แบตเตอร์รี่ems. แบตเตอรี่คืออะไร - แนวคิด แรงเคลื่อนไฟฟ้า - แบตเตอรี่

ยอดดู 6 817 Google+

EMF แบตเตอรี่ (Electromotive Force) คือความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าในกรณีที่ไม่มีวงจรภายนอก ศักย์ไฟฟ้าคือผลรวมของศักย์ไฟฟ้าสมดุล มันแสดงลักษณะของสถานะของอิเล็กโทรดที่อยู่นิ่ง นั่นคือ ไม่มีกระบวนการไฟฟ้าเคมี และศักย์ไฟฟ้าโพลาไรเซชัน ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นความต่างศักย์ของอิเล็กโทรดในระหว่างการชาร์จ (การคายประจุ) และในกรณีที่ไม่มีวงจร

กระบวนการแพร่

เนื่องจากกระบวนการแพร่ การปรับความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ในช่องของเคสแบตเตอรี่และในรูพรุนของมวลที่ใช้งานของเพลต โพลาไรซ์ของอิเล็กโทรดจึงสามารถคงอยู่ในแบตเตอรี่เมื่อปิดวงจรภายนอก

อัตราการแพร่โดยตรงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด กระบวนการก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น และสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในเวลาตั้งแต่สองชั่วโมงถึงหนึ่งวัน การมีอยู่ของส่วนประกอบสองส่วนของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดในสภาวะชั่วครู่นำไปสู่การแบ่งออกเป็น EMF สมดุลและ EMF ที่ไม่สมดุลของแบตเตอรี่ EMF สมดุลของแบตเตอรี่ได้รับผลกระทบจากเนื้อหาและความเข้มข้นของไอออนของสารออกฤทธิ์ในอิเล็กโทรไลต์ เช่น ตลอดจนคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของสารออกฤทธิ์ บทบาทหลักในขนาดของ EMF นั้นเล่นโดยความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิแทบไม่มีผลกับมัน การพึ่งพา EMF ต่อความหนาแน่นสามารถแสดงได้โดยสูตร:

E \u003d 0.84 + p โดยที่ E คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (B) P คือความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่ลดลงเป็นอุณหภูมิ 25 กรัม С (g/cm3) สูตรนี้ใช้ได้กับความหนาแน่นของการทำงานของอิเล็กโทรไลต์ในช่วง 1.05 - 1.30 g/cm3 EMF ไม่สามารถระบุลักษณะระดับการหายากของแบตเตอรี่ได้โดยตรง แต่ถ้าคุณวัดที่ข้อสรุปและเปรียบเทียบกับความหนาแน่นที่คำนวณได้ คุณสามารถตัดสินสถานะของเพลตและความจุได้ในระดับหนึ่ง ที่เหลือความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของอิเล็กโทรดและโพรงของโมโนบล็อกจะเท่ากันและเท่ากับ EMF ที่เหลือ เมื่อเชื่อมต่อผู้บริโภคหรือแหล่งกำเนิดประจุ โพลาไรซ์ของเพลตและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนไป สิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงใน EMF เมื่อชาร์จ ค่า EMF จะเพิ่มขึ้น และเมื่อคายประจุ ค่าจะลดลง นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงในความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการไฟฟ้าเคมี

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ไม่เท่ากับแรงดันไฟของแบตเตอรี่ ซึ่งขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีโหลดบนขั้วของมัน

"หากคุณสังเกตเห็นข้อผิดพลาดในข้อความ โปรดไฮไลต์สถานที่นี้ด้วยเมาส์แล้วกด CTRL + ENTER"

admin 07/25/2011 "หากบทความนี้มีประโยชน์สำหรับคุณ แชร์ลิงก์ไปยังบทความในโซเชียลเน็ตเวิร์ก"

Avtolektron.ru

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่

เป็นไปได้ไหมที่จะตัดสินระดับการชาร์จแบตเตอรี่อย่างแม่นยำด้วย EMF?

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของแบตเตอรี่คือความต่างศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ โดยวัดจากวงจรภายนอกแบบเปิด:

Е = φ+ – φ–

โดยที่ φ+ และ φ– คือศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดบวกและลบตามลำดับที่มีวงจรเปิดภายนอก

EMF ของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ที่ต่ออนุกรม n:

ในทางกลับกัน ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดในวงจรเปิดโดยทั่วไปประกอบด้วยศักย์ไฟฟ้าดุลยภาพ ซึ่งกำหนดลักษณะสภาวะสมดุล (นิ่ง) ของอิเล็กโทรด (ในกรณีที่ไม่มีกระบวนการชั่วคราวในระบบเคมีไฟฟ้า) และศักย์ไฟฟ้าโพลาไรซ์

โดยทั่วไปศักย์นี้จะถูกกำหนดเป็นความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดในระหว่างการคายประจุหรือประจุกับศักย์ไฟฟ้าในสภาวะสมดุลในกรณีที่ไม่มีกระแส อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าสถานะของแบตเตอรี่ทันทีหลังจากปิดการชาร์จหรือการคายประจุกระแสไฟไม่สมดุลเนื่องจากความแตกต่างของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของอิเล็กโทรดและช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรด ดังนั้นโพลาไรซ์ของอิเล็กโทรดจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่เป็นเวลานานแม้หลังจากที่กระแสไฟชาร์จหรือคายประจุถูกปิดและแสดงลักษณะในกรณีนี้ความเบี่ยงเบนของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจากค่าสมดุลอันเนื่องมาจากกระบวนการชั่วคราวนั่นคือส่วนใหญ่ เนื่องจากการกระจายตัวของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ตั้งแต่ช่วงที่วงจรภายนอกเปิดจนถึงสภาวะสมดุลของสถานประกอบการในแบตเตอรี่

กิจกรรมทางเคมีของรีเอเจนต์ที่เก็บรวบรวมในระบบไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลง EMF ของแบตเตอรี่จึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเล็กน้อย เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนจาก -30°C เป็น +50°C (ในช่วงการทำงานของแบตเตอรี่) แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อนในแบตเตอรี่จะเปลี่ยนเพียง 0.04 V และสามารถละเลยได้ระหว่างการใช้งานแบตเตอรี่

ด้วยความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น EMF จะเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิ +18 ° C และความหนาแน่น 1.28 g / cm3 แบตเตอรี่ (หมายถึงหนึ่งกระป๋อง) มี EMF 2.12 V แบตเตอรี่หกเซลล์มี EMF 12.72 V (6 × 2.12 V \u003d 12 .72 V).

