Do czego Ołowiowy Kwasowo Akumulator

Co znaczy AKUMULATOR KWASOWO-OŁOWIOWY: Akumulator kwasowo-ołowiowy – rodzaj akumulatora elektrycznego, opartego na ogniwach galwanicznych zbudowanych z elektrody ołowiowej, elektrody z tlenku ołowiu(IV) (PbO2) i około 37% roztworu wodnego kwasu siarkowego, spełniającego rolę elektrolitu. Akumulator ołowiowy został wynaleziony poprzez francuskiego fizyka Gastona Planté w 1859 r. Mimo wielu jego wad to jest ciągle w najwyższym stopniu dostępny rodzaj akumulatorów elektrycznych. Występuje w niemal wszystkich samochodach, a również wielu innych pojazdach (na przykład Melex). Prócz tego stanowi regularnie jeden z przedmiotów awaryjnego zasilania budynków, zakładów przemysłowych, szpitali, centrali telefonicznych i polowych mechanizmów oświetleniowych.Konstrukcja i działanie: Typowy akumulator samochodowy jest zbudowany z 6 ogniw ołowiowo-kwasowych połączonych szeregowo. Każde ogniwo generuje siłę elektromotoryczną (SEM) równą 2,1 V. Cały akumulator generuje zatem napięcie znamionowe równe 12,6 V. Rezystancja wewnętrzna akumulatora jest bardzo mała, umożliwiając przepływ bardzo sporych prądów. Z tego powodu znalazły wykorzystanie jako akumulatory rozruchowe silników spalinowych.Pojedyncze ogniwo złożona jest z: - anody wykonanej z metalicznego ołowiu - (-) - w czasie poboru prądu i (+) w czasie ładowania - katody wykonanej z PbO2 - (+) - w czasie poboru prądu i (-) w czasie ładowania - elektrolitu - którym jest wodny, około 37% roztwór kwasu siarkowego z rozmaitymi dodatkamiRozładowywanie:W ogniwie tym, w czasie poboru prądu zachodzą następujące reakcje chemiczne na elektrodach:anoda - utlenianie  katoda - zredukowanie   Na obu elektrodach w czasie poboru prądu wydziela się siarczan(VI) ołowiu(II) (PbSO4). W czasie ładowania zachodzą precyzyjnie takie same reakcje, tyle iż w drugą stronę. W naładowanym akumulatorze gęstość elektrolitu wynosi 1,26 - 1,28 g/cm3 (w akumulatorach użytkowanych w klimacie tropikalnym 1,23 g/cm3). Mechanizm rozładowywania skutkuje pomniejszenie stężenia elektrolitu i gęstości. Kiedy w rozładowanym akumulatorze napięcie na biegunach spadnie do 1,8V a gęstość elektrolitu do 1,18 g/cm3, akumulator należy niezwłocznie naładować. Stan naładowania można można zmierzyć areometrem. Stan całkowitego rozładowania akumulatora bazuje na całkowitym przekształceniu obu elektrod w stały siarczan ołowiu i jest nieodwracalny. Siarczan ołowiu po pewnym czasie przechodzi w stan krystaliczny, będący elektrycznym izolatorem, trudno reagującym, powodującym spadek pojemności akumulatora. W praktyce zapobiega się tak zwany zasiarczeniu elektrod stosując szczególną ich konstrukcję, która utrudnia osadzanie się na ich powierzchni nieprzenikalnej warstwy kryształów siarczanu ołowiu. Akumulatory samochodowe nie są jednak generalnie zaprojektowane do częstego całkowitego rozładowania, ale raczej do funkcjonowania w stanie całkowitego naładowania.