Журнал Радио 2 номер 1947 год. Обращение с аккумуляторами

Журнал Радио 2 номер 1947 год. Обращение с аккумуляторами И. И. Спижевский 

Для питания ламп батарейных приемников. наряду с гальваническими элементами и батареями довольно часто применяются аккумуляторы — свинцовые (кислотные) и щелочные. Аккумуляторы обладают многими преимуществами по сравнению с гальваническими элементами и батареями, они дают больший ток и могут служить очень долгое время.

Однако пользование ими связано и с определенными затруднениями и неудобствами. Чтобы аккумулятор мог давать электрический ток, его предварительно нужно подвергнуть заряду, пропуская через него в определенном направлении постоянный ток от какого-либо постороннего источника — от электросети, батареи, динамомашины и т. п. Лишь после такой зарядки аккумулятор становится сам источником электричества и может непрерывно давать постоянный ток вплоть до наступления разряда, после чего аккумулятор придется опять зарядить.

Эта особенность аккумуляторов является основным их недостатком, она лишает возможности пользоваться ими для питания батарейных приемников в местах, где нет источников постоянного тока для зарядки. При наличии же возможности зарядки аккумуляторы следует предпочесть гальваническим батареям.

Аккумуляторы получают все большее применение для питания радиоприемников. Этому в значительной мере способствует распространение у нас маломощных ветродвигателей, используемых для зарядки аккумуляторов, купроксных и селеновых выпрямителей, а также появление на рынке вибропреобразователей, освобождающих от необходимости пользования анодной батареей. Все это вместе взятое в ближайшее время должно значительно расширить доступ аккумуляторам как в деревню, где еще нет местных источников постоянного тока, так и в поселки, где хотя и имеются электростанции, но работают они ограниченное число часов в сутки.

Нужно иметь, однако, в виду, что аккумуляторы, в особенности свинцовые, требуют очень внимательного и умелого обращения. Малейшие небрежности или оплошности, допущенные при заряде, разряде или уходе за аккумулятором, могут служить причиной серьезных повреждений и даже окончательной его порчи.

Поэтому каждый владелец радиоприемника, желающий пользоваться аккумуляторами, предварительно должен хорошо знать хотя бы основные правила ухода и обращения с этими источниками тока. Этим вопросам посвящается настоящая статья, излагающая правила эксплоатацни кислотных аккумуляторов.

СХЕМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КИСЛОТНОГО АККУМУЛЯТОРА

Кислотный аккумулятор чаще всего собирают в эбонитовых, стеклянных сосудах или в пластмассовых баках.

Электродами (полюсами) у него служат свинцовые пластины, вернее решетки, в отверстия (ячейки) которых впрессована так называемая активная масса — смесь свинцового сурика и глета. В качестве электролита применяют раствор химически чистой серной кислоты (H2SO4) в дистиллированной воде. Аккумулятор малой емкости (для анодной батареи) обычно имеет только две пластины: положительную и отрицательную. У аккумулятора большей емкости может быть несколько положительных и отрицательных пластин, причем последних всегда бывает на одну больше, потому что положительные пластины всегда располагаются в промежутках между отрицательными. Выводы всех положительных и всех отрицательных пластин соединяются между собою общими мостиками, к которым припаиваются зажимы (клеммы).

Такова, схема устройства кислотного аккумулятора.

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АККУМУЛЯТОРА

Рабочее напряжение одного кислотного аккумуляторного элемента (одной банки), независимо от его размеров и числа пластин, равно 2 V. В конце разряда напряжение аккумулятора понижается до 1,8 V. Допускать более глубокие разряды (ниже 1,8 V) нельзя: напряжение, быстро понижаясь, может упасть до ноля, что крайне вредно для кислотного аккумулятора и приводит к быстрой порче его пластин.

Разряженный до нормы (до 1,8 V) аккумулятор рекомендуется не позже чем через сутки поставить на зарядку.

В конце заряда напряжение у аккумулятора повышается до 2,5 — 2,7 V, но после выключения его из зарядной цепи оно начинает быстро падать и примерно через 3 часа снижается до 2 V. Это напряжение и считается рабочим напряжением аккумулятора, так как оно остается на этом уровне в течение всего времени, если аккумулятар не разряжается, и очень медленно понижается в процессе разряда, пока не достигнет 1,8 V.