โดย EMF เป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินระดับประจุของแบตเตอรี่อย่างแม่นยำ EMF ของแบตเตอรี่ที่คายประจุซึ่งมีความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์สูงกว่าจะสูงกว่า EMF ของแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว แต่มีความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ต่ำกว่า ค่า EMF ของแบตเตอรี่ที่ดีต่อสุขภาพนั้นขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ (ระดับประจุ) และแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.92 ถึง 2.15 V

ระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่ โดยการวัด EMF สามารถตรวจพบความผิดปกติร้ายแรงของแบตเตอรี่ได้ (ไฟฟ้าลัดวงจรของเพลตในหนึ่งธนาคารหรือมากกว่า การแตกของตัวนำที่เชื่อมต่อระหว่างธนาคาร ฯลฯ)

EMF วัดด้วยโวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานสูง (ความต้านทานภายในของโวลต์มิเตอร์ไม่น้อยกว่า 300 Ohm / V) ในระหว่างการวัด โวลต์มิเตอร์จะเชื่อมต่อกับขั้วของแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่ ในกรณีนี้ไม่มีการชาร์จหรือคายประจุกระแสจะต้องไหลผ่านตัวสะสม (แบตเตอรี่)!

*** แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) คือปริมาณทางกายภาพสเกลาร์ที่กำหนดลักษณะการทำงานของแรงภายนอก กล่าวคือ แรงใดๆ ที่มาจากแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้าซึ่งกระทำในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงหรือไฟฟ้ากระแสสลับกึ่งนิ่ง EMF เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้า วัดเป็นโวลต์ในระบบหน่วยสากล (SI)

orbyta.ru

27.3. ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าในแบตเตอรี่ แรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต้านทานภายใน ปลดปล่อยตัวเอง แผ่นซัลเฟต

หากคุณปิดวงจรภายนอกของแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว กระแสไฟฟ้าจะปรากฏขึ้น ในกรณีนี้ จะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

ที่แผ่นลบ

ที่แผ่นบวก

โดยที่ e คือประจุอิเล็กตรอนเท่ากับ

สำหรับทุก ๆ สองโมเลกุลของกรดที่บริโภคเข้าไป จะมีการสร้างโมเลกุลของน้ำสี่โมเลกุล แต่ในขณะเดียวกันก็ใช้โมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล ดังนั้นในท้ายที่สุดจึงเกิดโมเลกุลของน้ำเพียงสองโมเลกุลเท่านั้น การเพิ่มสมการ (27.1) และ (27.2) เราจะได้ปฏิกิริยาการปลดปล่อยขั้นสุดท้าย:

สมการ (27.1) - (27.3) ควรอ่านจากซ้ายไปขวา

เมื่อแบตเตอรี่หมด ตะกั่วซัลเฟตจะก่อตัวขึ้นบนเพลตของขั้วทั้งสอง กรดซัลฟิวริกถูกใช้โดยเพลตบวกและลบ ในขณะที่เพลตบวกกินกรดมากกว่ากรดลบ ที่เพลตบวกจะเกิดโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์จะลดลงเมื่อแบตเตอรี่หมด ในขณะที่ประจุบวกจะลดลงในระดับสูง

หากคุณเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าผ่านแบตเตอรี่ ทิศทางของปฏิกิริยาเคมีจะกลับกัน กระบวนการชาร์จแบตเตอรี่จะเริ่มขึ้น ปฏิกิริยาประจุที่เพลตลบและบวกสามารถแสดงด้วยสมการ (27.1) และ (27.2) และปฏิกิริยาทั้งหมดสามารถแสดงด้วยสมการ (27.3) สมการเหล่านี้ควรอ่านจากขวาไปซ้าย เมื่อชาร์จ ตะกั่วซัลเฟตที่แผ่นบวกจะลดลงเป็นตะกั่วเปอร์ออกไซด์ ที่แผ่นลบ - เป็นตะกั่วโลหะ ในกรณีนี้กรดซัลฟิวริกจะเกิดขึ้นและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มขึ้น

แรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือปริมาณกรดในอิเล็กโทรไลต์ อุณหภูมิ กระแสและทิศทางของแบตเตอรี่ และระดับของประจุ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงดัน และกระแสสามารถเขียนได้

ซังดังนี้

ที่จำหน่าย

โดยที่ E0 - EMF แบบย้อนกลับได้ Ep - EMF ของโพลาไรซ์; R คือความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

EMF แบบย้อนกลับคือ EMF ของแบตเตอรี่ในอุดมคติ ซึ่งกำจัดการสูญเสียทุกประเภท ในแบตเตอรี่ดังกล่าว พลังงานที่ได้รับระหว่างการชาร์จจะถูกส่งคืนจนเต็มเมื่อคายประจุ EMF แบบย้อนกลับขึ้นอยู่กับปริมาณกรดในอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิเท่านั้น สามารถวิเคราะห์ได้จากความร้อนของการเกิดสารตั้งต้น

แบตเตอรี่จริงจะอยู่ในสภาพที่ใกล้เคียงกับอุดมคติ หากกระแสไฟมีน้อยมาก และระยะเวลาในการเดินของแบตเตอรี่ก็สั้นเช่นกัน เงื่อนไขดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้โดยการปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่กับแรงดันไฟฟ้าภายนอก (มาตรฐานแรงดันไฟฟ้า) โดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ที่มีความละเอียดอ่อน แรงดันไฟฟ้าที่วัดด้วยวิธีนี้เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด อยู่ใกล้กับแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ ในตาราง. 27.1 แสดงค่าของแรงดันไฟฟ้านี้ซึ่งสอดคล้องกับความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ตั้งแต่ 1.100 ถึง 1.300 (อ้างอิงถึงอุณหภูมิ 15 ° C) และอุณหภูมิ 5 ถึง 30 ° C

ดังที่เห็นจากตาราง ที่ความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่ 1.200 ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับแบตเตอรี่แบบอยู่กับที่ และอุณหภูมิ 25 ° C แรงดันแบตเตอรี่ที่มีวงจรเปิดคือ 2.046 V ในระหว่างการคายประจุ ความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ ลดลงเล็กน้อย แรงดันตกที่สอดคล้องกันในวงจรเปิดมีค่าเพียงไม่กี่ร้อยของโวลต์ การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟวงจรเปิดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินั้นไม่มีนัยสำคัญและมีความสนใจในเชิงทฤษฎีมากกว่า

