенности конструкции современных АКБ

В широком смысле слова в технике под термином «Аккумулятор» понимается устройство, которое позволяет при одних условиях эксплуатации накапливать определенный вид энергии, а при других — расходовать ее для нужд человека.

Их применяют там, где необходимо собрать энергию за определенное время, а затем использовать ее для совершения больших трудоемких процессов. Например, гидравлические аккумуляторы, используемые в шлюзах, позволяют поднимать корабли на новый уровень русла реки.

Электрические аккумуляторы работают с электроэнергией по этому же принципу: вначале накапливают (аккумулируют) электричество от внешнего источника заряда, а затем отдают его подключенным потребителям для совершения работы. По своей природе они относятся к химическим источникам тока, способным совершать много раз периодические циклы разряда и заряда.

Во время работы постоянно происходят химические реакции между компонентами электродных пластин с заполняющим их веществом — электролитом.

Принципиальную схему устройства аккумулятора можно представить рисунком упрощенного вида, когда в корпус сосуда вставлены две пластины из разнородных металлов с выводами для обеспечения электрических контактов. Между пластинами залит электролит.

Работа аккумулятора при разряде

Когда к электродам подключена нагрузка, например, лампочка, то создается замкнутая электрическая цепь, через которую протекает ток разряда. Он формируется движением электронов в металлических частях и анионов с катионами в электролите.

Этот процесс условно показан на схеме с никель-кадмиевой конструкцией электродов.

Здесь в качестве материала положительного электрода используют окислы никеля с добавками графита, которые повышают электрическую проводимость. Металлом отрицательного электрода работает губчатый кадмий.

Во время разряда частицы активного кислорода из окислов никеля выделяются в электролит и направляются на отрицательные пластины, где окисляют кадмий.

Работа аккумулятора при заряде

При отключенной нагрузке на клеммы пластин подается постоянное (в определенных ситуациях пульсирующее) напряжение большей величины, чем у заряжаемого аккумулятора с той же полярностью, когда плюсовые и минусовые клеммы источника и потребителя совпадают.

Зарядное устройство всегда обладает большей мощностью, которая «подавляет» оставшуюся в аккумуляторе энергию и создает электрический ток с направлением, противоположным разряду. В результате внутренние химические процессы между электродами и электролитом изменяются. Например, на банке с никель кадмиевыми пластинами положительный электрод обогащается кислородом, а отрицательный — восстанавливается до состояния чистого кадмия.

При разряде и заряде аккумулятора происходит изменение химического состава материала пластин (электродов), а электролита не меняется.

Способы соединения аккумуляторов

Параллельное соединение

Величина тока разряда, которую может выдержать одна банка, зависит от многих факторов, но в первую очередь от конструкции, примененных материалов и их габаритов. Чем значительнее площадь пластин у электродов, тем больший ток они могут выдерживать.

Этот принцип используется для параллельного подключения однотипных банок у аккумуляторов при необходимости увеличения тока на нагрузку. Но для заряда такой конструкции потребуется поднимать мощность источника. Этот способ используется редко для готовых конструкций, ведь сейчас намного проще сразу приобрести необходимый аккумулятор. Но им пользуются производители кислотных АКБ, соединяя различные пластины в единые блоки.

Последовательное соединение

В зависимости от применяемых материалов, между двумя электродными пластинами распространенных в быту аккумуляторов может быть выработано напряжение 1,2/1,5 или 2,0 вольта. (На самом деле этот диапазон значительно шире.) Для многих электрических приборов его явно недостаточно. Поэтому однотипные аккумуляторы подключают последовательно, причем это часто делают в едином корпусе.

Примером подобной конструкции служит широко распространенная автомобильная разработка на основе серной кислоты и свинцовых пластин-электродов.

Обычно в народе, особенно среди водителей транспорта, принято называть аккумулятором любое устройство, независимо от количества его составных элементов — банок. Однако, это не совсем правильно. Собранная из нескольких последовательно подключенных банок конструкция является уже батареей, за которой закрепилось сокращенное название «АКБ» . Ее внутреннее устройство показано на рисунке.

Любая из банок состоит из двух блоков с набором пластин для положительного и отрицательного электродов. Блоки входят друг в друга без металлического контакта с возможностью надежной гальванической связи через электролит.

При этом контактные пластины имеют дополнительную решетку и отдалены между собой разделительной пластиной — сепаратором.

Соединение пластин в блоки увеличивает их рабочую площадь, снижает общее удельное сопротивление всей конструкции, позволяет повышать мощность подключаемой нагрузки.

С внешней стороны корпуса такая АКБ имеет элементы, показанные на рисунке ниже.

Из него видно, что прочный пластмассовый корпус закрыт герметично крышкой и сверху оборудован двумя клеммами (обычно конусной формы) для подключения к электрической схеме автомобиля. На их выводах выбита маркировка полярности: «+» и «-». Как правило, для блокировки ошибок при подключении диаметр положительной клеммы немного больше, чем у отрицательной.

У обслуживаемых аккумуляторных батарей сверху каждой банки размещена заливная горловина для контроля уровня электролита или доливки дистиллированной воды при эксплуатации. В нее вворачиваются пробка, которая предохраняет внутренние полости банки от попадания загрязнений и одновременно не дает выливаться электролиту при наклонах АКБ.

Поскольку при мощном заряде возможно бурное выделение газов из электролита (а этот процесс возможен при интенсивной езде), то в пробках делаются отверстия для предотвращения повышения давления внутри банки. Через них выходят кислород и водород, а также пары электролита. Подобные ситуации, связанные с чрезмерными токами заряда, желательно избегать.

На этом же рисунке показано соединение элементов между банками и расположение пластин-электродов.

Стартерные автомобильные АКБ (свинцово-кислотные) работают по принципу двойной сульфатации. На них во время разряда/заряда происходит электрохимический процесс, сопровождающийся изменением химического состава активной массы электродов с выделением/поглощением в электролит (серную кислоту) воды.

Этим объясняется повышение удельной плотности электролита при заряде и снижение при разряде батареи. Другими словами, величина плотности позволяет оценивать электрическое состояние АКБ. Для ее замера используют специальный прибор — автомобильный ареометр.

Входящая в состав электролита кислотных батарей дистиллированная вода при отрицательной температуре переходит в твердое состояние — лед. Поэтому, чтобы автомобильные аккумуляторы не замерзали в холодное время, необходимо применять специальные меры, предусмотренные правилами эксплуатации.

Какие существуют типы аккумуляторов

Современное производство для различных целей выпускает более трех десятков разнообразных по составу электродов и электролиту изделий. Только на основе лития работает 12 известных моделей.

В качестве металла электродов могут встретиться:

Они влияют на электрические выходные характеристики, а, следовательно, на область применения.

Способность выдерживать кратковременно большие нагрузки, возникающие при раскрутке коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания электродвигателями-стартерами, характерна для свинцово-кислотных АКБ. Они широко используются в транспорте, источниках бесперебойного питания и системах аварийного электроснабжения.

Стандартные (простые батарейки) обычно заменяют никель кадмиевыми, никель-цинковыми и никель-металлгидридными аккумуляторами.

А вот литий-ионные или литий-полимерные конструкции надежно работают в мобильных и компьютерных устройствах, строительном инструменте и даже электромобилях.

По виду применяемого электролита аккумуляторы бывают:

кислотными;

щелочными.

Существует классификация аккумуляторов по назначению. Например, в современных условиях появились устройства, используемые для передачи энергии — подзаряда других источников. Так называемый внешний аккумулятор выручает владельцев многих мобильных устройств в условиях отсутствия переменной электрической сети. Он способен многократно заряжать планшет, смартфон, мобильник.

Все эти аккумуляторы имеют однотипный принцип работы и подобное устройство. Например, пальчиковая литий-ионная модель, представленная на рисунке ниже, повторяет во многом конструкцию рассмотренных ранее кислотных АКБ.

Здесь мы видим те же электроды-контакты, пластины, сепаратор и корпус. Только выполнены они с учетом других условий работы.

Основные электрические характеристики аккумулятора

На эксплуатацию устройства влияют параметры:

емкость;

плотность энергии;

саморазряд;

температурный режим.

Емкостью называют максимальный заряд у аккумулятора, который он способен отдать во время разряда до наименьшего напряжения. Ее выражают в кулонах (система СИ) и ампер часах (внесистемная единица).

Как разновидность емкости существует «энергетическая емкость», определяющая энергию, отдаваемую при разряде до минимально допустимого напряжения. Она измеряется джоулями (система СИ) и ватт-часами (внесистемная единица).

Плотность энергии выражается соотношением количества энергии к весу или объему аккумулятора.

Саморазрядом считают потери емкости после заряда при отсутствии нагрузки на клеммах. Он зависит от конструкции и усиливается при нарушениях изоляции между электродами по многочисленным причинам.

Температурный режим эксплуатации влияет на электрические свойства и при серьезных отклонениях от указанной производителем нормы может вывести аккумулятор из строя. Жара и холод недопустимы, они влияют на протекание химических реакций и давление среды внутри банки.

Автомобильный аккумулятор выполняет три функции. Основанная функция АКБ — это запуск двигателя. Также, батарея питает бортовые электрические устройства — при неработающем двигателе. Вторая важная функция — возможность аварийного питания, источником которого аккумулятор выступает в случае поломки генератора. Третья функция — это достижение баланса напряжения, которое поступает от генератора. Эта функция характерна для инжекторных двигателей.

Устройство аккумулятора автомобиля существенно не меняется уже много десятилетий. Хотя развитие технологий и появление новых материалов более высокого качества способствует более надежной конструкции и работе АКБ.

Основу работы аккумулятора составляет принцип возникновения разности потенциалов — то есть, напряжения. Оно возникает между пластинами, которые погружены в раствор электролита.

АКБ — устройство, которое, в зависимости от типа и производителя, имеет определенные конструктивно-технологические различия. Но общий принцип — одинаков: все аккумуляторные батареи содержат электроды, разделенные сепараторами, и помещенные в пространство, заполненное электролитом.