Электрическая емкость аккумулятора зависит от величины общей площади поверхности его положительных пластин и толщины слоя активной массы. Поэтому, когда необходимо построить аккумулятор большой емкости, применяют пластины больших размеров, при этом берут несколько положительных и отрицательных пластин и спаивают пластины каждой группы в общие пакеты (обоймы). Этим способом общую поверхность положительных пластин (а следовательно и емкость) аккумулятора можно увеличить до любых пределов. Электрическая емкость аккумулятора, так же как и у гальванического элемента, выражается в ампер-часах.

Предельная сила разрядного и зарядного тока для кислотного (свинцового) аккумулятора не должна превышать 10 процентов его емкости, т. е. если емкость аккумулятора равна 60 амперчасам, то наибольший зарядный и разрядный ток для него не должен превышать 6 ампер и т. д. На практике же максимальную силу зарядного и разрядного тока устанавливают несколько меньшую, обычно она составляет 7 — 8 процентов от емкости. Объясняется это тем, что при более сильном зарядном токе глубоколежащие слои активной массы не подвергнутся воздействию тока и аккумулятор при разряде отдаст меньшую емкость. Кроме того, при очень сильных зарядных и разрядных токах активная масса будет разрыхляться и вываливаться из решеток пластин, в результате чего быстро износятся сами пластины (в особенности положительные) и аккумулятор придет в полную негодность.

Внутреннее сопротивление у кислотного аккумулятора очень мало. Поэтому ни в коем случае нельзя даже на мгновение замыкать его накоротко, так как через аккумулятор потечет настрлько сильный ток короткого замыкания, что пластины его могут покоробиться и замкнуться накоротко.

Эти краткие элементарные сведения о кислотном аккумуляторе должен знать и твердо помнить каждый радиолюбитель.

Эксплоатация аккумуляторов может быть подразделена на следующие основные этапы: приготовление электролита и заливка аккумуляторов, заряд и разряд и, наконец, хранение и уход.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА

Для приготовления электролита применяется только химически чистая серная кислота (H2SO4). Техническая серная кислота (так называемое купоросное масло) не пригодна для этих целей, так как она содержит вредные для аккумулятора примеси. В продаже обычно бывает концентрированная серная кислота плотностью 66° по ареометру Боме (удельный вес 1,842). Из нее и надо приготовлять для аккумуляторов раствор плотностью 24 — 25° (уд. вес 1,20 — 1,21) — в зависимости от типа аккумулятора. Необходимая плотность раствора всегда указывается в паспорте аккумулятора.

Рис. 1. Рис. 2.

Концентрированная кислота очень ядовита. Обращаться с нею нужно весьма осторожно. Она быстро растворяет многие металлы, разъедает одежду, а, попав на кожные покровы человеческого тела, причиняет тяжелые ожоги.

Хранить серную кислоту можно только в стеклянной посуде, закупоренной резиновой или стеклянной пробкой. Для приготовления же раствора можно пользоваться стеклянными банками или глиняными, покрытыми глазурью, но отнюдь не металлическими сосудами. Необходимыми принадлежностями для работы являются: ареометр Боме (прибор, служащий для измерения плотности раствора), термометр для измерения температуры раствора, стеклянная воронка, глазная капельница, резиновая спринцовка (груша), мензурка, стеклянная палочка для размешивания раствора (рис. 1, 2), стеклянный кувшин или кружка. Вся эта посуда и принадлежности должны быть абсолютно чистыми. Перед употреблением каждый предмет необходимо хорошо промыть дистиллированной водой.

Раствор приготовляют в такой последовательности.

В сосуд наливают нужное количество дистиллированной воды, затем из небольшой бутылки тонкой струйкой и небольшими порциями льют в воду концентрированную серную кислоту, размешивая раствор стеклянной палочкой. Нужно твердо запомнить, что нельзя поступать наоборот, т. е. нельзя лить воду в концентрированную серную кислоту, потому что при этом кислота начнет бурно кипеть и разбрызгиваться во все стороны. Капли серной кислоты могут попасть на руки, лицо и вызвать сильные ожоги.

При смешивании серной кислоты с водою раствор начинает сильно нагреваться. Поэтому нужно наливать кислоту в сосуд с водою небольшими дозами, чтобы раствор успевал остывать. Если же вылить сразу всю порцию серной кислоты, то температура раствора может настолько резко повыситься, что лопнет стеклянный сосуд.

Плотность раствора нужно контролировать при помощи ареометра причем если плотность низка, добавляют к раствору кислоту, если же плотность выше нужного уровня, доливают воду. Окончательное измерение плотности производится, когда температура раствора понизится до +15° Цельсия.