หากกระแสไฟไหลผ่านแบตเตอรี่ในทิศทางของประจุหรือการคายประจุ แรงดันแบตเตอรี่จะเปลี่ยนไปเนื่องจากแรงดันไฟตกภายในและการเปลี่ยนแปลง EMF ที่เกิดจากกระบวนการทางเคมีและกายภาพด้านข้างที่ขั้วไฟฟ้าและในอิเล็กโทรไลต์ การเปลี่ยนแปลง EMF ของแบตเตอรี่ที่เกิดจากกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เหล่านี้เรียกว่าโพลาไรซ์ สาเหตุหลักของโพลาไรเซชันในแบตเตอรี่คือการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของมวลแอคทีฟของเพลตที่สัมพันธ์กับความเข้มข้นในปริมาตรที่เหลือและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของตะกั่วไอออน เมื่อปล่อยออกกรดจะถูกใช้เมื่อถูกประจุไฟฟ้าจะเกิดขึ้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในรูพรุนของมวลแอคทีฟของเพลต และการไหลเข้าหรือการกำจัดของโมเลกุลกรดและไอออนเกิดขึ้นจากการแพร่ หลังสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีความแตกต่างบางอย่างในความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในบริเวณอิเล็กโทรดและในปริมาตรที่เหลือซึ่งกำหนดตามกระแสและอุณหภูมิซึ่งกำหนดความหนืดของอิเล็กโทรไลต์ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของมวลสารออกฤทธิ์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของตะกั่วไอออนและ EMF ในระหว่างการคายประจุ เนื่องจากความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนลดลง EMF จะลดลง และในระหว่างการชาร์จ เนื่องจากความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น EMF จะเพิ่มขึ้น

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของโพลาไรเซชันมุ่งตรงไปยังกระแสเสมอ ขึ้นอยู่กับความพรุนของจาน กระแส และ

อุณหภูมิ. ผลรวมของ EMF แบบย้อนกลับและ EMF แบบโพลาไรซ์ เช่น E0 ± En คือ EMF ของแบตเตอรี่ภายใต้ EMF กระแสไฟหรือไดนามิก เมื่อคายประจุจะน้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ และเมื่อชาร์จจะมากกว่า แรงดันแบตเตอรี่ภายใต้กระแสไฟแตกต่างจาก EMF แบบไดนามิกเท่านั้นโดยค่าของแรงดันตกคร่อมภายในซึ่งค่อนข้างเล็ก ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่จ่ายไฟก็ขึ้นอยู่กับกระแสและอุณหภูมิด้วย อิทธิพลของแบตเตอรี่ที่มีต่อแรงดันแบตเตอรี่ในระหว่างการคายประจุและการชาร์จนั้นมากกว่าวงจรเปิดมาก

หากเปิดวงจรแบตเตอรี่ขณะคายประจุ แรงดันไฟแบตเตอรี่จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็นแรงดันวงจรเปิดเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์กระจายอย่างต่อเนื่อง หากคุณเปิดวงจรแบตเตอรี่ขณะชาร์จ แรงดันแบตเตอรี่จะค่อยๆ ลดลงจนถึงแรงดันวงจรเปิด

ความไม่เท่าเทียมกันของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในพื้นที่ของอิเล็กโทรดและในปริมาตรที่เหลือทำให้การทำงานของแบตเตอรี่จริงแตกต่างจากแบตเตอรี่ในอุดมคติ เมื่อชาร์จแล้ว แบตเตอรี่จะทำงานราวกับว่ามีอิเล็กโทรไลต์เจือจางมาก และเมื่อชาร์จ แบตเตอรี่จะทำงานเหมือนกับว่ามีอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูง อิเล็กโทรไลต์เจือจางจะถูกผสมอย่างต่อเนื่องกับอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นมากกว่า ในขณะที่พลังงานจำนวนหนึ่งจะถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อน ซึ่งหากความเข้มข้นเท่ากันก็สามารถนำมาใช้ได้ เป็นผลให้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากแบตเตอรี่ในระหว่างการคายประจุจะน้อยกว่าพลังงานที่ได้รับระหว่างการชาร์จ การสูญเสียพลังงานเกิดขึ้นเนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของกระบวนการทางเคมี การสูญเสียประเภทนี้เป็นหลักในแบตเตอรี่

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ความต้านทานภายในประกอบด้วยความต้านทานของโครงเพลท มวลแอคทีฟ ตัวแยก และอิเล็กโทรไลต์ หลังบัญชีสำหรับส่วนใหญ่ของความต้านทานภายใน ความต้านทานของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นในระหว่างการคายประจุและลดลงระหว่างการชาร์จ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารละลายและเนื้อหาของซัลเฟต

ม่านในมวลที่ใช้งาน ความต้านทานของแบตเตอรี่มีขนาดเล็กและสังเกตได้เฉพาะที่กระแสไฟดิสชาร์จขนาดใหญ่ เมื่อแรงดันไฟภายในลดลงถึงหนึ่งหรือสองในสิบของโวลต์

แบตเตอรี่คายประจุเอง การคายประจุเองคือการสูญเสียพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาข้างเคียงบนเพลตของขั้วทั้งสอง ซึ่งเกิดจากสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายโดยไม่ได้ตั้งใจในวัสดุที่ใช้หรือสิ่งเจือปนที่นำเข้าสู่อิเล็กโทรไลต์ระหว่างการทำงาน สิ่งสำคัญในทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดคือการปลดปล่อยตัวเองที่เกิดจากการมีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ของสารประกอบโลหะต่างๆ ที่มีอิเล็กโตรบวกมากกว่าตะกั่ว เช่น ทองแดง พลวง ฯลฯ โลหะถูกปลดปล่อยออกมาบนแผ่นลบและสร้างองค์ประกอบที่ลัดวงจรจำนวนมากด้วยแผ่นตะกั่ว . อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดตะกั่วซัลเฟตและไฮโดรเจนซึ่งถูกปล่อยออกมาบนโลหะที่ปนเปื้อน สามารถตรวจจับการคายประจุได้เองโดยการปล่อยก๊าซออกเล็กน้อยที่แผ่นขั้วลบ

บนเพลตที่เป็นบวก การคายประจุเองยังเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาปกติระหว่างตะกั่วฐาน ตะกั่วเปอร์ออกไซด์และอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของตะกั่วซัลเฟต