Корпус

Корпус аккумулятора состоит из двух частей: основной глубокой емкости и закрывающей крышки. Она может быть оснащена горловинами с пробками или системой, при помощи которой стабилизируется давление внутри батареи, и отводится образующийся газ. Конструкция корпуса зависит от типа АКБ.

Сам корпус изготовлен из материала, к которому предъявляются большие требования прочности и безопасности. Он должен быть устойчив к воздействию агрессивных химических реагентов, переносить колебания температуры и сильную вибрацию. В большинстве современных аккумуляторов корпус сделан из полипропилена.

Внутренние отсеки

Стандартное устройство аккумуляторной батареи представляет собой контейнер, состоящий из шести секций (или, как их называют, «банок»). Каждая секция — это отдельный источник питания. Она вырабатывает порядка 2 — 2,1 В. Стандартная АКБ рассчитана на 12 В.

В каждой из ячеек находится набор (или пакет) из отдельных пластин с чередующейся полярностью. То есть, одна пластина положительная, другая отрицательная. Причем, пластины отделены друг от друга. Пластины сделаны из свинца и имеют решетчатую структуру в виде прямоугольных сот. Это облегчает нанесение них активной массы — основного рабочего реагента.

Пластины

Для увеличения прочности пластин в них добавляют сурьму. У этой технологии есть и свои недостатки: присутствие сурьмы способствует выкипанию воды из электролита. Это — основная причина, по которой практически во все типы АКБ необходимо доливать воду. Но технологии не стоят на месте. Устройство автомобильных аккумуляторов совершенствуется. Количество сурьмы в свинцовых пластинах значительно уменьшилось, благодаря чему появились малообслуживаемые и гибридные аккумуляторы.

На положительный электрод наносится двуокись свинца, на отрицательный — губчатый свинец. Внутрь заливается электролит, который является водным раствором серной кислоты.

Каждая чередующаяся пластина является электродом, имеющим противоположную полярность. Таким образом, с целью предотвращения замыкания, между каждой парой пластин располагается сепаратор. Он изготовлен из пористого пластика и не создает препятствий для циркуляции электролита внутри ячейки.

Пластин с отрицательной полярностью больше на 1 единицу, так как каждая пластина с положительным зарядом помещена между двумя отрицательными (минусовыми).

Пакет с пластинами надежно фиксируется, чтобы предотвратить смещение и деформацию. Фиксация осуществляется при помощи специального бандажа. Токовыводы пластин (плюсовые и минусовые) объединены в пары. Концентрация энергии происходит при помощи токосборников — на выводные борны аккумулятора. К ним токоприемные клеммы.

Устройство АКБ обеспечивает максимальную надежность. Современные аккумуляторы — это качественные устройства, выступающие источниками питания даже для самых мощных автомобилей.

Виды современных аккумуляторов

Современные АКБ подразделяются на два основных вида: классические и необслуживаемые. Классические существуют уже больше ста лет и описаны выше. Необслуживаемые аккумуляторные батареи были созданы всего несколько десятилетий назад. Они эффективно работают в любом, даже перевернутом, положении. Вместо жидкого электролита в них применяется гелиевый, или адсорбированный сепараторами. Устройство автомобильного аккумулятора, который является необслуживаемым, подразумевает максимальную герметичность. Для отвода газов, которые выделяются при заряде и разряде, предусмотрен специальный клапан.

Главное различие необслуживаемых АКБ от классических — в более низких разрядных и зарядных токах. Причина — в конструкции необслуживаемых батарей. При больших токах классическая АКБ активно выделяет газ и «закипает». У необслуживаемых и герметизированных батарей этого нет.

Министерство науки и образования Республики Казахстан

Актюбинский государственный университет им. К. Жубанова

Факультет: технический.

Специальность: металлургия.

Реферат.

По дисциплине: Физическая химия.

На тему: Аккумуляторы и принцип их работы.

Выполнил: студент Тихонов Тимур

Проверил(а):Байманова

Актобе 2010.

1. Свинцово-кислотный аккумулятор

2.Принцип действия

3. Устройство

4. Физические характеристики

5. Эксплуатационные характеристики

6. Эксплуатация

7. Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

8. Хранение

9. Износ свинцово-кислотных аккумуляторов

10. Электри́ческий аккумуля́тор

11. Принцип действия

12. Никель-ка́дмиевый аккумуля́тор

13. Параметры

14. Области применения

Свинцово-кислотный аккумулятор — наиболее распространенный на сегодняшний день тип аккумуляторов, изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте. Основные области применения: стартерные батареи в автомобильном транспорте, аварийные источники электроэнергии.

Принцип действия

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде. Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном.

Химическая реакция (слева-направо — разряд, справа-налево — заряд):

В итоге получается, что при разрядке аккумулятора расходуется серная кислота с одновременным образованием воды (и плотность электролита падает), а при зарядке, наоборот, вода «расходуется» на образование серной кислоты (плотность электролита растет). В конце зарядки, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При зарядке не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо ее долить.

Устройство

Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из положительных и отрицательных электродов, сепараторов (разделительных решеток) и электролита. Положительные электроды представляют собой свинцовую решётку, а активным веществом является перекись свинца (PbO 2). Отрицательные электроды также представляют собой свинцовую решётку, а активным веществом является губчатый свинец (Pb). На практике в свинец решёток добавляют сурьму в количестве 1-2 % для повышения прочности. Сейчас в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обеих пластинах, или только в положительных (гибридная технология). Электроды погружены в электролит, состоящий из разбавленной серной кислоты (H 2 SO 4). Наибольшая проводимость этого раствора при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) достигается при его плотности 1,26 г/см³. Однако на практике, часто в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29 −1,31 г/см³. (Это делается потому, что при разряде свинцово-кислотного аккумулятора плотность электролита падает, и температура его замерзания, т.о, становится выше, разряженный аккумулятор может не выдержать холода.)

В новых версиях свинцовые пластины (решетки) заменяют вспененным карбоном, покрытым тонкой свинцовой пленкой, а жидкий электролит может быть желирован силикагелем до пастообразного состояния. Используя меньшее количество свинца и распределив его по большой площади, батарею удалось сделать не только компактной и легкой, но и значительно более эффективной — помимо большего КПД, она заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов.

Физические характеристики

· Теоретическая энергоемкость: около 133 Вт·ч/кг.

· Удельная энергоемкость (Вт·ч/кг): 30-60 Вт·ч/кг.

· Удельная энергоплотность (Вт·ч/дм³): около 1250 Вт·ч/дм³.

· ЭДС заряженного аккумулятора = 2,11 В, рабочее напряжение = 2,1 В (6 секций в итоге дают 12,7 В).

· Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75 — 1,8 В (из расчета на 1 секцию). Ниже разряжать их нельзя.

· Рабочая температура: от минус 40 до плюс 40

· КПД: порядка 80-90%

Напряжение	~ Заряд
12.70 V	100 %
12.46 V	80 %
12.24 V	55 %
12.00 V	25 %
11.90 V	0 %

Эксплуатационные характеристики

· Номинальная ёмкость , показывает количество электричества, которое может отдать данный аккумулятор. Обычно указывается в ампер-часах, и измеряется при разряде малым током (1/20 номинальной емкости, выраженной в а/ч).

· Стартерный ток (для автомобильных). Характеризует способности отдавать сильные токи при низких температурах. В большинстве случаев замеряется при -18°С (0°F) в течение 30 секунд. Различные методики замера отличаются, главным образом, допускаемым конечным напряжением.

· Резервная емкость (для автомобильных). Характеризует время, в течение которого аккумулятор может отдавать ток 25А. Обычно составляет порядка 100 минут.

Эксплуатация

Ареометр может быть использован для проверки удельного веса электролита каждой секции

При эксплуатации «обслуживаемых» аккумуляторов (с открываемыми крышками над банками) на автомобиле при движении по неровностям неизбежно происходит просачивание проводящего электролита на корпус акуумулятора. Во избежание сильного саморазряда необходимо периодически нейтрализовывать электролит протиранием корпуса, например слабым раствором пищевой соды. Кроме того, особенно в жаркую погоду, происходит испарение воды из электролита, что увеличивает его плотность и может оголить свинцовые пластины. Поэтому необходимо следить за уровнем электролита и своевременно доливать дистиллированную воду.

Такие нехитрые операции вместе с проверкой автомобиля на утечку тока и периодической подзарядкой аккумулятора могут на несколько лет продлить срок эксплуатации батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

По мере снижения окружающей температуры, параметры аккумулятора ухудшаются, однако в отличие от прочих типов аккумуляторов, свинцово-кислотные снижают их относительно медленно, что не в последнюю очередь обусловило их широкое применение на транспорте. Очень приблизительно можно считать, что емкость снижается вдвое при снижении окружающей температуры на каждые 15°С начиная от +10°С, то есть, при температуре -45°С свинцово-кислотный аккумулятор способен отдать лишь несколько процентов первоначальной емкости.
Снижение емкости и токоотдачи при низких температурах обусловлено, в первую очередь, ростом вязкости электролита, который уже не может в полном объеме поступать к электродам, и вступает в реакцию лишь в непосредственной близости от них, быстро истощаясь.
Еще быстрее снижаются зарядные параметры. Фактически, начиная с, примерно -15°С, заряд свинцово-кислотного аккумулятора почти прекращается, что приводит к быстрой прогрессирующей разрядке аккумуляторов при эксплуатации в режиме коротких частых поездок (так называемый, «режим доктора»). В этих поездках аккумулятор практически не заряжается, его необходимо регулярно заряжать внешним зарядным устройством.
Считается, что не полностью заряженный аккумулятор в мороз может растрескаться из-за замерзания электролита. Однако раствор серной кислоты в воде замерзает совсем не так, как чистая вода — он постепенно густеет, плавно переходя в твердую форму. Такой режим замерзания вряд ли способен вызвать разрыв стенок незамкнутого сосуда (а банка аккумулятора — незамкнутый объем). Электролит, в массовой литературе называемый «замерзшим» фактически еще можно перемешивать.
Растрескивание стенок аккумулятора при морозах действительно бывает, но в основном является следствием изменения свойств применяемого для стенок материала, а не расширением электролита при замерзании.