После этого можно приступить к заливке аккумуляторов.

В случае отсутствия ареометра можно приготовить раствор, придерживаясь следующей дозировки: на 1 л (1000 cm3) дистиллированной воды для получения плотности раствора в 22° берется 179 cm3, 24° — 206 ст3*и 25° — 217 cm3 концентрированной серной кислоты.

ПОРЯДОК ЗАЛИВКИ АККУМУЛЯТОРОВ

В большие аккумуляторы раствор наливают при помощи стеклянной воронки из кувшина или кружки в таком количестве, чтобы уровень жидкости в сосуде был на 10 — 15 mm выше аккумуляторных пластин.

Налитый электролит частично впитается в активную массу пластин, в особенности у нового аккумулятора, и поэтому уровень раствора через некоторое время заметно понизится. Следовательно, придется опять долить в каждый элемент столько раствора, чтобы достичь нормального уровня. Эта операция повторяется несколько раз на протяжении 2 — 3 часов.

Наливать в аккумулятор больше электролита, чем полагается, нельзя потому, что во время зарядки он будет разбрызгиваться и вытекать из сосудов элементов.

Процесс заливки анодных аккумуляторных батарей более сложен, эта работа довольно кропотлива и отнимает много времени. Дело в том, что такая батарея (напряжением в 80V) состоит из 40 небольших элементов, соединенных последовательно. Диаметр отверстий у сосуда очень мал. Поэтому наливать в них электролит нужно тонкой струйкой при помощи глазной капельницы, с тем чтобы жидкость успевала стекать с верхних краев пластин на дно аккумулятора, а находящийся внутри воздух мог свободно выходить наружу. В противном случае может произойти закупорка отверстий и электролит не будет поступать в сосуд.

Практически заливку удобнее всего производить так. Обрезав у глазной капельницы верхний (закрытый) конец резиновой трубки, надевают его на сосок стеклянной воронки (рис. 2). Затем, зажав двумя пальцами левой руки резинку капельницы, наливают в воронку электролит и подносят ее к аккумуляторной батарее. Вставив самый кончик соска капельницы в отверстие аккумуляторного сосуда так, чтобы он не закупоривал его, разжимают слегка пальцы левой руки. Электролит начнет тонкой струйкой течь в сосуд. Как только уровень раствора в сосуде достигнет нужной высоты, пальцами левой руки снова зажимают резиновую трубку капельницы и этим самым прекращают дальнейшее поступление электролита в сосуд. После этого переставляют капельницу в отверстие второго элемента и таким же порядком наполняют его электролитом, потом заливают следующий элемент и т.д.

Выполнять эту операцию нужно очень аккуратно, стараясь не проливать электролит на стенки сосудов или самого ящика батареи, учитывая, что серная кислота разрушает дерево, а главное, что смоченные электролитом ящик и сосуды батареи будут способствовать ее саморазряду. Поэтому пролитую кислоту нужно тщательно собрать при помощи резиновой спринцовки, а затем батарею вытереть досуха чистой тряпкой.

Заливку батареи нужно производить в строгой последовательности, чтобы по недосмотру не оставить какой-либо сосуд без электролита. По окончании заливки дают батарее постоять 2 — 3 часа, потом тщательно проверяют каждый элемент и доливают электролит в те из них, у которых уровень раствора окажется ниже верхних краев пластин. После этого батарею можно включать на заряд.

ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРОВ Рис. 3.

Заряжать аккумуляторы можно только постоянным током. Источниками такого тока, как упоминалось, могут служить осветительная электросеть, динамомашина постоянного тока, выпрямитель.

Включать аккумулятор в зарядную цепь нужно так, чтобы «плюс» аккумулятора был соединен с «плюсом», зарядной цепи, а «минус» — с «минусом» (рис. 3).

Для регулировки силы зарядного тока необходимо последовательно с аккумулятором включить какое-либо регулирующееся сопротивление (реостат). При отсутствии специального реостата в качестве ограничительного сопротивления обычно используются осветительные электролампы.

Какой силы ток потребляет та или иная электролампа, легко можно определить простым делением мощности этой лампы на рабочее ее напряжение. Так, например, лампа, потребляющая мощность в 60 ватт при напряжении сети в 120 вольт, будет пропускать ток в 0,5 А (60 ватт: 120). Когда нет под руками лампы нужной мощности, можно взять несколько ламп меньшей мощности, соединить их параллельно и затем включить такой ламповый реостат последовательно в зарядную цепь.