Ładowanie:mechanizm ładowania bazuje na podłączeniu akumulatora do źródła prądu (na przykład zasilacza albo prostownika) i trwa on ok. 10 godz.. Prąd ładowania wynosi 10% pojemności akumulatora (dla akumulatora 40 Ah prąd ładowania wynosi 4 A). Możliwe jest ładowanie przyśpieszone (1 godzina) wg zaleceń producenta. W trakcie ładowania napięcie ogniwa wzrasta bez pośpiechu od około 2 V do 2,35 V, później szybciej. Gęstość elektrolitu rośnie. Po przekroczeniu napięcia 2,4 V rozpoczyna się rozkład wody na tlen i wodór (tak zwany gazowanie akumulatora). Po osiągnięciu napięcia 2,5 V należy przerwać ładowanie, w przeciwnym razie dochodzi do przeładowania akumulatora. Determinuje to wydzieleniem sporych ilości wodoru (tak zwany zagotowaniem). Wodór w połączeniu z powietrzem tworzy mieszankę wybuchową, która może eksplodować pod wpływem iskry elektrycznej. Stąd ładowanie akumulatorów należy przeprowadzać w dobrze wentylowanych wnętrzach albo na otwartym terenie i unikać iskrzenia przy odłączaniu zacisków prostownika (odłączyć prostownik ze sieci). W okresie ładowania wydziela się w elektrolicie ciepło, które przy temp. ponad 40°C działa szkodliwie na płyty akumulatora. Nie powinno się stosować akumulatorów sprzedawanych w Polsce w temp. otoczenia ponad 40°C. Nieużywany akumulator trzeba okresowo (co miesiąc) doładowywać by nie dopuścić do zasiarczenia spowodowanego samorozładowywaniem się akumulatora.Pojemność:Pojemność akumulatorów ołowiowych podaje się w amperogodzinach (Ah). Pojemność zależy od metody rozładowywania, dlatego wprowadzono definicja pojemności 10-godzinnej. Dla przykładu by rozładować pośrodku 10 godz. akumulator 40 Ah, należy czerpać z niego prąd o natężeniu 4 A. W ujemnych temperaturach pojemość maleje powodując trudności z uruchomieniem pojazdów w zimie. Przy sporych mrozach w rozładowanym akumulatorze może dojść do zamarznięcia elektrolitu, doprowadzając do jego uszkodzenia. W dawnych czasach rekomendowane było wyjmowanie akumulatora z samochodu, przechowywanie w ciepłym miejscu i zamontowanie przed uruchomieniem silnika. Aktualnie prace przy akumulatorach w nowoczesnych samochodach są regularnie zakazane na skutek możliwości uszkodzenia elektroniki i skasowania pamięci sterowników.Akumulatory tak zwany "bezobsługowe" i "żelowe":Wadą akumulatorów ołowiowych jest ryzyko wycieku z nich kwasu siarkowego i parowanie wody powodujące zbyt spore jego stężenie w elektrolicie i konieczność okresowego uzupełniania. Oba problemy rozwiązuje się stosując lub bardzo szczelne, nierozbieralne obudowy albo stosując elektrolity żelowe. Elektrolity żelowe są nadal wodnymi roztworami kwasu siarkowego, jednak dodaje się do nich środka żelującego (np: żywice silikonowe), który równocześnie zapobiega parowaniu wody i wyciekom. Oba rodzaje akumulatorów - uszczelnione i żelowe nazywa się "bezobsługowymi" - bo w zasadzie nie wymagają one kontrolowania składu i ilości elektrolitu. Żadna forma elektrolitu nie zapobiega jednak problemom wynikającym z częstego rozładowywania akumulatora. Ładowanie akumulatorów "bezobsługowych" jest przeprowadzane w ten sam sposób jak "obsługowych", nie należy tylko dokonywać w nich samodzielnego uzupełniania elektrolitu.Obudowy akumulatorów nie są nigdy absolutnie szczelne, ponieważ powodowałoby to niebezpieczeństwo wybuchu w konsekwencji dużego wzrostu ciśnienia we wnętrzu w skutku wydzielania wodoru, w czasie jego przeładowywania.Akumulator w liczbach:Typowy akumulator samochodowy, złożony z 6 ogniw posiada: - siłę elektromotoryczną = 12,6 V - Min. napięcie (wskazujące na stan głębokiego rozładowania) - 11,8 V - Poprawne napięcie ładowania - min.: 13,9 V - max. 14,5 V - Napięcie przeładowania - występujące w czasie wydzielania wodoru > 14,7 V - W razie rozładowania akumulatora celowe jest ładowanie go niskim stałym prądem do napięcia nawet 16,5 V