Хранение

Свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо хранить только в заряженном состоянии. При температуре ниже −20 °C заряд аккумуляторов должен проводиться постоянным напряжением 2,275 В/секцию, 1 раз в год, в течение 48 часов. При комнатной температуре — 1 раз в 8 месяцев постоянным напряжением 2,35 В/секцию в течение 6-12 часов. Хранение аккумуляторов при температуре выше 30 °C не рекомендуется.

Слой грязи и накипи на поверхности аккумулятора создает проводник для тока от одного контакта к другому и приводит к саморазряду аккумулятора, после чего начинается преждевременная сульфатизация пластин и поэтому поверхность аккумулятора необходимо поддерживать в чистоте (то есть его надо мыть перед хранением) Хранение свинцово-кислотных аккумуляторов в разряженном состоянии приводит к быстрой потере их работоспособности.

При длительном хранении аккумуляторов и разряде их большими токами (в стартерном режиме), или при уменьшении ёмкости аккумуляторов, нужно проводить контрольно-тренировочные (лечебные) циклы, то есть разряд-заряд токами номинальной величины.

Износ свинцово-кислотных аккумуляторов

При использовании технической серной кислоты и недистиллированной воды ускоряются саморазрядка, сульфатация, разрушение пластин и уменьшение емкости аккумуляторной батареи.

Для автомобиля аккумуляторную батарею можно назвать вторым сердцем. Его значимость для нормальной работы так же велика, как и сам двигатель. В современном автомобильном мире осуществлялись попытки заменить аккумулятор пневматическими устройствами пуска мотора, конденсаторными накопителями, но безрезультатно.

До сих пор широко используется только три типа электрических аккумуляторов:

• свинцово-кислотный;
• литий-ионный;
• безламельный железоникелевый.

Первый был изобретен в начале 20 века и за более чем столетнюю историю устройство аккумулятора практически не изменилось, за исключением ряда усовершенствований и дополнений, позволивших оптимизировать его работу. Второй тип появился сравнительно недавно — 15-20 лет назад , темпы развития его конструкции и устройства, завоевания рынка можно назвать революционными. Третий вариант аккумулятора оказался слишком дорогим в производстве и постепенно был вытеснен первыми двумя.

Классический автомобильный аккумулятор

Своему долголетию кислотный аккумулятор обязан полному и безоговорочному доминированию двигателей внутреннего сгорания. Устройство свинцово-кислотного аккумулятора лучше всего удовлетворяло требование к безопасному источнику электроэнергии, способного кратковременно выдать ее с огромной силой тока, необходимой для запуска двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Остальные варианты устройства электрохимических элементов, даже при более высоких показателях емкости либо были не в состоянии выдержать столь мощную нагрузку, либо их производство было неоправданно, технологически сложно и обходилось значительно дороже свинцово-кислотного варианта.

Устройство классического автомобильного аккумулятора

С точки зрения теории единичная банка аккумулятора представляет собой систему двух электродов, один из которых — катод или минусовый электрод, выполнен в виде тонкой свинцовой пластины с пористой поверхностью, второй называемый анодом — положительный электрод в виде тонкой свинцовой сетки с запрессованной активной пористой массой из окиси свинца.

В устройстве электроды погружены в раствор серной кислоты — электролит, плотностью , дающей максимальный уровень накопления энергии. Анод и катод приближены друг к другу на минимальное расстояние и разделены тонким пластиковым сепаратором.

Как накапливается электрический заряд в аккумуляторе

Зарядка аккумулятора автомобиля осуществляется постоянным током строго определенного напряжения и тока. Для стандартного 12В-го аккумулятора, заряд проводится напряжением в 13,5-14,2 В с силой тока равной десятой части емкости.

При зарядке, под действием постоянного тока на свинцовом аноде выделяется комплексное соединение из недоокисленного металлического свинца и связанных ионов серной кислоты из электролита. На катоде — отрицательном электроде, выделяется перекись свинца Pb 2 O 5 . Из-за связывания части ионов серной кислоты плотность электролита в процессе накопления заряда падает. Напряжение на ячейке устройства устанавливают не выше 2,2В, чтобы обеспечить накопление необходимых ионов и предупредить бесполезное разложение воды на кислород и водород.

При замыкании внешней цепи на контакты происходит быстрое разложение накопленных солей и соединений с выделение на электродах огромного количества электрической энергии. Плотность электролита возрастает по мере разряда аккумуляторной батареи.

Недостатки и преимущества устройства аккумулятора автомобиля

В устройстве свинцово-кислотного аккумулятора его природой заложено ряд пороков, делающих устройство капризным и чувствительным к определенным условиям эксплуатации:

• ограниченное число циклов разряд-заряд;
• необратимые процессы сульфатации пластин, значительно снижающие его емкость и срок службы;
• малая механическая прочность электродов, возникновение замыкания анода и катода из-за осыпающейся электродной массы или разрушения сепаратора;
• выход из строя при регулярном перезаряде или длительном хранении устройства в разряженном состоянии.

Сульфатация серьезно уменьшает ресурс батареи автомобиля. Комплексные сернокислотные соли свинца, отлагающиеся на катоде, под воздействием выделяющегося свободного кислорода и водорода переходят в слаборастворимое соединение — сульфат свинца, насмерть закупоривающее поры катода и делающее его неработоспособным.

Современные новации в устройстве аккумуляторной батареи

Попытки устранить основные недостатки в конструкции аккумулятора автомобиля привели к созданию новых сплавов свинца, более стойких к агрессивному воздействию кислоты. Применение легирующих добавок кальция, олова, никеля позволили снизить саморазряд и потери воды до минимально возможного уровня. В днище корпуса устройства стали применяться ловушки для накопления частиц активной массы электродов, что в значительной мере снизило риск замыкания анода и катода в придонной части.

Устройство батареи автомобиля изменилось, она получила статус необслуживаемой. Теперь, по замыслу производителя, устройство не требует контроля уровня воды в банках аккумулятора и плотности электролита, как это было в старых моделях. В устройстве батареи появились приспособления в виде поплавкового индикатора-глазка, меняющего свой цвет в зависимости от состояния заряда.

Перспективные решения

Среди новшеств, появившихся в устройстве сравнительно недавно и призванных улучшить характеристики свинцово-кислотной батареи автомобиля можно отметить:

• использование гелеобразных видов аккумуляторного электролита на основе соединений кремния. Нулевая потеря воды и хорошие эксплуатационные качества позволяют использовать такие устройства даже в салонах автомобилей;
• применение электронных диагностических чипов, позволяющих тонко и дозированно вмешиваться в работу каждой банки устройства;
• применение графита и углерода для формирования основы положительного и отрицательного электродов, что сделает батарею автомобиля легче и компактнее.

Безламельные железоникелевые аккумуляторы со щелочным электролитом

Была разработана и внедрена идея стартерных аккумуляторов на основе щелочного электролита и электродами из прессованного порошка никеля и железа. Хорошо известна модель серии СЖН -50, выпускавшаяся в Советском Союзе ограниченными партиями для военной техники. Устройство батареи обладало хорошими характеристиками:

• высокий ресурс, количество циклов заряд-разряд достигло 1000, что превысило ресурс кислотного;
• малая чувствительность к условиям эксплуатации;
• длительный перезаряд или хранение в разряженном состоянии не оказывали столь пагубного влияния на состояние устройства.

В устройстве использовалось большое количество дефицитного никеля, производство аккумулятора было сложным и нерентабельным.

Интересно! Практика эксплуатации советских щелочных аккумуляторов для автомобиля, показала возможность использования таких батарей в течении 15-20 лет при расчетном 10-летнем периоде, с условием тщательного соблюдения правил эксплуатации.

Современные ионно-литиевые автомобильные аккумуляторы

Массовое применение литиевых аккумуляторов на автомобиле ассоциируется с современными электромобилями, где подобное устройство широко применяется из-за высоких параметров емкости и малого веса. На рынке представлены вспомогательные ионно-литиевые аккумуляторы, предназначенные для быстрого заряда основного аккумулятора. Есть ряд устройств, оснащенных блоком ионисторов, позволяющих запускать двигатели с рабочим объемом не более 500 см 3 .

Стоимость свинцово-кислотного аккумулятора, емкостью до 70 Ач, будет чуть более сотни долларов, аналогичный ионно-литиевый вариант по цене превысить конкурента в 10 и более раз.

Важно! Ионно-литиевый аккумулятор невероятно чувствителен к перезарядке и требует точной работы электронного блока управления. При неисправном чипе возможны случаи его возгорания.

Видео устройства аккумулятора:

Недавно я писал статью – , вам статья понравилась много положительных отзывов (за что вам спасибо), лайков и просмотров. Как обычно это бывает, посыпалось много дополнительных вопросов и особенно много от новичков. Многие задают – а как вообще работает батарея автомобиля? Какой принцип действия и для чего она вообще нужна? Конечно, вопросов гораздо больше (я их ВСЕ постараюсь осветить немного позже), но первым отвечу новичкам, причем эта информация как я считаю ключевая – дает понимание об электропитании машины. Опять же расскажу простым и доступным языком, так что читайте …

Что и говорить, аккумулятор (иногда буду сокращать АКБ – аккумуляторная батарея) это электрическое сердце наших авто. Сейчас с компьютеризацией машин его роль становится все значимее. Однако если вспомнить основные функции, то их можно выделить всего три:

• При выключенном состоянии питание электрических цепей нужных для авто, например бортовой компьютер, сигнализация, часы, настройки (как приборной панели, так, даже и сидений, ведь они на многих иномарках регулируются электричеством).
• Запуск двигателя. Основная задача – без батареи вы не запустите мотор.
• При больших нагрузках, когда генератор не справляется, подключается аккумулятор и отдает накопившуюся в нем энергию (но такое бывает крайне редко), если только генератор уже на последнем вздохе.

С функциями определились – теперь давайте вспомним устройство, как и из чего он состоит.

Устройство аккумулятора автомобиля

Знаете, первая свинцовая батарея появилась еще в 1859 году (изобрел француз Гастон Плантэ). И за свои полторы сотни лет она мало в чем изменилась. Правда, для аккумулятора машины используют несколько подключенных последовательно элементов.

