1. Що таке акумулятор?
2. Свинцево-кислотні акумулятори
3. технологічні тонкощі
4. Головний параметр акумуляторної батареї - ємність

Вітаю, друзі!

Всі ми чули про акумулятор, які здатні накопичувати (акумулювати) електричну енергію, чи не так?

Що таке акумулятор?

Акумулятор - це первинне джерело електроживлення. До первинних джерел відносяться, наприклад, і літієві елементи 2032, які є в кожному комп'ютері. Ці елементи живлять мікросхему CMOS, яка зберігає настройки BIOS Setup комп'ютера. На відміну від акумулятора, відновити запас енергії в таких елементах неможливо.

Існують і вторинні джерела електроживлення, до яких відноситься, зокрема, блок живлення комп'ютера . Вторинним джерелом комп'ютерний блок живлення є тому, що виконує перетворення первинного джерела - мережевого змінної напруги 220 В.

Енергія в акумуляторі утворюється в результаті оборотного хімічної взаємодії матеріалу електродів і електроліту. Заповнити витрачений запас енергії в акумуляторі можна, пропусти через нього зарядний струм. Відзначимо, що існує кілька типів акумуляторів. Наприклад, в ноутбуках застосовуються літій-іонні, які володіють кращим співвідношенням енергія / вага.

Свинцево-кислотні акумулятори

У джерелах безперебійного живлення ( UPS або ІБП) застосовуються свинцеві кислотні акумулятори.

Свинцевий кислотний акумулятор являє собою дві пластини, що містять в собі свинець і занурені в електроліт - розчин на основі сірчаної кислоти.

Вся ця конструкція укладена в пластиковий корпус.

Вона містить кілька «банок», з'єднаних послідовно. Кожна «банку» після заряду має напругу близько 2,2 В, яке поступово знижується в процесі експлуатації.

В акумуляторах для ДБЖ послідовно з'єднані зазвичай 6 елементів.

Протягом деякого часу можна насолоджуватися життям. Напруга в мережі скаче або пропадає, ІБП періодично перемикається на живлення від акумулятора. І ми, попльовуючи з високої вежі, не бачимо для себе ніяких незручностей.

Однак будь-яка кислотна акумуляторна батарея має обмежене число циклів «заряд-розряд». Вона поступово старіє, і в ній з часом відбуваються незворотні зміни, зокрема, сульфатация пластин електродів.

технологічні тонкощі

При заряді на позитивних пластинах виділяється кисень і відбувається електроліз (розкладання) води, що міститься в електроліті. Тому в «звичайних» акумуляторах (які застосовуються, зокрема, в автомобілях) доводиться відкривати спеціальну пробку для відводу газів. Це, прямо скажемо, незручно - кожен раз перевіряти щільність електроліту, доливати воду, закривати пробку ...

Тому були придумані спеціальні технології утилізації виділяється при заряді кисню. Щоб утилізувати кисень, треба доставити його бульбашки до негативного електроду, де він ступить в реакцію зі свинцем. Це досягається двома способами:

• використанням сепаратора з дрібними осередками зі спеціального синтетичного матеріалу,
• загущенням електроліту спеціальними добавками.

В останньому випадку електроліт приймає гелевидний стан і не випливає, навіть якщо перевернути акумулятор «догори ногами». Сепаратор і гель утримують повітря, і бульбашки кисню благополучно досягають негативного електрода, так як дифузія в газі відбувається набагато швидше, ніж в рідині.

Якщо виділився при заряді кисень утилізований, втрати води в електроліті не відбувається і доливати її не треба. Зручність обслуговування підвищується, але кількість циклів «заряд-розряд» все одно залишається обмеженим.

Головний параметр акумуляторної батареї - ємність

Акумулятори характеризуються таким параметром, як ємність.

Ємність акумулятора - це здатність накопичувати електричний заряд. Вона вимірюється в ампер-годинах (A * h). В ДБЖ найбільш широко застосовуються акумулятори з напругою 12 В і ємністю 5, 7 і 12 A * h.

Значення ємності найчастіше наводиться для часу розряду 10 або 20 годин. Так, батарея ємністю 7 A * h може забезпечити протягом 10 годин розрядний струм в 0,7 А. При цьому акумуляторна батарея розрядиться до на напруги приблизно 1,7 В на елемент (або до напруги близько 10,4 В для всього пристрою) .

Після цього в акумуляторі залишається ще енергія, і він може її віддати. Але це буде вже режим глибокого розряду, що сильно скорочує термін життя джерела.

Фірма-виробник зазвичай обумовлює число циклів «заряд-розряд» при 100% розряді, тобто до того часу, поки батарея не віддасть всю свою ємність (в даному випадку - 7 A * h). При частковому розряді (тобто коли він віддає не всю свою ємність, а меншу величину) в кожному циклі - число циклів збільшується. І це відрадний факт!

Слід зазначити, що цифра ємності наводиться саме для 10 або 20 годин розряду. При менших часи розряду і, відповідно, більших розрядних токах він віддасть тільки частину своєї ємності. І залежність ця нелінійна.

Наприклад, батарея GP1272 фірми CSB ємністю 7,2 A * h при 10-годинному розряді (при температурі 25 ° С) здатна віддавати струм 0,74 А.

Таким чином, її ємність навіть трохи більше заявленої - 7,4 А * h.

При часовому розряді батарея зможе віддавати струм 5,3 А, що відповідає ємності 5,3 А * h. При 15-ти хвилинному розряді батарея віддасть 15,1 А, що відповідає ємності 3,8 А * h, а при 5-ти хвилинному розряді - 29,6 А, що відповідає ємності 2,5 А * h.

Виходить, що при малих часах розряду, коли акумулятор повинен віддавати великий струм (випадок, найбільш цікавий для нас), він може віддати менше половини своєї ємності. Це сумний факт!

Закінчуючи першу частину статті, відзначимо, що, коли в мережі зникає напруга, ДБЖ працює від акумулятора, споживаючи (при наявності навантаження понад 100 Вт) більше 10 А. При потужної навантаженні може споживатися ток в десятки ампер! Вже краще було б навпаки - при великих токах розрядки акумулятор віддавав би всю свою ємність, а при малих - частина ...

У другій частині статті ми завершимо попереднє знайомство з акумуляторами . А поки що раз перечитайте першу частину, щоб цифри відклалися в голові.

З вами був Vsbot. До зустрічі на блозі!

Далі буде ...