การคายประจุของแบตเตอรี่เองเกิดขึ้นเสมอ: ทั้งกับวงจรเปิด และการคายประจุและการชาร์จ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ (รูปที่ 27.2) และด้วยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ การปลดปล่อยตัวเองจะเพิ่มขึ้น (การสูญเสียประจุที่อุณหภูมิ 25 ° C และความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ของ 1.28 ถือเป็น 100%) การสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ใหม่เนื่องจากการคายประจุเองประมาณ 0.3% ต่อวัน เมื่อแบตเตอรี่มีอายุมากขึ้น การคายประจุเองจะเพิ่มขึ้น

แผ่นซัลเฟตผิดปกติ ตะกั่วซัลเฟตจะก่อตัวขึ้นบนเพลตของทั้งสองขั้วที่มีการปลดปล่อยแต่ละครั้ง ดังที่เห็นได้จากสมการปฏิกิริยาการปลดปล่อย ซัลเฟตนี้มี

โครงสร้างผลึกละเอียดและกระแสไฟชาร์จสามารถกลับคืนสู่โลหะตะกั่วและตะกั่วเปอร์ออกไซด์บนแผ่นที่มีขั้วที่เหมาะสมได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น การเกิดซัลเฟตในแง่นี้จึงเป็นปรากฏการณ์ปกติที่เป็นส่วนสำคัญของการทำงานของแบตเตอรี่ การเกิดซัลเฟตผิดปกติเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่คายประจุมากเกินไป ประจุไฟฟ้าต่ำอย่างเป็นระบบ หรือปล่อยทิ้งไว้ในสถานะคายประจุและไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน หรือเมื่อใช้งานด้วยความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่สูงเกินไปและที่อุณหภูมิสูง ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ผลึกซัลเฟตละเอียดจะมีความหนาแน่นมากขึ้น ผลึกเติบโต ขยายมวลสารที่ใช้งานอย่างมาก และยากต่อการฟื้นตัวเมื่อมีประจุเนื่องจากมีความต้านทานสูง หากแบตเตอรี่ไม่ทำงาน ความผันผวนของอุณหภูมิจะทำให้เกิดซัลเฟต เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ผลึกซัลเฟตขนาดเล็กจะละลาย และเมื่ออุณหภูมิลดลง ซัลเฟตจะค่อยๆ ตกผลึกและผลึกจะเติบโต อันเป็นผลมาจากความผันผวนของอุณหภูมิ ผลึกขนาดใหญ่เกิดขึ้นจากค่าใช้จ่ายของผลึกขนาดเล็ก

ในเพลตที่มีซัลเฟต รูพรุนถูกอุดตันด้วยซัลเฟต วัสดุที่ใช้งานจะถูกบีบออกจากกริด และเพลตมักจะบิดเบี้ยว พื้นผิวของแผ่นซัลเฟตจะแข็ง หยาบ และเมื่อถูแล้ว

วัสดุของแผ่นระหว่างนิ้วให้ความรู้สึกเหมือนทราย แผ่นเปลือกโลกที่เป็นสีน้ำตาลเข้มจะจางลง และมีจุดสีขาวของซัลเฟตปรากฏบนพื้นผิว แผ่นลบกลายเป็นสีเทาอมเหลืองแข็ง ความจุของแบตเตอรี่ซัลเฟตจะลดลง

การเกิดซัลเฟตเริ่มต้นสามารถกำจัดได้ด้วยประจุไฟฟ้าที่ยาวนานด้วยกระแสไฟที่เบา ด้วยการเกิดซัลเฟตอย่างแรง จำเป็นต้องมีมาตรการพิเศษเพื่อทำให้เพลตกลับสู่สภาวะปกติ

studfiles.net

พารามิเตอร์แบตเตอรี่รถยนต์ | เกี่ยวกับแบตเตอรี่

ลองดูพารามิเตอร์แบตเตอรี่หลักที่เราต้องการระหว่างการใช้งาน

1. แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของแบตเตอรี่คือแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วของแบตเตอรี่ที่มีวงจรเปิดภายนอก (และแน่นอนในกรณีที่ไม่มีการรั่วไหล) ในสภาวะ "ภาคสนาม" (ในโรงรถ) สามารถวัด EMF กับผู้ทดสอบคนใดก็ได้ ก่อนที่จะถอดขั้ว ("+" หรือ "-") ออกจากแบตเตอรี่

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ และไม่ขึ้นกับขนาดและรูปร่างของอิเล็กโทรดโดยสิ้นเชิง ตลอดจนปริมาณของอิเล็กโทรไลต์และมวลแอกทีฟ การเปลี่ยนแปลง EMF ของแบตเตอรี่ที่มีอุณหภูมินั้นน้อยมากและสามารถละเลยได้ระหว่างการทำงาน ด้วยความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น EMF จะเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิบวก 18 ° C และความหนาแน่น d = 1.28 g / cm3 แบตเตอรี่ (หมายถึงธนาคารเดียว) มี EMF 2.12 V (แบตเตอรี่ - 6 x 2.12 V = 12.72 V) การพึ่งพา EMF ต่อความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์เมื่อความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงภายใน 1.05 ÷ 1.3 g/cm3 แสดงโดยสูตรเชิงประจักษ์

E=0.84+d โดยที่

d คือความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิบวก 18°C, g/cm3

โดย EMF เป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินระดับการคายประจุของแบตเตอรี่อย่างแม่นยำ EMF ของแบตเตอรี่ที่คายประจุซึ่งมีความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์สูงกว่าจะสูงกว่า EMF ของแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว แต่มีความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ต่ำกว่า

ด้วยการวัด EMF เราสามารถตรวจพบความผิดปกติร้ายแรงของแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น (การลัดวงจรของเพลตในธนาคารอย่างน้อยหนึ่งแห่ง การแตกของตัวนำที่เชื่อมต่อระหว่างธนาคาร ฯลฯ)

2. ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่คือผลรวมของความต้านทานของขั้ว ขั้วต่อ เพลต อิเล็กโทรไลต์ ตัวคั่น และความต้านทานที่เกิดขึ้นที่จุดสัมผัสของอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ ยิ่งความจุของแบตเตอรี่มากขึ้น (จำนวนแผ่น) ความต้านทานภายในก็จะยิ่งต่ำลง เมื่ออุณหภูมิลดลงและเมื่อแบตเตอรี่หมด ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แตกต่างจาก EMF โดยปริมาณแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

เมื่อชาร์จ U3 \u003d E + I x RВН

และในระหว่างการปลด UP \u003d E - I x RВН โดยที่

ผม - กระแสไหลผ่านแบตเตอรี่ A;

RVN - ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่, โอห์ม;

E - แบตเตอรี่ emf, V.

การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จและการคายประจุจะแสดงในรูปที่ หนึ่ง.

รูปที่ 1 เปลี่ยนแรงดันแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จและการคายประจุ

1 - จุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการก๊าซ 2 - ประจุ 3 - การคายประจุ

แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรถยนต์ซึ่งชาร์จแบตเตอรี่ไว้คือ 14.0 ÷ 14.5 V ในรถยนต์ แบตเตอรี่แม้ในกรณีที่ดีที่สุดภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย ยังคงมีประจุต่ำกว่า 10 ÷ 20% ความผิดคือการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มผลิตแรงดันไฟฟ้าเพียงพอสำหรับการชาร์จที่ 2000 รอบต่อนาทีขึ้นไป ความเร็วรอบเดินเบา 800÷900 รอบต่อนาที สไตล์การขับขี่ในเมือง: อัตราเร่ง (ระยะเวลาน้อยกว่าหนึ่งนาที), การเบรก, การหยุด (สัญญาณไฟจราจร, รถติด - ระยะเวลาตั้งแต่ 1 นาที ถึง ** ชั่วโมง) ประจุจะไปในระหว่างการเร่งความเร็วและการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ค่อนข้างสูงเท่านั้น เวลาที่เหลือมีการปล่อยแบตเตอรี่อย่างเข้มข้น (ไฟหน้า, ผู้ใช้ไฟฟ้ารายอื่น, สัญญาณเตือน - ตลอดเวลา)

สถานการณ์ดีขึ้นเมื่อขับรถออกนอกเมือง แต่ไม่ใช่ในทางวิกฤต ระยะเวลาการเดินทางไม่นาน (ชาร์จแบตเตอรี่เต็ม - 12 ÷ 15 ชั่วโมง)

ที่จุดที่ 1 - 14.5 V วิวัฒนาการของก๊าซเริ่มต้นขึ้น (อิเล็กโทรไลซิสของน้ำเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน) และปริมาณการใช้น้ำเพิ่มขึ้น ผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อีกประการหนึ่งระหว่างอิเล็กโทรไลซิสคือการกัดกร่อนของเพลตเพิ่มขึ้น ดังนั้นคุณไม่ควรปล่อยให้แรงดันไฟฟ้าเกิน 14.5 V เป็นเวลานานที่ขั้วแบตเตอรี่

แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ (14.0 ÷ 14.5 V) ถูกเลือกจากเงื่อนไขการประนีประนอม - ทำให้มั่นใจได้ว่าการชาร์จแบตเตอรี่ปกติมากหรือน้อยด้วยการก่อตัวของก๊าซที่ลดลง (การใช้น้ำลดลง, อันตรายจากไฟไหม้ลดลง, อัตราการทำลายแผ่นลดลง)

จากที่กล่าวมาข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่าแบตเตอรี่จะต้องชาร์จใหม่ให้เต็มเป็นระยะอย่างน้อยเดือนละครั้งด้วยเครื่องชาร์จภายนอก เพื่อลดการเกิดแผ่นซัลเฟตและเพิ่มอายุการใช้งาน

แรงดันไฟของแบตเตอรี่เมื่อกระแสไฟสตาร์ทออก (IP = 2÷5 С20) ขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสไฟดิสชาร์จและอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ รูปที่ 2 แสดงลักษณะโวลต์-แอมแปร์ของแบตเตอรี่ 6ST-90 ที่อุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ หากกระแสไฟจ่ายคงที่ (เช่น IP = 3 C20, บรรทัดที่ 1) แรงดันแบตเตอรี่ในระหว่างการคายประจุจะต่ำลงและอุณหภูมิก็จะยิ่งต่ำลง เพื่อรักษาแรงดันไฟให้คงที่ระหว่างการคายประจุ (บรรทัดที่ 2) จำเป็นต้องลดกระแสไฟดิสชาร์จโดยลดอุณหภูมิของแบตเตอรี่

รูปที่ 2 ลักษณะโวลต์แอมแปร์ของแบตเตอรี่ 6ST-90 ที่อุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์ต่างกัน

3. ความจุของแบตเตอรี่ (C) คือปริมาณไฟฟ้าที่แบตเตอรี่จ่ายออกเมื่อคายประจุจนเหลือแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่อนุญาต ความจุของแบตเตอรี่แสดงเป็น Amp-hours (Ah) ยิ่งกระแสไฟไหลออกมากเท่าไร แรงดันไฟที่แบตเตอรี่สามารถคายประจุได้ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อกำหนดความจุเล็กน้อยของแบตเตอรี่ การคายประจุจะดำเนินการด้วยกระแส I \u003d 0.05С20 ถึงแรงดันไฟฟ้า 10.5 V อุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์ควรอยู่ในช่วง + (18 ÷ 27) °C และระยะเวลาคายประจุคือ 20 ชั่วโมง ถือว่าแบตเตอรี่หมดเมื่อความจุ 40% ของ C20

ความจุของแบตเตอรี่ในโหมดสตาร์ทจะถูกกำหนดที่อุณหภูมิ +25°C และกระแสไฟออก ZS20 ในกรณีนี้ เวลาคายประจุเป็นแรงดันไฟฟ้า 6 V (หนึ่งโวลต์ต่อแบตเตอรี่หนึ่งก้อน) ต้องมีอย่างน้อย 3 นาที

เมื่อแบตเตอรี่หมดด้วยกระแส ZS20 (อุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์ -18 ° C) แรงดันแบตเตอรี่ 30 วินาทีหลังจากเริ่มการคายประจุควรเป็น 8.4 V (9.0 V สำหรับแบตเตอรี่ที่ไม่ต้องบำรุงรักษา) และหลังจาก 150 วินาทีต้องไม่ต่ำกว่า 6 V. กระแสนี้บางครั้งเรียกว่ากระแสเย็นหรือกระแสเริ่มต้น ซึ่งอาจแตกต่างจาก ZS20 กระแสนี้จะแสดงบนกล่องแบตเตอรี่ถัดจากความจุ

หากการคายประจุเกิดขึ้นที่ความแรงของกระแสคงที่ความจุของแบตเตอรี่จะถูกกำหนดโดยสูตร

C \u003d ฉัน x t ที่ไหน

ผม - ปล่อยกระแส A;

เสื้อ - เวลาจำหน่าย h.

ความจุของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับการออกแบบ จำนวนเพลต ความหนา วัสดุตัวแยก ความพรุนของวัสดุแอกทีฟ การออกแบบอาร์เรย์เพลต และปัจจัยอื่นๆ ในการใช้งาน ความจุของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสไฟที่คายประจุ อุณหภูมิ โหมดการคายประจุ (เป็นระยะหรือต่อเนื่อง) สถานะของการชาร์จ และการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ ด้วยการเพิ่มขึ้นของกระแสไฟดิสชาร์จและระดับการคายประจุ เช่นเดียวกับอุณหภูมิที่ลดลง ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง ที่อุณหภูมิต่ำ ความจุของแบตเตอรี่ที่ลดลงพร้อมกับกระแสไฟดิสชาร์จที่เพิ่มขึ้นจะรุนแรงเป็นพิเศษ ที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส ความจุแบตเตอรี่ประมาณ 50% จะยังคงอยู่ที่อุณหภูมิ +20°C

สถานะแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์ที่สุดแสดงเพียงความจุเท่านั้น เพื่อตรวจสอบความจุที่แท้จริง เพียงพอที่จะนำแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ซึ่งชาร์จไว้จนเต็มออกโดยปล่อยกระแสไฟ I = 0.05 C20 (เช่น สำหรับแบตเตอรี่ที่มีความจุ 55 Ah, I = 0.05 x 55 = 2.75 A) ควรปล่อยประจุต่อไปจนกว่าแรงดันแบตเตอรี่จะสูงถึง 10.5 V. เวลาในการคายประจุควรอย่างน้อย 20 ชั่วโมง

สะดวกในการใช้หลอดไส้ในรถยนต์เป็นโหลดเมื่อกำหนดความจุ ตัวอย่างเช่นเพื่อให้กระแสไฟดิสชาร์จ 2.75 A ซึ่งการใช้พลังงานจะเป็น P \u003d I x U \u003d 2.75 A x 12.6 V \u003d 34.65 W ก็เพียงพอที่จะเชื่อมต่อหลอด 21 W และ 15 W โคมไฟแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของหลอดไส้สำหรับกรณีของเราควรเป็น 12 V แน่นอนว่าความถูกต้องของการตั้งค่ากระแสในลักษณะนี้คือ "บวกหรือลบรองเท้าพนัน" แต่สำหรับการกำหนดสภาพแบตเตอรี่โดยประมาณนั้นค่อนข้าง เพียงพอเช่นเดียวกับราคาถูกและราคาไม่แพง

เมื่อทำการทดสอบแบตเตอรี่ใหม่ด้วยวิธีนี้ เวลาในการคายประจุอาจน้อยกว่า 20 ชั่วโมง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกเขาได้รับความจุเล็กน้อยหลังจากรอบการชาร์จและคายประจุเต็ม 3-5 รอบ

ความจุของแบตเตอรี่สามารถประมาณได้โดยใช้ปลั๊กโหลด ปลั๊กโหลดประกอบด้วยขาสัมผัสสองขา ที่จับ ตัวต้านทานโหลดแบบสลับได้ และโวลต์มิเตอร์ หนึ่งในตัวเลือกที่เป็นไปได้จะแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 โหลดตัวเลือกส้อม

ในการทดสอบแบตเตอรี่สมัยใหม่ซึ่งมีเฉพาะขั้วเอาท์พุตเท่านั้น ต้องใช้ปลั๊กโหลด 12 โวลต์ ความต้านทานโหลดถูกเลือกในลักษณะเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่โหลดด้วยกระแส I = ZC20 (เช่น ด้วยความจุของแบตเตอรี่ 55 Ah ความต้านทานโหลดควรใช้กระแส I = ZC20 = 3 x 55 = 165 A ). ปลั๊กโหลดเชื่อมต่อแบบขนานกับหน้าสัมผัสเอาท์พุตของแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้ว โดยจะสังเกตเห็นเวลาที่แรงดันเอาต์พุตลดลงจาก 12.6 V เป็น 6 V คราวนี้สำหรับแบตเตอรี่ใหม่ที่ใช้งานได้และชาร์จเต็มแล้วควรมีอย่างน้อยสามก้อน นาทีที่อุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์ +25 ° C

4. แบตเตอรี่คายประจุเอง การปลดปล่อยตัวเองคือความจุของแบตเตอรี่ที่ลดลงด้วยวงจรภายนอกแบบเปิดนั่นคือไม่มีการใช้งาน ปรากฏการณ์นี้เกิดจากกระบวนการรีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติทั้งขั้วลบและขั้วบวก

อิเล็กโทรดเชิงลบมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อการปลดปล่อยตัวเองเนื่องจากการละลายของตะกั่ว (มวลลบเชิงรุก) ที่เกิดขึ้นเองในสารละลายของกรดซัลฟิวริก

การคายประจุของอิเล็กโทรดลบเองนั้นมาพร้อมกับวิวัฒนาการของก๊าซไฮโดรเจน อัตราการละลายของตะกั่วที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้น การเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์จาก 1.27 เป็น 1.32 g/cm3 ทำให้อัตราการคายประจุของอิเล็กโทรดลบเพิ่มขึ้น 40%

การคายประจุเองอาจเกิดขึ้นได้เมื่อด้านนอกของแบตเตอรี่สกปรกหรือถูกน้ำท่วมด้วยอิเล็กโทรไลต์ น้ำ หรือของเหลวอื่นๆ ที่ปล่อยให้ปล่อยผ่านฟิล์มนำไฟฟ้าที่อยู่ระหว่างขั้วแบตเตอรี่หรือจัมเปอร์

การคายประจุของแบตเตอรี่เองนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนใหญ่ เมื่ออุณหภูมิลดลงการปลดปล่อยตัวเองจะลดลง ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C แบตเตอรี่ใหม่จะหยุดทำงาน ดังนั้น แนะนำให้เก็บแบตเตอรี่ในสถานะชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ (สูงถึง -30°C) ทั้งหมดนี้แสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 การพึ่งพาแบตเตอรี่ที่คายประจุเองตามอุณหภูมิ

ในระหว่างการดำเนินการ การปลดปล่อยตัวเองจะไม่คงที่และเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน

เพื่อลดการคายประจุเอง จำเป็นต้องใช้วัสดุที่บริสุทธิ์ที่สุดในการผลิตแบตเตอรี่ ใช้เฉพาะกรดซัลฟิวริกบริสุทธิ์และน้ำกลั่นในการเตรียมอิเล็กโทรไลต์ ทั้งในระหว่างการผลิตและระหว่างการทำงาน