ИТАК : Автомобильная батарея (АКБ) обычно состоит из 6 последовательно подключенных элементов. Каждый элемент считается независимым, то есть если его отключить он будет работать автономно – выдавая примерно 2,1 — 2,2В. Если представить одну ячейку в разрезе это будет – плоская и прямоугольная, герметичная «банка» — именно так ее называют. Как вы догадались если 2,1В умножить на «6», то получится 6 Х 2,1 = 12,6В, это нормальное общее напряжение в заряженном состоянии.

В каждую помещены свинцовые пластины и залит (основанной на серной кислоте). Пластины разбиты по отдельным группам – плюсовые и минусовые. Они не примыкают друг к другу, хотя и находятся рядом, между ними проложены диэлектрические элементы — обычно это пластиковые или прорезиненные листы. Если минусовые и плюсовые пластины соприкоснуться, то батарея работать не будет – банка замкнет. Делаются пластины из свинца:

Минусовые – обычно из чистого, но пористого свинца (Pb)

Плюсовые – делаются из диоксида свинца (PbO2)

В которую они погружены, является очень хорошим проводником – по-научному электролитом, она способствует накоплению энергии.

Смысл прост — если подать на аккумулятор электрический ток, он начнет его накапливать. Затем через какое-то время (), он будет его отдавать.

Есть еще такое понятие как емкость аккумулятора – она зависит от количества – чем больше – тем больше энергии можно накопить. Измеряется в Ампер/часах (Ам/ч) — это количество Ампер, которые отдаст аккумулятор за час. Сейчас самые распространенные варианты – это 55 – 60 Ам/ч, которые применяются на большинстве легковых машин.

Как видите устройство банальное и простое, свинец + кислота, заключенные в герметичный пластиковый корпус (пластиковый потому что не вступает в реакцию с кислотой). При большом желании, можно сделать дома – если есть свинец и кислота.

НУ что же переходим к работе на автомобиле.

Работа АКБ на машине

Чтобы запустить двигатель его нужно «раскрутить» и подать искру на сжатое топливо. Крутит двигатель такое устройство как стартер, а генерируют искру катушки зажигания, после чего она идет . И для того и для другого действия нужен электрический ток – его то и дает аккумулятор автомобиля, это его самая главная задача, запомните запуск двигателя, все остальное второстепенно.

Как это происходит – при помощи химической реакции внутри батареи вырабатывается электрический ток. Вы садитесь и поворачиваете ключ зажигания – сразу же на генератор подается энергия, входит в зацепление с и начинает вращаться – к маховику подсоединен коленвал, который в свою очередь начинает толкать поршни – далее в высшей точке (сжатие) – происходит подача искры (опять же от аккумулятора) – топливо поджигается и двигатель запускается.

После от генератора начинает идти зарядка, которая восполняет (заряжает) потерю энергии аккумулятора.

Что еще хочется отметить – при разряде батареи на пластинах начинает образовываться сульфат свинца (по сути его соль), это нормально, обычная химическая реакция, чем больше отдается энергии, тем больше этого налета. Чем больше соли, тем менее концентрированный электролит, падает выработка энергии.

Но стоит вам подключить АКБ на зарядку, то процесс идет в обратном направлении – соли начинают растворяться в электролите, концентрация восстанавливается, что способствует накоплению энергии. После зарядки выработка электрического тока восстанавливается.

Почему батарея автомобиля может выйти из строя?

Как не прискорбно — нет ничего вечного, вот и АКБ со временем изнашивается. Конечно, если вы его используете правильно, то он прослужит достаточно долго, но уже через 4 – 5 лет (иногда 6), нужна замена. Так почему же умирает батарея?

Все просто – основная причина это , если разрядить – совсем, да еще и долго не заряжать то пластины покрываются солями гораздо плотнее. Их рабочая поверхность падает, а соответственно будет падать и , он уже не сможет выдерживать большие нагрузки.

Вторая причина это банально износ. Со временем от множества циклов заряда – разряда, пластины начинают медленно осыпаться. Что также ведет к деградации батареи. Особенно сильно страдают, если испарился электролит и пластина осталась «сухой» (часто это происходит летом при высоких температурах), если будет идти зарядка, то это очень быстро «убьет» аккумулятор. Вот почему в случае с обслуживаемым аккумулятором нужно всегда проверять уровень электролита.

§42. Кислотные аккумуляторы | Электротехника

Принцип действия. Аккумулятором называется химический источник тока, который способен накапливать (аккумулировать) в себе электрическую энергию и по мере необходимости отдавать ее во внешнюю цепь. Накапливание в аккумуляторе электрической энергии происходит при пропускании по нему тока от

Рис. 158. Заряд (а) и разряд (б) аккумулятора

постороннего источника (рис. 158,а). Этот процесс, называемый зарядом аккумулятора, сопровождается превращением электрической энергии в химическую, в результате чего аккумулятор сам становится источником тока. При разряде аккумулятора (рис. 158, б) происходит обратное превращение химической энергии в электрическую. Аккумулятор обладает большим преимуществом по сравнению с гальваническим элементом. Если элемент разрядился, то он приходит в полную негодность; аккумулятор же. после разряда может быть вновь заряжен и будет служить источником электрической энергии. В зависимости от рода электролита аккумуляторы разделяют на кислотные и щелочные.

На локомотивах и электропоездах наибольшее распространение получили щелочные аккумуляторы, которые имеют значительно больший срок службы, чем кислотные. Кислотные аккумуляторы ТН-450 применяют только на тепловозах, они имеют емкость 450 А*ч, номинальное напряжение — 2,2 В. Аккумуляторная батарея 32 ТН-450 состоит из 32 последовательно соединенных аккумуляторов; буква Т означает, что батарея установлена на тепловозе, буква Н — тип положительных пластин (намазные).

Устройство. В кислотном аккумуляторе электродами являются свинцовые пластины, покрытые так называемыми активными массами, которые взаимодействуют с электролитом при электрохимических реакциях в процессе заряда и разряда. Активной массой положительного электрода (анода) служит перекись свинца PbO₂, а активной массой отрицательного электрода (катода) — чистый (губчатый) свинец Pb. Электролитом является 25—34 %-ный водный раствор серной кислоты.

Пластины аккумулятора могут иметь конструкцию поверхностного или намазного типа. Пластины поверхностного типа отливают из свинца; поверхность их, на которой происходят электрохимические реакции, увеличена благодаря наличию ребер, борозд и т. п. Их применяют в стационарных аккумуляторных батареях и некоторых батареях пассажирских вагонов.

В аккумуляторных батареях тепловозов применяют пластины намазного типа (рис. 159, а). Такие пластины имеют остов из сплава свинца с сурьмой, в котором устроен ряд ячеек, заполняемых пастой.

Ячейки пластин после заполнения пастой закрывают свинцовыми листами с большим количеством отверстий. Эти листы предотвращают возможность выпадания из пластин активной массы и не препятствуют в то же время доступу к ней электролита.

Исходным материалом для изготовления пасты для положительных пластин служит порошок свинца Pb, а для отрицательных— порошок , перекиси свинца PbO₂, которые замешиваются на водном растворе серной кислоты. Строение активных масс в таких пластинах пористое; благодаря этому в электрохимических реакциях участвуют не только поверхностные, но и глубоколежащие слои электродов аккумулятора.

Для повышения пористости и уменьшения усадки активной массы в пасту добавляют графит, сажу, кремний, стеклянный порошок, сернокислый барий и другие инертные материалы, называемые расширителями. Они не принимают участия в электрохимических реакциях, но затрудняют слипание (спекание) частиц свинца и его окислов и предотвращают этим уменьшение пористости.

Намазные пластины имеют большую поверхность соприкосновения с электролитом и хорошо им пропитываются, что способствует уменьшению массы и размеров аккумулятора и позволяет получать при разряде большие токи.

Рис. 159. Устройство пластин (а) и общий вид (б) кислотного аккумулятора: 1 — блок намазных отрицательных пластин; 2 — выводные штыри; 3 — блок панцирных положительных пластин; 4 — панцирь; 5 — активная масса; 6 — отверстие с пробкой для заливки электролита; 7 — крышка; 8 — эбонитовый сосуд; 9 — пространство для осаждения шлама

При изготовлении аккумуляторов пластины подвергают специальным зарядно-разрядным циклам. Этот процесс носит название формовки аккумулятора. В результате формовки паста положительных пластин электрохимическим путем превращается в перекись (двуокись) свинца PbO₂ и приобретает коричневый цвет. Паста отрицательных пластин при формовке переходит в чистый свинец Pb, имеющий пористую структуру и называемый поэтому губчатым; отрицательные пластины приобретают серый цвет.

В некоторых аккумуляторах применены положительные пластины панцирного типа. В них каждая положительная пластина заключена в специальный панцирь (чехол) из эбонита или стеклоткани. Панцирь надежно удерживает активную массу пластины от осыпания при тряске и толчках; для сообщения же активной массы пластин с электролитом в панцире делают горизонтальные прорези шириной около 0725 мм.

Для предотвращения замыкания пластин посторонними предметами (щупом для измерения уровня электролита, устройством для заливки электролита и др.) пластины в некоторых аккумуляторах покрывают полихлорвиниловой сеткой.

Для увеличения емкости в каждый аккумулятор устанавливают несколько положительных и отрицательных пластин; одноименные пластины соединяют параллельно в общие блоки, к которым приваривают выводные штыри. Блоки положительных и отрицательных пластин обычно устанавливают в эбонитовом аккумуляторном сосуде (рис. 159,б) так, чтобы между каждыми двумя

Рис. 160. Прохождение через электролит положительных и отрицательных ионов при разряде (а) и заряде (б) кислотного аккумулятора

пластинами одной полярности располагались пластины другой полярности. По краям аккумулятора ставят отрицательные пластины, так как положительные пластины при установке по краям склонны к короблению. Пластины отделяют одну от другой сепараторами, выполненными из микропористого эбонита, полихлорвинила, стекловойлока или другого изоляционного материала. Сепараторы предотвращают возможность короткого замыкания между пластинами при их короблении.

