Атет tokning birlamchi va ikkilamchi kimyoviy manbalari. Akkumulyatorlar. Reja

3.2-rasm. Akkumulyatorning ulanish sxemasi va uni zaryadlashdagi
kattaliklari U_z , E, I_z va d ni vaqt t ga bog’likliklarining egri chiziqlari

Akkumulyator zaryadlanishining tugashi quyidagi bir qator belgilar aso-sida aniqlanadi, bular: kuchlanish 2,7…2,8 V ga erishadi va keyinchalik deyarli o’zgarmaydi; elektrolitning jadal “qaynashi” amalga oshadi; elek-trolitning zichligi 1,21 G/sm³ ga Etadi; musbat plastinkalarning rangi to’q-jigarrang, manfiy plastinalarniki esa – kulrang tusga kiradi.

Akkumulyator zaryadlash manbaidan o’chirilganda, undagi kuchlanish keskin 2,3 V gacha pasayadi, shundan keyin esa elektrolit zichligining to’g’rilanishi xisobiga 2 V gacha asta-sekin pasayadi.
Razryadlanish kuchlanishi. Akkumulyatorning razryadlanish kuchlanishi quyidagi uchta qiymatlar bilan aniqlanadi: boshlang’ich U_rb = 2 V, oxirgi U_ro = 1,75…1,8 V va o’rtacha razryadlanish qiymatlari. Akkumulyatorning o’rtacha razryadlanish kuchlanishi EYuK dan uning ichki qarshiligidagi kuchlanish tushishi qiymatiga kam bo’ladi, ya’ni:

Ur = E – Irrich.

Ichki qarshilik. Akkumulyatorning ichki qarshiligi Om lik va qutbla-nish qarshiliklar yig’indisiga teng. Ichki qarshilik plastinkalar faol massalarining kimyoviy tarkibi va o’lchamlariga bog’liq. Plastinkalar o’lcha-mi qancha katta bo’lsa, ichki qarshilik shuncha kichik bo’ladi. Akkumulyator-larning zaryadlanish va razryadlanish paytida, plastinkalar faol massalari-ning kimyoviy tarkibi o’zgarishi bilan uning ichki qarshiligi ham o’zgaradi. Lekin akkumulyatorning ichki qarshiligi ancha kichik bo’ladi, masalan, S turidagi zaryadlangan akkumulyatorlar uchun 0,0046/N Om, razryadlangan akkumulyator uchun 0,006/N Om ga teng, bu Erda N – akkumulyatorning indeks nomeri.
Akkumulyatorning zaryadlanish va razryadlanish sig’imlari mavjud.
Zaryadlanish sig’imi. Akkumulyatorning zaryadlanish sig’imi, u zaryadlana-yotganda boshqa tok manbaidan olayotgan elektr energiya miqdori (A·soat), bilan aniqlanadi.
Razryadlanish sig’imi. U, so’ngi kuchlanishgacha razryadlanganda akkumulya-tor bera oladigan elektr energiya miqdori bilan aniqlanadi.
To’la zaryadlangan akkumulyatorning, uni tayyorlagan zavod tomonidan ko’r-satilgan normal sharoitlarda bera oladigan elektr miqdori nominal sig’im deb ataladi.
Akkumulyatorning sig’imi plastinkalarning o’lchami va soniga bog’liq-dir. Plastinkalar soni va o’lchami qancha katta bo’lsa, akkumulyatorning sig’i-mi shuncha katta bo’ladi. Qo’rg’oshinli akkumulyator 1,75 V kuchlanishdan past bo’lgan kuchlanishgacha razryadlanganida, u sig’imini pasayishiga, hattoki ularni ishdan chiqishiga olib keladigan, plastinkalarning sulfatlanishi sodir bo’ladi.
Razryadlanish sig’imi razryadlanish rejimiga bog’liq. Razryadlanish toki-ni ortishi bilan akkumulyatorning haqiqiy sig’imi kamayadi va bu sig’im quyidagi empirik ifoda orqali aniqlanadi:

C1 = Cn (Irn / Ir)^K^-1

bu Erda, C_n – nominal sig’im; I_rn / I_r – mos ravishda, nominal va haqiqiy raz-
ryadlanish toki, A; K = 1,3…1,7 – empirik koeffisiEnt.
Nominal sig’im deb, akkumulyator 10 soat davomida nominal tok bilan razryadlanib, bera oladigan sig’im tushuniladi. Bundan kam bo’lgan vaqtda, lekin kattaroq tokda, akkumulyator nominal sig’imdan kam sig’im beradi. Nominal sig’imni 100% deb qabul qilgan holda, haqiqiy sig’im razryadla-nish jadalligi koeffisiEnti r orqali % larda aniqlanadi:

r = (C1 / Cn) ∙ 100, unda Cn = (C1 / p) ∙ 100.