โดยปกติ ระดับการปลดปล่อยตัวเองจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียกำลังการผลิตในช่วงเวลาที่กำหนด การคายประจุแบตเตอรี่ด้วยตนเองถือเป็นเรื่องปกติหากไม่เกิน 1% ต่อวันหรือ 30% ของความจุของแบตเตอรี่ต่อเดือน

5. อายุการเก็บรักษาของแบตเตอรี่ใหม่ ปัจจุบันแบตเตอรี่รถยนต์ผลิตโดยผู้ผลิตในสถานะการชาร์จแบบแห้งเท่านั้น อายุการเก็บรักษาของแบตเตอรี่ที่ไม่มีการใช้งานมีข้อ จำกัด มากและไม่เกิน 2 ปี (ระยะเวลาการรับประกัน 1 ปี)

6. อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดสำหรับยานยนต์คืออย่างน้อย 4 ปี ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานที่กำหนดโดยโรงงาน จากประสบการณ์ของผม แบตเตอรี่หกก้อนใช้งานได้สี่ปี และหนึ่งก้อน ทนทานที่สุดเป็นเวลาแปดปี

accumullyator.reglinez.org

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ - EMF

ไฟฟ้า, พลังงาน, แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ - แบตเตอรี่ EMF - แรงเคลื่อนไฟฟ้า

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับโหลดจะมีค่าเฉลี่ย 2 โวลต์ มันไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่และขนาดของเพลต แต่ถูกกำหนดโดยความแตกต่างในสารออกฤทธิ์ของเพลตบวกและลบ ภายในขอบเขตเล็กๆ แรงเคลื่อนไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้จากปัจจัยภายนอก ซึ่งความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ เช่น ปริมาณกรดในสารละลายมีความสำคัญมากหรือน้อยในทางปฏิบัติ

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่คายประจุด้วยอิเล็กโทรไลต์ความหนาแน่นสูงจะมากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ชาร์จด้วยสารละลายกรดอ่อนกว่า ดังนั้นระดับการประจุของแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นเริ่มต้นที่ไม่รู้จักของสารละลายไม่ควรตัดสินโดยพิจารณาจากการอ่านค่าของอุปกรณ์เมื่อวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าโดยไม่ต้องโหลดที่เชื่อมต่อ แบตเตอรี่มีความต้านทานภายในที่ไม่คงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของสารออกฤทธิ์ ปัจจัยที่ชัดเจนที่สุดประการหนึ่งในความทนทานของแบตเตอรี่คืออิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ไม่เพียงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย ความต้านทานของแบตเตอรี่จึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ด้วย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความต้านทานจะลดลง การปรากฏตัวของตัวคั่นยังเพิ่มความต้านทานภายในขององค์ประกอบ ปัจจัยอีกประการหนึ่งที่เพิ่มความต้านทานขององค์ประกอบคือความต้านทานของวัสดุที่ใช้งานและตะแกรง นอกจากนี้ สถานะการชาร์จยังส่งผลต่อความต้านทานของแบตเตอรี่อีกด้วย ตะกั่วซัลเฟตที่เกิดขึ้นระหว่างการคายประจุบนแผ่นทั้งขั้วบวกและขั้วลบ จะไม่นำไฟฟ้า และการมีอยู่ของมันจะเพิ่มความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก ซัลเฟตจะปิดรูพรุนของเพลตเมื่ออยู่ในสถานะมีประจุ และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรไลต์เข้าถึงวัสดุที่ใช้งานอยู่ได้ฟรี ดังนั้นเมื่อประจุองค์ประกอบ ความต้านทานจะน้อยกว่าในสถานะการคายประจุ

roadmachine.ru

แรงเคลื่อนไฟฟ้า - แบตเตอรี่ - สารานุกรมขนาดใหญ่ของน้ำมันและก๊าซ, บทความ, หน้า 1

แรงเคลื่อนไฟฟ้า - แบตเตอรี่

หน้า 1

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่สามก้อนขนานสองกลุ่มที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมในแต่ละกลุ่มคือ 4 5 V กระแสในวงจรคือ 1 5 A แรงดันคือ 4 2 V

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่คือ 18 V.

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่เหมือนกันสามก้อนคือ 4 2 V แรงดันแบตเตอรี่เมื่อปิดที่ความต้านทานภายนอก 20 โอห์มคือ 4 V

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ที่เหมือนกันสามก้อนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมคือ 4 2 V แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เมื่อลัดวงจรถึงความต้านทานภายนอก 20 โอห์มคือ 4 V

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่สามก้อนที่ต่อขนานกันคือ 1 5 V ความต้านทานภายนอกคือ 2 8 โอห์ม กระแสในวงจรคือ 0 5 A

โอห์ม - ม.; U คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ V; / - ความแรงปัจจุบัน, A; K - ค่าสัมประสิทธิ์คงที่ของอุปกรณ์

ดังนั้นการเคลือบดังกล่าวจึงจำเป็นต้องลดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่

เมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน (ดูรูปที่ 14) แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะยังคงเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์หนึ่งเซลล์โดยประมาณ แต่ความจุของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นเป็น n

ดังนั้น เมื่อเชื่อมต่อแหล่งกระแสที่เหมือนกัน n แหล่งเป็นอนุกรม แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ได้จะมากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสแยก n เท่า อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ ไม่เพียงแต่จะเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึง ความต้านทานภายในของแหล่งปัจจุบัน การรวมดังกล่าวเป็นข้อได้เปรียบเมื่อความต้านทานภายนอกของวงจรสูงมากเมื่อเปรียบเทียบกับความต้านทานภายใน

หน่วยปฏิบัติการของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเรียกว่าโวลต์ และแตกต่างเพียงเล็กน้อยจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ของแดเนียล

โปรดทราบว่าประจุเริ่มต้นของตัวเก็บประจุและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าที่ขวางนั้นถูกสร้างขึ้นโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ในทางกลับกัน การโก่งตัวเริ่มต้นของร่างกายเกิดจากแรงภายนอก ดังนั้น แรงที่กระทำต่อระบบออสซิลเลเตอร์เชิงกลจึงมีบทบาทคล้ายกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่กระทำต่อระบบออสซิลเลเตอร์ทางไฟฟ้า