Для удобства обращения все патроны для электроламп монтируют на стене или на отдельной доске поблизости от места зарядки аккумуляторов (рис, 4). Патроны соединяются между собой параллельно. Включением в такой реостат большего или меньшего числа ламп можно изменять силу зарядного тока.

Для зарядки анодной батареи достаточно взять одну лампу в 40 ватт при напряжении сети в 120 V или в 60 ватт при напряжении сети в 220 V. Нужно учитывать, что разряженная анодная батарея, состоящая из 40 элементов, будет обладать напряжением около 72 V (1,8 VX40). Это напряжение будет действовать навстречу напряжению электросети. Следовательно, через выбранную нами лампу в 40 ватт при напряжении сети в 120 V будет протекать значительно меньший нормального для данной лампы ток и поэтому нить лампы будет светиться очень тускло. По мере заряда батареи напряжение ее будет все увеличиваться, а, следовательно, сила зарядного тока будет все больше падать и поэтому нить лампы почти не будет накаливаться. Чтобы не затягивать окончания заряда, рекомендуется в конце зарядки в первом случае 40-ваттную лампу заменить 60-ваттной.

Заряд аккумулятора в зависимости от установленной силы зарядного тока должен беспрерывно продолжаться в течение 12 — 15 часов и даже более.

Рис. 4.

Наступление полного заряда кислотного аккумулятора определяют по следующим признакам: напряжение каждого элемента батареи должно быть не ниже 2,5 V; электролит в каждом элементе должен интенсивно кипеть. Плотность электролита при этом повысится примерно на 3° Боме (например, с 25° до 28° Боме). Когда нет возможности проверить напряжение каждого элемента и плотность электролита, то приходится в основном руководствоваться вторым из упомянутых выше признаков, а также продолжительностью заряда. Интенсивное «кипение» электролита в каждом элементе является достаточно надежным и верным признаком наступления полного заряда кислотного аккумулятора. Нужно иметь в виду, что исправный аккумулятор начинает «закипать» лишь в последние часы заряда, причем не сразу а постепенно. Если же «кипение» электролита наступит вскоре после включения разряженного аккумулятора на заряд, то это будет служить признаком неисправности аккумулятора.

После зарядки батарею нужно тщательно вытереть досуха чистой тряпкой и при необходимости тут же можно включать ее на разряд, т. е. на работу. В течение первых 2 — 3 часов все сосуды элементов оставляются открытыми, чтобы дать свободный выход выделяющимся из электролита газам. Затем все сосуды батареи нужно хорошо закупорить резиновыми пробками, предохраняющими аккумуляторы от пыли, загрязнения и возможного расплескивания и проливания электролита.

Следует заметить, что зарядка одиночной низковольтной (накальной) аккумуляторной батареи от электросети в 120 — 220 V крайне невыгодна с точки зрения расходования электроэнергии. Так, например, на заряд 4 V батареи емкостью в 40 ампер-часов придется израсходовать энергии минимум: 4 амп.Х120Х12 час .= 5760 ватт/часов, или 57,8 гектоватт/часов.

При этом около 96% всей энергии будет затрачиваться непроизводительно на накал ламп реостата и только около 4% — на заряд самой батареи.

Ясно, что каждый радиолюбитель, чтобы избежать такой непроизводительной траты электроэнергии, должен заряжать низковольтную батарею тем током, который расходуется на освещение жилого помещения, для чего батарея включается последовательно с осветительной нагрузкой. В малых квартирах общая сила тока, потребляемого всеми лампами, может составлять всего лишь 1,5 — 2 А. Таким небольшим током, конечно, аккумулятор емкостью в 40 — 60 амперчасов невозможно зарядить в течение одного вечера. Заряжать же аккумуляторы с длительными перерывами нельзя. В подобных случаях нужно пользоваться аккумуляторами малой емкости — в 10 или 20 ампер-часов, причем желательно иметь две батареи. Тогда каждую из них по очереди можно через день подзаряжать в течение нескольких часов, пока горит в квартире свет. При таком способе на зарядку аккумуляторов фактически не будет расходоваться лишней электроэнергии.

Заряжать анодную батарею за счет осветительного тока, конечно, нельзя, потому что ограничительная лампочка будет накаливаться очень тускло. Но на заряд анодной батареи расходуется очень мало энергии, примерно около 2 гектоватт-часов, и поэтому такой ничтожный расход электроэнергии не может быть обременительным. Однако при напряжении электросети в 220 V можно поступать так: включить в качестве ограничительной лампу в 25 ватт, рассчитанную на напряжение сети в 120 V. Такая лампа в течение первых часов заряда будет гореть с заметным перекалом, так как она будет под напряжением около 150 V вместо нормальных 120 V, но затем яркость свечения постепенно будет падать и к концу заряда батареи станет нормальной. В подобных случаях и анодную батарею можно заряжать за счет той энергии, которая расходуется на освещение помещения.