Пластины устанавливают в аккумуляторном сосуде так, чтобы между их нижней частью и дном сосуда имелось некоторое свободное пространство. В этом пространстве скапливается свинцовый осадок (шлам), образующийся вследствие отпадания отработавшей активной массы пластин в процессе эксплуатации.

Разряд и заряд. При разряде аккумулятора (рис. 160, а) положительные ионы H₂+ и отрицательные ионы кислотного остатка
S0₄-, на которые распадаются молекулы серной кислоты H₂S0₄ электролита 3, направляются соответственно к положительному
1 и отрицательному 2 электродам и вступают в электрохимические реакции с их активными массами. Между электродами возникает
разность потенциалов около 2 В, обеспечивающая прохождение электрического тока при замыкании внешней цепи. В результате
электрохимических реакций, возникающих при взаимодействии ионов водорода с перекисью свинца PbO₂ положительного
электрода и ионов сернокислого остатка S0₄— со свинцом Pb отрицательного электрода, образуется сернокислый свинец PbS0₄ (сульфат свинца), в который превращаются поверхностные слои активной массы обоих электродов. Одновременно при этих реакциях образуется некоторое количество воды, поэтому концентрация серной кислоты понижается, т. е. плотность электролита уменьшается.

Аккумулятор может разряжаться теоретически до полного превращения активных масс электродов в сернокислый свинец и истощения электролита. Однако практически разряд прекращают гораздо раньше. Образующийся при разряде сернокислый свинец представляет собой соль белого цвета, плохо растворяющуюся в электролите и обладающую низкой электропроводностью. Поэтому разряд ведут не до конца, а только до того момента, когда в сернокислый свинец перейдет около 35 % активной массы. В этом случае образовавшийся сернокислый свинец равномерно распределяется в виде мельчайших кристалликов в оставшейся активной массе, которая сохраняет еще достаточную электропроводность, чтобы обеспечить напряжение между электродами 1,7—1,8 В.

Разряженный аккумулятор подвергают заряду, т. е. присоединяют к источнику тока с напряжением, большим напряжения аккумулятора. При заряде (рис. 160,б) положительные ионы водорода перемещаются к отрицательному электроду 2, а отрицательные ионы сернокислого остатка S0₄— — положительному электроду 1 и вступают в химическое взаимодействие с сульфатом свинца PbS0₄, покрывающим оба электрода. В процессе возникающих электрохимических реакций сульфат свинца PbS0₄ растворяется и на электродах вновь образуются активные массы: перекись свинца PbO₂ на положительном электроде и губчатый свинец Pb — на отрицательном. Концентрация серной кислоты при этом возрастает, т. е. плотность электролита увеличивается.

Электрохимические реакции при разряде и заряде аккумулятора могут быть выражены уравнением

PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ? 2PbSO₄ + 2H₂O

Читая это уравнение слева направо, получаем процесс разряда, справа налево — процесс заряда.

Номинальный разрядный ток численно равен 0,1С_НОМ, максимальный при запуске дизеля (стартерный режим) — примерно 3С_НОМ, зарядный ток — 0,2 С_НОМ, где С_НОМ — номинальная емкость.

Полностью заряженный аккумулятор имеет э. д. с. около 2,2 В. Таково же приблизительно и напряжение на его зажимах, так как внутреннее сопротивление аккумулятора весьма мало. При разряде напряжение аккумулятора довольно быстро падает до 2 В, а затем медленно понижается до 1,8—1,7 В (рис. 161), при этом напряжении разряд прекращают во избежание повреждения аккумулятора. Если разряженный аккумулятор оставить на некоторое время в бездействии, то напряжение его снова восстанавливается до среднего значения 2 В. Это явление носит название «отдыха» аккумулятора. При нагрузке подобного «отдохнувшего» аккумулятора напряжение быстро понижается, поэтому измерение напряжения аккумулятора без нагрузки не дает правильного суждения о степени разряда.

При заряде напряжение аккумулятора быстро поднимается до 2,2 В, а затем медленно повышается до 2,3 В и, наконец, снова довольно быстро возрастает до 2,6—2,7 В. При 2,4 В начинают выделяться пузырьки газа, образующегося в результате разложения воды на водород и кислород. При 2,5 В оба электрода выделяют сильную струю газа, а при 2,6—2,7 В аккумулятор начинает как бы кипеть, что служит признаком окончания заряда. При отключении аккумулятора от источника зарядного тока напряжение его быстро снижается до 2,2 В.

Уход за аккумуляторами. Кислотные аккумуляторы быстро теряют емкость или даже приходят в полную негодность при

Рис. 161. Кривые напряжения кислотного аккумулятора при заряде и разряде

неправильной эксплуатации. В них происходит саморазряд, в результате которого они теряют свою емкость (примерно 0,5— 0,7 % в сутки). Для компенсации саморазряда неработающие аккумуляторные батареи необходимо периодически подзаряжать. При загрязнении электролита, а также крышек аккумуляторов, их выводов и междуэлементных соединений происходит повышенный саморазряд, быстро истощающий батарею.

Батарея аккумулятора должна быть всегда чистой, а выводы для предохранения от окисления покрыты тонким слоем технического вазелина. Периодически нужно проверять уровень электролита и степень заряженности аккумуляторов. Аккумуляторы должны периодически заряжаться. Хранение незаряженных аккумуляторов недопустимо. При неправильной эксплуатации аккумуляторов (разряде ниже 1,8—1,7 В, систематическом недозаряде, неправильном проведении заряда, длительном хранении незаряженного аккумулятора, понижении уровня электролита, чрезмерной плотности электролита) происходит повреждение их пластин, называемое сульфатацией. Это явление заключается в переходе мелкокристаллического сульфата свинца, покрывающего пластины при разряде, в нерастворимые крупнокристаллические химические соединения, которые при заряде не переходят в перекись свинца РbO₂ и свинец РЬ. При этом аккумулятор становится непригодным для эксплуатации.

Как работают батарейки и аккумуляторы?

Где бы вы ни были и куда бы ни пошли, вы, так или иначе, столкнетесь с батарейками или аккумуляторами. Попробуйте представить мир, в котором бы все электроприборы питались от розеток – никаких телефонов, фонариков, ноутбуков, автомобилей и прочих уже привычных благ цивилизации. Аккумуляторы повсюду: от мобильных телефонов до космических кораблей. О том, как работают эти портативные источники энергии, из чего они сделаны, и какие мифы о них правдивы, а какие – нет, мы попытаемся разобраться в этой статье.

Первые батарейки

Считается, что примитивными батарейками пользовались еще арабы во времена до нашей эры. В результате раскопок под Багдадом археологи нашли глиняные кувшины, в которых находились железные стержни в медной оболочке. Протестировав находки в лаборатории, ученые пришли к выводу, что кувшины были наполнены кислотной жидкостью, скорее всего, вином или уксусом. Для каких целей использовались подобные устройства не совсем понятно, т.к. представление об электричестве возникло спустя практически два тысячелетия, но факт остается фактом: батарейками пользовались еще до Рождества Христова.

Первый в истории стабильный химический источник питания. Автор: dpantalony

Однако первые современные батарейки появились в 1800 году благодаря итальянскому ученому Алессандро Вольте, который получил непрерывный электрический ток, поместив цинковые и медные пластины в кислоту. Это изобретение получило название Вольтов столб, а единица измерения напряжения получила название в честь его создателя. С тех пор появились новые виды батареек с усовершенствованной конструкцией и улучшенным коэффициентом полезного действия, но принцип их работы существенно не изменился: при подключении батарейки к устройству в ней происходит электрохимическая реакция и вырабатывается электричество.

По типу электрохимической реакции различают два типа химических источников питания:
1. Гальванические элементы (батарейки). Они отличаются необратимой реакцией при выработке электроэнергии, поэтому их нельзя перезарядить. Попытка перезарядить батарейку может привести к утечке щелочи или другого вещества, в зависимости от батарейки.
2. Аккумуляторы. Они отличаются обратимостью реакций при выработке электричества, поэтому их можно перезарядить. Аккумуляторы могут не только, как батарейки, преобразовывать химическую энергию в электрическую, но и наоборот.

Как работают батарейки

Оригинал: Microsoft Encarta

Главными компонентами батарейки, из которых она состоит на 90 %, являются электролит и два электрода: анод, подключенный к отрицательному полюсу (-) и катод, подключенный к положительному полюсу (+). Если подключить батарейку к электрической цепи, в ней начнут происходить окислительно-восстановительные процессы. Взаимодействуя с электролитом, материал анода начнет окисляться и выделять отрицательно заряженные частицы – электроны, – которые и образуют электрический ток. Во время работы батарейки в аноде (-) вырабатывается избыточное количество электронов, и единственным выходом для них является перемещение к положительному полюсу. Взаимодействуя с материалом катода, электроны нейтрализуются в результате реакции восстановления. Именно избыток электронов в отрицательном полюсе и их нехватка в положительном полюсе приводит к постоянному перераспределению электронов между полюсами и создает электрическое напряжение. Окислительно-восстановительные процессы протекают в батарейке постоянно, пока она подключена к электрической цепи, изменяя изначальный состав материалов анода и катода: образуются второстепенные элементы, которые препятствуют движению электронов. Это приводит батарейку в негодность.

Аккумуляторы

Аккумуляторы отличаются от батареек обратимостью химических процессов, проще говоря, возможностью перезарядки. В электрической цепи аккумулятор работает так же, как и батарейка: в аноде образуются электроны, которые перемещаются в катод, образуя электрическое напряжение. Когда материал анода истощается, электроны прекращают вырабатываться и аккумулятор садится. Вот здесь и кроется главное преимущество аккумуляторы: в отличие от батарейки, анод можно восстановить, пропустив через аккумулятор электрический ток. Естественно, это не значит, что аккумуляторы будут работать вечно, ведь материал анода в любом случае будет постепенно истощаться, но на сотню перезарядок обычного аккумулятора зачастую хватает.

