8. Галванични елементи

Download Report

Transcript 8. Галванични елементи

Slide 1


Slide 2

От химичната енергия в тях, получавана при

протичането на химични реакции, се получава
електрическа енергия. За пръв път това е
реализирано от Алесандро Волта (Италия)
през 1793г. Съвременните галванични
елементи намират широко приложение за
захранване на преносими устройства, за
сигнализация, за лабораторни и много други
цели. Използват се сухи и водоналивни
галванични елементи. Основните технически
данни (характерни величини, параметри) на
галваничните елементи, които се записват на
табелките им в проспектите, са:


Slide 3





Електродвижещо напрежение (е.д.н.) Е,
измерено при отворена външна верига,
зависи от използваните активни материали
и температурата;
Вътрешно съпротивление R0, което зависи
от: вида на електродите и електролита;
геометричните размери; температурата;
степента на разреждане и др.
Капацитет Q, който е количеството
електричество отдавано от галваничния
елемент при определен режим на
разреждане и числено е равен на
призведението от тока и времето, т.е. Q =
It, C.


Slide 4

Галваничните елементи са тези, при които

химичната енергия се превръща в
електрическа и служат за захранване с
постоянно напрежение на различни битови и
електронни устройства. Химичният процес е
необратим (не може да се зарежда повторно).
При акумулаторите явленията, които
притичат са близки до тези в батерията, но
химичният процес е обратим (позволява
многократно разреждане и зареждане).


Slide 5

 Акумулаторите са

вторични химични
източници на ел.ток.
Всеки обратим
галваничен елемент
по принцип може да
се използва като
акумулатор, но
практическо
приложение имат
много малко от тях.

 Акумулаторите трябва да

имат големи капацитет и
коефициент на полезно
действие. Акумулаторите
са устройства, в които
електричната енергията се
превръща в химична и
обратно.


Slide 6

Първоначално под действието на външен

източник на постоянен ток се извършват
зарядни реакции, т.е. акумулира се химична
енергия. Тези реакции характеризират
зареждането на акумулатора. Във втория
етап, експлоатацията на акумулатора,
химичната енергия преминава в електрична в
резултат на протичаща токообразуваща
реакция. Следователно при зареждането
акумулаторът работи като електролизьор, а
при експлоатацията – като галваничен
елемент. Акумулаторите биват оловни и
алкални.


Slide 7

Оловни акумулатори - При наливане на

сярна киселина акумулатора тя взаимодейства
с оловните оксиди на активната паста и се
образува повърхностен слой от оловен сулфат.
Зареждането на акумулатора се извършва,
като се включи към едноименните полюси на
източник на постоянен ток. Максималният ток
се посочва от производителя. Не трябва да се
превишава тази най- висока стойност, понеже
химичният обмен се извършва само по
повърхността на електрода.


Slide 8

Колкото по-малка е стойността на

тока, толкова по-пълно настъпва
този обмен. В резултат на
зареждането, концентрацията на
сярната киселина непрекъснато
расте. Указание, че процесът е
завършил е достигането на една
постоянна относителна плътност
на електролит, а също така се
наблюдава т.нар. "кипене на
акумулатора“ т.е. започва
интензивно отделяне на водород и
кислород на електродите.


Slide 9

 Алкални акумулатори - От алкалните най-

разпространени в практиката са желязоникеловите акумулатори. Те се състоят от
два перфорирани електрода от никелирана
стомана в които е поставена активна маса. На
отрицателния електрод активната маса е от
високодиспергиран железен прах с живачен
оксид, а на положителния електрод – от
никелов хидроксид с графит Електролитът е
30% калиева основа. Предимствата на
желязо–никеловите акумулатори се състоят в
тяхната по–малка маса, по–дълъг
експлоатационен период и по–голяма
устойчивост при удар, температурна промяна
и краткотрайно претоварване. Недостатъците
са невисокото им ЕДН и нисък КПД.


Slide 10

Кадмиево-никелови акумулатори:
Аналогични на желязно-кадмиевите
акумулатори, но с по-висок к.п.д. са
кадмиево-никеловите акумулатори.
Разликата е че активната маса на
отрицателния електрод е на базата на
кадмий.