УХОД ЗА АККУМУЛЯТОРАМИ

Кислотный аккумулятор требует за собой систематического и внимательного ухода и наблюдения.

Прежде всего аккумулятор должен работать и храниться в чистом и сухом помещении. Пыль, грязь и сырость способствуют саморазряду и быстрой порче аккумулятора.

Нельзя заряжать и разряжать аккумулятор током выше предельной силы, нужно избегать даже кратковременных коротких замыканий, которые гибельно отражаются на состоянии пластин аккумуляторов.

Нельзя разряжать аккумуляторы ниже нормального уровня, т. е. ниже 1,8 V для одного элемента.

Разряженный аккумулятор необходимо как можно быстрее поставить на заряд. Если оставить аккумулятор в разряженном виде более чем на 24 часа, то на поверхности пластин и в толще самой активной массы начнет образовываться сернокислый свинец (сульфат). На поверхности пластин сульфат выделяется сначала в виде белых пятен, похожих на плесень, а затем превращается в сплошной плотный белый слой. При образовании сульфата емкость аккумулятора начинает резко понижаться, а при сильной сульфатации аккумулятор совершенно перестает принимать заряд и приходит в полную негодность. Восстановить работоспособность сильно сульфатированных пластин практически невозможно.

По этой же причине надо следить, чтобы у аккумулятора уровень электролита всегда был выше верхних концов пластин.

Во время зарядки аккумуляторов вода, входящая в состав электролита, разлагается на составные части — на водород и кислород. В конце заряда водород и кислород в виде пузырьков газа выделяются в окружающее пространство. Этим и объясняется «кипение» электролита. Понятно, что вода, входящая в состав электролита, будет постепенно расходоваться. Поэтому, когда со временем в сосудах понизится уровень электролита, доливать аккумуляторы нужно только дистиллированной водой. Раствор серной кислоты доливается лишь втом случае, если электролит был пролит из аккумулятора. Тогда нормальную плотность электролита нужно подогнать точно по ареометру.

При длительном хранении заряженных аккумуляторов необходимо периодически измерять их напряжение (в особенности у анодных батарей), и как только будет обнаружено, что напряжение начало понижаться, немедленно подвергнуть аккумуляторы зарядке. Но даже если напряжение будет оставаться на нормальном уровне, после месяца хранения кислотный аккумулятор нужно поставить на подзарядку.

Когда заранее известно, что в течение очень длительного срока не придется пользоваться аккумулятором, рекомендуется разрядить его до нормального уровня (до 1,8 V для каждого элемента), вылить из сосудов электролит и хорошо промыть все элементы дистиллированной водой. В таком (сухом) виде аккумулятор можно хранить сравнительно долгое время,

Свинцовые аккумуляторы боятся сильных сoтрясений и толчков, при этом крошится активная масса из пластин, проливается электролит, а при очень сильных толчках могут обор, ваться выводы пластин, лопнуть сосуды и т. п.

Дистиллированную воду можно приготовить из чистого снега. Рекомендуется набирать его в открытом поле, в лесу, но не вблизи жилых зданий и проезжих дорог, где снег часто бывает загрязнен копотью из дымоходных труб, пылью и всевозможными отбросами.

Во время заряда из аккумуляторов выделяются вредные для дыхания пары кислоты. Заряжать аккумуляторы нужно не в жилом помещении, а в сенях, в чулане, при открытой форточке или двери.

Не следует хранить дома концентрированную серную кислоту во избежание несчастных случаев. Лучше всего всю порцию приобретенной кислоты немедленно превратить в раствор нужной плотности и излишки его, разлив в бутылки, хранить под запором.

Во время заряда нельзя подносить к аккумулятору зажженную спичку или свечку, потому что выделяющиеся из аккумулятора кислород и водород образуют так называемый гремучий газ который при соприкосновении с огнем дает взрыв.

Приведенные в этой статье элементарные сведения об уходе и обращении с кислотными аккумуляторами представляют лишь самый необходимый минимум практических знаний, которым должен обладать каждый радиолюбитель, приступающий к эксплоатации кислотных аккумуляторов.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 2 номер 1947 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.