В зависимости от материалов, используемых в качестве анода и катода, выделяют разные типы батареек. Каждый тип отличается производительностью, сроком эксплуатации, ценой и вредностью. К сожалению, не существует идеальных батареек, которые бы удовлетворяли пользователей всеми параметрами. О типах батареек и аккумуляторов, их преимуществах и недостатках читайте далее.

Все, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор

02,2021 сентября XNUMX г.

Введение

Когда дело доходит до аккумулятора и электрической системы автомобиля, знания — это сила. По сути, это душа вашей езды. Меньше всего вам нужно разрядить батареи и сесть на мель. Чем больше вы знаете об аккумуляторе и электрической системе, тем меньше вероятность того, что он застрянет, и поэтому нам нужно больше знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.

Средний автомобильный аккумулятор можно использовать от 3 до 5 лет, но привычки вождения и воздействие экстремальных условий сокращают срок службы аккумулятора. Быстрая диагностическая проверка для оценки температуры, при которой аккумулятор может выйти из строя. Он также может сообщить вам об оставшемся времени работы от батареи. Небольшой тест подскажет, можно ли использовать аккумулятор в обычном режиме.

Как именно работает автомобильный аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор обеспечивает необходимую электрическую энергию для питания всех электрических компонентов автомобиля. Поговорим о значительной ответственности. Без питания от аккумулятора вы могли заметить, что ваш автомобиль не заводится.

Давайте посмотрим, как работает эта мощная маленькая коробочка:

Химическая реакция заставляет ваш автомобиль работать: ваша батарея преобразует химическую энергию в электрическую энергию, необходимую для питания автомобиля, тем самым обеспечивая напряжение на стартер.

Поддерживайте стабильный ток: ваша батарея может не только обеспечивать энергию, необходимую для запуска автомобиля, но и стабилизировать напряжение (это термин для подачи энергии), чтобы двигатель работал. Многие полагаются на батареи. Назовите это «коробкой для консервных банок».

Автомобильный аккумулятор может быть небольшим, но вырабатываемой им энергии достаточно.

Есть ли какие-либо предупреждающие знаки, которые могут указывать на проблему с моей батареей?

Есть много признаков и симптомов того, что аккумулятор может нуждаться в замене:

• Медленный коленчатый вал двигателя: когда вы пытаетесь завести автомобиль, коленчатый вал двигателя вращается медленно, и время запуска больше, чем обычно. Вы могли бы лучше охарактеризовать это как шум стартапа «rur rur rur».

• Индикатор проверки двигателя: при низком уровне заряда аккумулятора иногда появляется индикатор проверки двигателя. Необычные световые индикаторы системы, например световые индикаторы проверки двигателя и низкого уровня охлаждающей жидкости, могут указывать на проблему с аккумулятором. (Это также может означать, что вам нужно больше охлаждающей жидкости).

• Низкий уровень заряда аккумулятора: корпус автомобильного аккумулятора обычно полупрозрачный, поэтому вы всегда можете обратить внимание на уровень заряда аккумулятора. Если красная и черная крышки не запечатаны, вы также можете проверить их, сняв их (большинство современных автомобильных аккумуляторов теперь герметично закрывают эти детали).

• Итог: если уровень электролита ниже, чем на внутренней свинцовой пластине (проводнике энергии), вам необходимо протестировать аккумулятор и систему зарядки. Когда уровень электролита падает, это обычно связано с перезарядкой (нагревом).

• Вздутый, раздутый батарейный отсек. Если ваш батарейный отсек похож на большую еду, это может указывать на то, что батарея сломана. Вы можете обвинить корпус батареи в перегреве, что сокращает срок службы батареи.

• Фуу, запах тухлых яиц: вы можете почувствовать резкий запах тухлых яиц (запах серы) вокруг батареи. Причина: батарея протекает. Утечка также может вызвать коррозию вокруг клемм (там, где расположены кабельные соединения + и -). Возможно, придется убрать этот мусор, иначе ваша машина может не завестись.

Срок службы батареи более 3 лет считается старым: ваша батарея может работать более трех лет, но, по крайней мере, проверяйте ее текущее состояние каждый год, когда он достигает трехлетней отметки. Срок службы батареи варьируется от трех до пяти лет, в зависимости от батареи. Однако привычки вождения, погода и частые короткие поездки (менее 20 минут) могут значительно сократить фактический срок службы автомобильного аккумулятора.

Как определить, не устарела ли моя батарея, чтобы работать?

С одной стороны, вы можете проверить код даты на крышке батарейного отсека. Этот код сообщает вам, когда аккумулятор был произведен на заводе. Или вы можете напрямую узнать у продавца дату изготовления. В среднем автомобильные аккумуляторы могут прослужить от трех до пяти лет. Обратите внимание, что вам также нужно обращать внимание на признаки низкого заряда аккумулятора, такие как медленный запуск двигателя с низким уровнем жидкости. Если аккумуляторный ящик набухает или набухает, аккумулятор пахнет тухлыми яйцами или загорается индикатор двигателя, проблема может быть за пределами кривой. Если больше трех лет, считайте, что пришло время для пристального наблюдения.

Неисправный аккумулятор повредит систему зарядки или стартер?

Вы делаете ставку. Если ваша лодыжка слаба, вы склонны чрезмерно компенсировать это и увеличивать вес и давление на здоровую лодыжку. Это та же концепция низкого заряда батареи. Когда ваша батарея разряжена, ваша машина в конечном итоге подвергнет дополнительную нагрузку здоровым деталям. Это может повлиять на систему зарядки, пусковой двигатель или пусковой электромагнитный клапан.

Эти компоненты могут выйти из строя, потому что они потребляют слишком много напряжения, чтобы компенсировать недостаток заряда батареи. Если эта проблема не будет решена, что повлияет на работу автомобильного аккумулятора, вы можете заменить дорогие электронные компоненты, что обычно происходит без предупреждения.

Откуда вы знаете, что ваш генератор не обеспечивает достаточную мощность для работы вашей батареи?

Начнем с очевидных симптомов:

• Иметь электрическую систему. Странные мигающие или предупреждающие огни, такие как мигание «Check Engine», исчезают, а затем снова появляются. Когда автомобильный аккумулятор почти разряжен и подавать питание трудно, все эти отказы обычно начинают происходить. Если генератор выйдет из строя, ваша батарея больше не будет заряжаться и расстояние будет полностью разряжено.

• Медленный кривошип. Вы заводите машину, она продолжает вращаться, а затем, наконец, заводится — или не заводится. Это может означать, что ваш генератор не заряжает аккумулятор должным образом. Если вы тоже начинаете знакомиться с имеющейся у вас электрической системой, обратитесь в ближайший сервисный центр. Ваш автомобиль может быть мертв из-за аккумулятора и генератора.

Заключение

Когда аккумулятор не заряжен (из-за неисправности генератора), все вышеперечисленное произойдет. Ваша батарея будет продолжать разряжаться. Когда он будет полностью осушен… Ну, все мы знаем, что будет дальше: машина с бордюром. Это самое важное, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.

Поделись сейчас

Назад к основам: как работает аккумулятор?

Батарея — это совокупность обычных материалов, расположенных определенным образом для производства электроэнергии по запросу. На самом деле электрическая энергия, но давайте будем простыми. Бенджамин Франклин описал четыре конденсатора как «батарею», когда он соединил их вместе в 1749 году, потому что он сравнил совокупную мощность своей лейденской ячейки с батареей артиллерийского огня. Так как же работает аккумулятор?

Как в принципе работает аккумулятор?

Принципы работы батарей изложить легко, хотя мы только начинаем наблюдать за ними с помощью нано-микроскопии.Все батареи имеют три общих черты. Это анодные электроды (отрицательный -), катодные электроды (положительный +) и электролит, который управляет взаимодействием двух электродов.

Когда мы подключаем электродные клеммы заряженной батареи через устройство с подходящим сопротивлением, одновременно происходят две вещи: ионы текут от анода к катоду через электролит, который избирательно фильтрует их. Электричество проходит через внешнее устройство до тех пор, пока внутри батареи достаточно ионов.Когда на аноде заканчиваются ионы, батарея «разряжена».

Теория батарей: Алксуб: CC 3.0

Вам может быть интересно, как аккумулятор снова работает после того, как я его перезарядлю? Когда мы подключаем зарядное устройство к электродным клеммам, электричество течет в обратном направлении. Ионы внутри ячейки возвращаются с катода на анод через электролит, пока мы это делаем.

На изображении слева от демонстрационного гальванического элемента, два полуэлемента соединены разделителем соляного мостика, который позволяет переносить ионы.

Однако этот цикл перезарядки не длится вечно. Каждый раз, когда мы перерабатываем батарею, некоторые ионы теряют свой путь в электролите. В конце концов мы достигаем точки, когда остается недостаточно ионов для работы внешнего устройства. Срок службы батареи подошел к концу. Мы должны отвезти его на станцию ​​по переработке, чтобы робот мог разделить компоненты и переработать их для новой цели — ради Земли.

Связанные

Рентгеновская микроскопия раскрывает секреты батарей

Вклад Бенджамина Франклина в производство электроэнергии

Изображение для предварительного просмотра: Литий-тионилхлоридные батареи

BU-210b: Как работает проточная батарея?

Узнайте, что нового в погружных аккумуляторных батареях

Проточная батарея — это электрическое накопительное устройство, которое представляет собой нечто среднее между обычной батареей и топливным элементом.(См. BU-210: Как работает топливный элемент?) Жидкий электролит из солей металлов прокачивается через сердечник, который состоит из положительного и отрицательного электрода, разделенных мембраной. Ионный обмен между катодом и анодом генерирует электричество.

В большинстве коммерческих проточных батарей в качестве электролита используется кислая сера с солью ванадия; Электроды изготовлены из графитовых биполярных пластин. Ванадий — один из немногих доступных активных материалов, контролирующих коррозию. Были опробованы проточные батареи, содержащие драгоценный металл, например платину, которая также используется в топливных элементах.Исследования продолжаются, чтобы найти недорогие и легкодоступные материалы.