Quyida S, SK, S3 turidagi akkumulyatorlar uchun jadallik koeffisi-Enti qiymatining razryadlanish vaqtiga bog’liqligi keltirilgan:

Razryadlanish vaqti,	soat	10	7,5	5	3	2	1	0,5
r koeffisiEnti,	%	100	91,7	83,3	75	61,1	51,4	34,0

Akkumulyatorning nominal sig’imi +20˚S haroratda ko’rsatiladi. Haro-rat 1˚S ga o’zgarganda, sig’im 0,8% ga o’zgaradi. U holda, haroratni xisobga olgandagi haqiqiy sig’im:

Ct˚= Cn [1 + ά (t˚ – 20˚)],

bu Erda, ά – harorat koeffisiEnti; t˚ – elektrolitning haqiqiy harorati.
Bu tenglamani C_n ga nisbatan Echib, quyidagini olamiz:

Cn = Ct / [1 + ά (t˚ – 20˚)].

U holda, jadallik koeffisiEnti va haqiqiy haroratni xisobga olgan-dagi nominal xisobiy sig’im:

Cn.x = Ct / p [1 + ά (t˚ – 20˚)]∙100% = Ir tr / p [1 + ά (t˚ – 20˚)]∙100%.

Akkumulyatorlar sig’im bo’yicha va energiya bo’yicha unumli ishlashi (otda-cha) bilan harakterlanadi. Akkumulyatorning razryadlanish sig’imini uni zaryadlashda sarf bo’lgan elektr miqdoriga nisbati sig’im bo’yicha unumli ish-lashi deb ataladi, ya’ni

η = Sr / Sz = Ip tp / Iz tz.

Soz holdagi kislota-qo’rg’oshinli akkumulyator uchun η = 0,84…0,9. Akku-mulyatorning razryadlanish paytida beradigan energiyasini uni zaryadlangan-dagi sarf bo’lgan energiyaga nisbati energiya bo’yicha unumli ishlashi yoki FIK deb ataladi, ya’ni

ηw = Ip Up tp / Iz Uz tz,

kislotali akkumulyatorlar uchun η_w = 0,65…0,7 ga teng.
O’z-o’zidan razryadlanish akkumulyatorlarda, ular yig’ilgan energiyani yo’qotilishi bilan harakterlanadi. O’z-o’zidan razryadlanishning barcha tok-ning kimyoviy manbalariga tegishli bo’lgan umumiy sabablaridan tashqari, faqat kislota-qo’rg’oshinli akkumulyatorlarga xos bo’lgan qo’shimcha sabablar ham mavjud.
Bunday sabablardan biri – bu havodagi kislorodning manfiy plastinka-larni faol massalariga ta’siridir. Ularda xuddi musbat plastinkalarda-gi kabi, qo’rg’oshin ikki oksidi hosil bo’ladi. Bir xil ikkita juftlikning (qo’rg’oshin ikki oksidi – elektrolit) paydo bo’lishi, elektrodlar potensial-larining tenglashuviga olib keladi, bu esa sig’imni yo’qotish bilan barobar-dir; boshqa sabab – bu o’z yuzasida qo’rg’oshin ikki oksidi, ichida esa qo’rg’o-shin kukuni bo’lgan konstruktiv musbat plastinkalardir (2.3-rasm, a ga qarang). Elektrolit musbat plastinkalarning chuqur qatlamlariga singiga-nida ikkinchi juftlik vujudga keladi, natijada tashqi zanjirdan oqmaydi-gan tok mavjud bo’ladi. Bu holda sig’im kamayadi. Uchinchi sabab – akkumu-lyator idishida elektrolit zichligining notekisligidir. Bu, bir xil elek-trodda turli potensiallar hosil qilib, mahalliy toklar hosil bo’lishiga olib keladi, bu holda ham sig’im kamayadi.