Активируемые насосами проточные батареи лучше всего работают при размере более 20 кВтч. Считается, что они обеспечивают более 10 000 полных циклов и служат около 20 лет. Каждая ячейка вырабатывает 1,15–1,55 вольт; они соединены последовательно для достижения желаемых уровней напряжения. Батарея имеет удельную энергию около 40 Втч / кг, что напоминает свинцово-кислотную. Как и в случае с топливным элементом, плотность мощности и скорость нарастания умеренные.Это делает батарею наиболее подходящей для массового хранения энергии; меньше для электрических силовых агрегатов и выравнивания нагрузки, требующей быстрых действий.

Электролит хранится в емкостях. Для увеличения плотности энергии размеры резервуаров можно увеличить вдвое, используя готовые резервуары для хранения, при предполагаемом увеличении затрат всего на 50 процентов по сравнению с новой системой. При замене батареи электролит можно использовать повторно, что еще больше снижает затраты. Проблемными зонами являются мембраны, которые подвержены коррозии и стоят дорого; говорят, что добавки решают эту проблему.Рисунок 1 иллюстрирует концепцию проточной батареи.

Рис. 1: Проточная батарея
Электролит хранится в резервуарах и прокачивается через активную зону для выработки электроэнергии; зарядка происходит в обратном порядке. Объем электролита определяет емкость аккумулятора.

Ванадий — элемент 23 ^{-го числа} в периодической таблице Менделеева, его добывают в Китае, России и Южной Африке. Центральная Невада, поддерживаемая солнцем, вскоре может стать источником сильно окисленных крошащихся горных пород.В настоящее время 90 процентов низшего сорта ванадия используется в качестве добавки для упрочнения стали. Ученые-разработчики аккумуляторов, горнодобывающие компании и политики рады тому, что ванадий станет стратегическим металлом для «зеленой энергии». По данным RWTH, Аахен, Германия (2018), стоимость проточной батареи составляет около 350 долларов за кВтч.

Для более точной оценки стоимости проточная батарея разделена на стоимость электроэнергии и стоимость энергии. Стоимость электроэнергии может превышать 1500 долларов за кВт и состоит из штабелей, насосов, труб и силовой электроники.Стоимость энергии, состоящей из баков и электролита, составляет немногим более 300 долларов за киловатт-час.

Крупномасштабные проточные аккумуляторные батареи мощностью более 100кВт-ч используются в Японии с 1996 года. Некоторые из самых крупных современных установок могут похвастаться мощностью в несколько мегаватт, а в Японии устанавливается проточная батарея для регулирования частоты, которая будет обеспечивать колоссальную мощность 60 МВт-ч.

Наблюдается тенденция к уменьшению стоимости и размеров. Вместо того, чтобы строить гигантскую батарею, напоминающую химический завод, новые системы поставляются в контейнерах размером обычно 250 кВт · ч, которые можно складывать друг в друга.Современные проточные батареи также становятся обычным явлением в Европе.

Первый патент на проточную батарею из хлорида титана был выдан в июле 1954 года. Современная ванадиевая окислительно-восстановительная батарея была запатентована в 1986 году Университетом Нового Южного Уэльса в Австралии. Термин «окислительно-восстановительный потенциал» происходит от «переноса электрона» при восстановлении и окислении .

Батареи в портативном мире

Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Batteries in a Portable World — A Handbook on Batteries for Non-Engineers », которое доступно для заказа через Amazon.com.

Что такое аккумулятор ?; Как работает батарея?; Запишите приложение батареи; Запишите историю аккумуляторных технологий, кратко отметив год изобретения.

B7

 547 

111 1! 04 «

0»  «  «1 <14" 5 7 "2

» 1BB!  4K50 «» 

4 « 2 « # 47  «04» 

471 » 4! 47 «4!»  «

5 75 «5» 401 14

>  1440 «0»  

44 «7404 9 «5751

 1! 4J: !  « <1J

!  < "D0755!   #  "

164  «04! 

 14 «4! 4 764

«04» 4544 ! 4 «5» ? 5 = 

% 1K !  «5» B8 4

! )  1547G!  «1»  ! 

175 «! 05K5

40»  4140 «1 0 «

4BB;  4  «4! 4! 

 #  «0! 44» 47 »45 ! 1

14K5I . / 5 «

8 # » 04  «45» 5 7

1 «7» ’0 «1»   «0! ’

7 1-? 5 + BB, !  «  «

57! 1» 5!  400! 

1 4014 0 « # ! 

» 5 « 040 «47

554 «4  «0! 5»  «

7»  75!  «7B 

54470 5

57 !  «1———07» 1 « 15

70>  5!  «7 557

;  «» !  5 «> 14

= 7 #   < # 

= 776 / ‘1 + -61! % ! 1   ‘ (! +’%  : , 

 1105! ! 

 «» 04754 «5 75 «

471 1>  (5711>  «.* / 

574HDH;  CKL4 «

M5» ; & ; !  # EA; ; & ; 

Как объяснить работу аккумулятора? — Реабилитацияrobotics.net

Как работает аккумулятор?

Аккумулятор — это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразует ее в электрическую. Химические реакции в батарее включают поток электронов от одного материала (электрода) к другому через внешнюю цепь.Поток электронов обеспечивает электрический ток, который можно использовать для работы.

Как работает батарея в классе 10?

Когда проводящий провод подсоединяется к клеммам батареи, между концами проводника создается разность потенциалов. Эта разность потенциалов создает электрическое поле по всему проводнику. Проводник содержит большое количество электронов.

Как работает автомобильный аккумулятор?

В большинстве автомобильных аккумуляторов у вас есть шесть ячеек, и, следовательно, 12-вольтовая батарея.Пластины погружены в серную кислоту, которая запускает реакцию между двумя пластинами. В результате возникает химическая реакция, в которой образуются электроны. Электроны бегают по пластинам и вырабатывают электричество.

Как работает аккумулятор постоянного тока?

Аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую с помощью химической реакции. Обычно химические вещества хранятся внутри батареи. Он используется в цепи для питания других компонентов. Батарея производит электричество постоянного тока (DC) (электричество, которое течет в одном направлении и не переключается туда и обратно).

Какой ток мы используем?

Электрический ток бывает двух видов: переменного и постоянного тока, сокращенно AC и DC. Оба типа имеют свое собственное применение с точки зрения выработки и использования электроэнергии, хотя переменный ток является более распространенным типом электрического тока в доме. এপ্রিল, ২০১৮

Какие методы используются для производства электроэнергии?

Источники выработки электроэнергии

• Hydro. Гидроэнергетика использует силу проточной воды для производства электроэнергии.
• Ядерная. Ядерная энергия возникает в результате процесса ядерного деления, в ходе которого выделяется тепло, которое используется для выработки пара, который вращает турбины для выработки электроэнергии.
• Уголь.
• Природный газ.
• Биомасса.
• Ветер.
• Масло.
• Solar.

Как работают батарейки? | Спросите доктора Вселенная

Дорогие Шерин и Жасмин,

Батареи могут питать все виды гаджетов. Чтобы узнать, как работают батареи, я решил навестить своего друга и инженера по материалам Мин-Гю Сон.Он делает батарейки в своей лаборатории в Университете штата Вашингтон.

Как вы, возможно, знаете, материалы состоят из атомов, а атомы имеют крошечные части, называемые электронами. Если вы когда-нибудь чувствовали искру при прикосновении к дверной ручке, вы чувствовали, как электроны прыгают между вашим телом и дверью.

Внутри батареи

Если вы посмотрите на батарею, возможно, такую, которую вы найдете в пульте дистанционного управления телевизором, вы можете увидеть небольшой знак минуса (-) на одном конце. Этот конец батареи называется анодом.Сонг объясняет, что анод может быть сделан из разных металлов.

В батарее анод обычно состоит из материала, который содержит много энергичных электронов, как цинк в батарее AA. Задача анода — отдать часть своих электронов.

На противоположном конце батареи находится часть, которая хочет забрать часть этих электронов. Он отмечен знаком плюс (+) и называется катодом.

Катоды также могут быть изготовлены из различных материалов, например из оксида марганца.Но эти материалы не содержат столько энергичных электронов, сколько металл, из которого состоит наш анод.

Зарядка

Третья часть батареи представляет собой жидкую или твердую смесь химикатов, называемую электролитом. Электролит содержит несколько электрически заряженных частиц, называемых ионами. У вас действительно есть электролиты в крови. Мы также можем найти их в спортивных напитках.

Если батарея просто стоит на прилавке, даже если в ней есть все эти три части, вы можете заметить, что она мало что делает.Это потому, что электролит, который иногда может быть кислым солевым раствором, блокирует движение электронов внутри батареи.

Химическая и электрическая реакция не начнется до тех пор, пока мы не прикрепим провод, например, медный, к каждому концу батареи. Электроны начнут течь.

Вы можете думать об этом как о бесконечном циклическом водопаде — множество электронов от анода начинают течь по проводу к катоду, который забирает их все, затем некоторые из ионов переносят заряды через электролит обратно к аноду, и снова вверх по проводу.Мы также можем добавить детали, такие как лампочка или мотор, вдоль провода, чтобы они работали. Когда химическая реакция завершается, мы в конечном итоге получаем разряженную батарею.

Строительство новых батарей

В лаборатории Сонга инженеры экспериментируют с различными материалами, чтобы изобрести новые, более мощные батареи. Они также ищут способы уберечь некоторые батареи от сгорания, создавая еще более безопасные батареи для использования в будущем.

Только представьте, без батарей нам пришлось бы подключать всю нашу электронику с помощью проводов и шнуров.Повсюду кошек можно было бы развлекать, но это, вероятно, превратилось бы в большой беспорядок. Батареи помогают нам накапливать энергию в виде химикатов, поэтому мы можем использовать все виды гаджетов.

С уважением,
Доктор Вселенная

План урока

Batteries: Как работает батарея?

Оценка: 07

CCSS.ELA-Literacy.L.7.4d

Проверьте предварительное определение значения слова или фразы (например, проверив предполагаемое значение в контексте или в словаре).

Оценка: 08

CCSS.ELA-Literacy.L.8.4a

Используйте контекст (например, общее значение предложения или абзаца; положение или функцию слова в предложении) как ключ к разгадке значения слова или фразы.

Оценка: 09, 10

CCSS.ELA-Literacy.L.9-10.4a

Используйте контекст (например, общее значение предложения, абзаца или текста; положение слова или функцию в предложении) как ключ к разгадке значения слова или фразы.

Класс: 05

CCSS.ELA-Literacy.RI.5.10

К концу года самостоятельно и умело читать и понимать информационные тексты, в том числе тексты по истории / обществознанию, естествознанию и технические тексты в верхней части диапазона сложности текста 4–5 классов.

Класс: 05

CCSS.ELA-Literacy.RI.5.3

Объяснять отношения или взаимодействия между двумя или более людьми, событиями, идеями или концепциями в историческом, научном или техническом тексте на основе конкретной информации в тексте.

Оценка: 06

CCSS.ELA-Literacy.RI.6.7

Интегрируйте информацию, представленную в различных носителях или форматах (например, визуально, количественно), а также в словах, чтобы развить последовательное понимание темы или проблемы.

Оценка: 07

CCSS.ELA-Literacy.RI.7.1

Приведите несколько текстовых свидетельств в поддержку анализа того, что прямо говорится в тексте, а также выводов, сделанных из текста.

Оценка: 07

CCSS.ELA-Literacy.RI.7.7

Сравните и сопоставьте текст с аудио-, видео- или мультимедийной версией текста, анализируя изображение предмета на каждом носителе (например, как доставка речи влияет на воздействие слов).

Оценка: 08

CCSS.ELA-Literacy.RI.8.1

Приведите текстовые свидетельства, которые наиболее убедительно подтверждают анализ того, что в тексте явно говорится, а также выводы, сделанные из текста.

Оценка: 08

CCSS.ELA-Literacy.RI.8.3

Проанализируйте, как текст устанавливает связи и различия между людьми, идеями или событиями (например, посредством сравнений, аналогий или категорий).

Оценка: 08

CCSS.ELA-Literacy.RI.8.7

Оцените преимущества и недостатки использования различных средств (например, печатного или цифрового текста, видео, мультимедиа) для представления конкретной темы или идеи.

Оценка: 06, 07, 08

CCSS.ELA-Literacy.RST.6-8.1

Приводите конкретные текстовые свидетельства в поддержку анализа научных и технических текстов.

Оценка: 06, 07, 08

CCSS.ELA-Literacy.RST.6-8.2

Определите центральные идеи или выводы текста; предоставить точное изложение текста, отличное от предшествующих знаний или мнений.

Оценка: 06, 07, 08

CCSS.ELA-Literacy.RST.6-8.3

Точно соблюдайте многоступенчатую процедуру при проведении экспериментов, измерений или технических задач.

Оценка: 06, 07, 08

CCSS.ELA-Literacy.RST.6-8.4

Определите значение символов, ключевых терминов и других слов и фраз, относящихся к предметной области, когда они используются в конкретном научном или техническом контексте, относящемся к текстам 6–8 классов и темам .

Оценка: 06, 07, 08

CCSS.ELA-Literacy.RST.6-8.7

Интегрируйте количественную или техническую информацию, выраженную словами, в текст с версией этой информации, выраженной визуально (например,g., в блок-схеме, диаграмме, модели, графике или таблице).

Оценка: 06, 07, 08

CCSS.ELA-Literacy.RST.6-8.9

Сравните и сопоставьте информацию, полученную в результате экспериментов, моделирования, видео или мультимедийных источников, с информацией, полученной при чтении текста на ту же тему.

Оценка: 09, 10

CCSS.ELA-Literacy.RST.9-10.10

К концу 10-го класса самостоятельно и на высоком уровне читать и понимать научно-технические тексты из диапазона сложности текста 9–10-х классов.

Оценка: 09, 10

CCSS.ELA-Literacy.RST.9-10.2

Определите центральные идеи или выводы текста; проследить текст объяснения или изображения сложного процесса, явления или концепции; дайте точное изложение текста.

Оценка: 09, 10

CCSS.ELA-Literacy.RST.9-10.4

Определите значение символов, ключевых терминов и других слов и фраз, относящихся к предметной области, по мере их использования в конкретном научном или техническом контексте, относящемся к текстам 9–10 классов и темам .

Оценка: 09, 10

CCSS.ELA-Literacy.RST.9-10.5

Проанализируйте структуру отношений между концепциями в тексте, включая отношения между ключевыми терминами (например,г., сила, трение, сила реакции, энергия ).

Класс: 04

CCSS.ELA-Literacy.SL.4.2

Перефразируйте части прочитанного вслух текста или информации, представленной в различных носителях и форматах, в том числе визуально, количественно и устно.

Оценка: 06

CCSS.ELA-Literacy.SL.6.2

Интерпретируйте информацию, представленную в различных носителях и форматах (например, визуально, количественно, устно), и объясните, как она влияет на изучаемую тему, текст или проблему.

Оценка: 07

CCSS.ELA-Literacy.SL.7.2

Проанализируйте основные идеи и вспомогательные детали, представленные в различных носителях и форматах (например, визуально, количественно, устно), и объясните, как идеи проясняют изучаемую тему, текст или проблему.

Как работают электромобили? | Объяснение электрических двигателей

Как работает двигатель электромобиля?

Электромобили работают, подключаясь к зарядной точке и забирая электроэнергию из сети. Они хранят электричество в аккумуляторных батареях, которые приводят в действие электродвигатель, который вращает колеса. Электромобили ускоряются быстрее, чем автомобили с традиционными топливными двигателями, поэтому им легче управлять.

Как работает зарядка?

Вы можете зарядить электромобиль, подключив его к общественной зарядной станции или к домашнему зарядному устройству. В Великобритании есть множество зарядных станций, чтобы оставаться полностью заряженными, пока вы в пути. Но чтобы получить лучшую сделку для домашней зарядки, важно выбрать правильный тариф на электроэнергию для электромобилей, чтобы вы могли тратить меньше денег на зарядку и больше экономить на своих счетах.

электромобилей и их диапазон

Как далеко вы можете проехать с полной зарядкой, зависит от автомобиля.У каждой модели разный диапазон, размер батареи и эффективность. Идеальный электромобиль для вас — это тот, который вы можете использовать в обычных поездках, не останавливаясь и не заряжаясь на полпути. Изучите наши варианты лизинга электромобилей.

Какие типы электромобилей существуют?

Есть несколько различных типов электромобилей (EV). Некоторые работают исключительно на электричестве, это называется чистыми электромобилями. А некоторые также могут работать на бензине или дизельном топливе, это называется гибридными электромобилями.

• Электрический подключаемый модуль — это означает, что автомобиль работает исключительно на электричестве и получает всю свою мощность, когда он подключен к сети для зарядки. Этому типу не нужен бензин или дизельное топливо для работы, поэтому он не производит никаких выбросов, как традиционные автомобили.
• Подключаемый гибрид — Эти автомобили в основном работают на электричестве, но также имеют традиционный топливный двигатель, поэтому вы также можете использовать бензин или дизельное топливо, если они разрядятся. Когда они работают на топливе, эти автомобили будут производить выбросы, но когда они работают на электричестве, они не будут.Подключаемые гибриды могут быть подключены к источнику электричества для подзарядки их батареи.
• Гибрид-электрический — Они работают в основном на топливе, таком как бензин или дизельное топливо, но также имеют электрическую батарею, которая заряжается за счет рекуперативного торможения. Они позволяют переключаться между использованием топливного двигателя и режимом «EV» одним нажатием кнопки. Эти автомобили нельзя подключить к источнику электричества и использовать бензин или дизельное топливо для получения энергии.

Какие внутренние части у электромобиля? У электромобилей

на 90% меньше движущихся частей, чем у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.Вот разбивка деталей, которые обеспечивают движение электромобиля:

• Электрический двигатель / Moto r — обеспечивает вращение колес. Это может быть тип DC / AC, однако чаще встречаются двигатели переменного тока.
• Инвертор — преобразует электрический ток в форме постоянного тока (DC) в переменный ток (AC)
• Трансмиссия — электромобили имеют односкоростную трансмиссию, которая передает мощность от двигателя на колеса.
• Аккумуляторы — Накопите электроэнергию, необходимую для работы электромобиля.Чем выше мощность батареи, тем выше диапазон.
• Зарядка — Подключите к розетке или зарядному устройству электромобиля для зарядки аккумулятора.

Аккумуляторы для электромобилей — объяснение емкости и кВтч

Киловатт (кВт) — это единица мощности (сколько энергии требуется устройству для работы). Киловатт-час (кВтч) — это единица энергии (показывает, сколько энергии было использовано), например 100-ваттная лампочка потребляет 0,1 киловатта каждый час. В среднем дом потребляет 3 100 кВтч энергии в год.Электромобиль потребляет в среднем 2000 кВтч энергии в год.

Зарядка электромобиля

Как заряжать электромобиль?

Электромобиль можно зарядить, подключив его к розетке или подключив к зарядному устройству. В Великобритании есть множество зарядных станций, чтобы оставаться полностью заряженными, пока вы в пути. Есть три типа зарядных устройств:

Трехконтактный штекер — стандартный трехконтактный штекер, который можно подключить к любой розетке на 13 ампер.

Socketed — точка зарядки, к которой можно подключить кабель типа 1 или типа 2.

На привязи — точка зарядки с кабелем, подключенным к разъему типа 1 или типа 2.

Сколько времени нужно для зарядки электромобиля?

Есть также три скорости зарядки электромобилей:

• медленная — обычно до 3 кВт. Часто используется для зарядки ночью или на рабочем месте. Время зарядки: 8-10 часов.
• Fast — обычно мощностью 7 кВт или 22 кВт. Обычно устанавливаются на автостоянках, в супермаркетах, развлекательных центрах и в домах с парковкой во дворе. Время зарядки: 3-4 часа.
• Rapid — обычно от 43 кВт. Совместим только с электромобилями с возможностью быстрой зарядки. Время зарядки: 30-60 минут.

Зарядка в разные сезоны

Погода влияет на то, сколько энергии потребляет ваш электромобиль.У вас есть больший диапазон летом и меньший диапазон зимой.