โปรดทราบว่าประจุเริ่มต้นของตัวเก็บประจุและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าที่ขวางนั้นถูกสร้างขึ้นโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ในทางกลับกัน การโก่งตัวเริ่มต้นของร่างกายถูกสร้างขึ้นโดยไซลอนที่ใช้ภายนอก ดังนั้น แรงที่กระทำต่อระบบออสซิลเลเตอร์เชิงกลจึงมีบทบาทคล้ายกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่กระทำต่อระบบออสซิลเลเตอร์ทางไฟฟ้า

โปรดทราบว่าประจุเริ่มต้นของตัวเก็บประจุและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าที่ขวางนั้นถูกสร้างขึ้นโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ในทางกลับกัน การโก่งตัวเริ่มต้นของร่างกายถูกสร้างขึ้นจากภายนอกโดยแรงที่ใช้ ดังนั้น แรงที่กระทำต่อระบบออสซิลเลเตอร์เชิงกลจึงมีบทบาทคล้ายกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่กระทำต่อระบบออสซิลเลเตอร์ทางไฟฟ้า

หน้า: 1 2

www.ngpedia.ru

สูตร EMF

นี่คือผลงานของกองกำลังภายนอก และเป็นขนาดของประจุ

หน่วยของแรงดันคือ V (โวลต์)

EMF เป็นปริมาณสเกลาร์ ในวงจรปิด EMF มีค่าเท่ากับแรงกระทำในการเคลื่อนประจุที่คล้ายกันไปทั่วทั้งวงจร ในกรณีนี้กระแสในวงจรและภายในแหล่งกระแสจะไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม งานภายนอกที่สร้าง EMF จะต้องไม่มีแหล่งกำเนิดทางไฟฟ้า (แรงลอเรนซ์, การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า, แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง, แรงที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาเคมี) งานนี้จำเป็นต้องเอาชนะแรงผลักของตัวพาปัจจุบันภายในแหล่งกำเนิด

หากกระแสไหลในวงจร EMF จะเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟตกในวงจรทั้งหมด

ตัวอย่างการแก้ปัญหาในหัวข้อ "แรงเคลื่อนไฟฟ้า"

ที่แผ่นลบ

ที่แผ่นบวก

ที่ไหน อี -ประจุของอิเล็กตรอนคือ

สมการ (27.1) - (27.3) ควรอ่านจากซ้ายไปขวา

ซังดังนี้

ที่จำหน่าย

ที่ไหน อี 0 - EMF แบบย้อนกลับ; อี p - EMF ของโพลาไรซ์; R - ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

อุณหภูมิ. ผลรวมของ EMF แบบย้อนกลับและ EMF แบบโพลาไรซ์ เช่น อี 0 ± Eพี , หมายถึง EMF ของแบตเตอรี่ภายใต้ EMF ปัจจุบันหรือแบบไดนามิก เมื่อคายประจุจะน้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ และเมื่อชาร์จจะมากกว่า แรงดันแบตเตอรี่ภายใต้กระแสไฟแตกต่างจาก EMF แบบไดนามิกเท่านั้นโดยค่าของแรงดันตกคร่อมภายในซึ่งค่อนข้างเล็ก ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่จ่ายไฟก็ขึ้นอยู่กับกระแสและอุณหภูมิด้วย อิทธิพลของแบตเตอรี่ที่มีต่อแรงดันแบตเตอรี่ในระหว่างการคายประจุและการชาร์จนั้นมากกว่าวงจรเปิดมาก

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่โตราห์ความต้านทานภายในประกอบด้วยความต้านทานของโครงเพลท มวลแอคทีฟ ตัวแยก และอิเล็กโทรไลต์ หลังบัญชีสำหรับส่วนใหญ่ของความต้านทานภายใน ความต้านทานของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นในระหว่างการคายประจุและลดลงระหว่างการชาร์จ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารละลายและเนื้อหาของซัลเฟต

แบตเตอรี่คายประจุเองการคายประจุเองคือการสูญเสียพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาข้างเคียงบนเพลตของขั้วทั้งสอง ซึ่งเกิดจากสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายโดยไม่ได้ตั้งใจในวัสดุที่ใช้หรือสิ่งเจือปนที่นำเข้าสู่อิเล็กโทรไลต์ระหว่างการทำงาน สิ่งสำคัญในทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดคือการปลดปล่อยตัวเองที่เกิดจากการมีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ของสารประกอบโลหะต่างๆ ที่มีอิเล็กโตรบวกมากกว่าตะกั่ว เช่น ทองแดง พลวง ฯลฯ โลหะถูกปลดปล่อยออกมาบนแผ่นลบและสร้างองค์ประกอบที่ลัดวงจรจำนวนมากด้วยแผ่นตะกั่ว . อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดตะกั่วซัลเฟตและไฮโดรเจนซึ่งถูกปล่อยออกมาบนโลหะที่ปนเปื้อน สามารถตรวจจับการคายประจุได้เองโดยการปล่อยก๊าซออกเล็กน้อยที่แผ่นขั้วลบ

แผ่นซัลเฟตผิดปกติตะกั่วซัลเฟตจะก่อตัวขึ้นบนเพลตของทั้งสองขั้วที่มีการปลดปล่อยแต่ละครั้ง ดังที่เห็นได้จากสมการปฏิกิริยาการปลดปล่อย ซัลเฟตนี้มี

แบตเตอรี่ EMF (แรงเคลื่อนไฟฟ้า)คือความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าในกรณีที่ไม่มีวงจรภายนอก ศักย์ไฟฟ้าคือผลรวมของศักย์ไฟฟ้าสมดุล มันแสดงลักษณะของสถานะของอิเล็กโทรดที่อยู่นิ่ง นั่นคือ ไม่มีกระบวนการไฟฟ้าเคมี และศักย์ไฟฟ้าโพลาไรเซชัน ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นความต่างศักย์ของอิเล็กโทรดในระหว่างการชาร์จ (การคายประจุ) และในกรณีที่ไม่มีวงจร

กระบวนการแพร่

อัตราการแพร่โดยตรงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด กระบวนการก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น และสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในเวลาตั้งแต่สองชั่วโมงถึงหนึ่งวัน การมีอยู่ของส่วนประกอบสองส่วนของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดในสภาวะชั่วครู่นำไปสู่การแบ่งออกเป็นดุลยภาพและไม่สมดุล แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่.
เกี่ยวกับความสมดุล แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ปริมาณและความเข้มข้นของไอออนของสารออกฤทธิ์ในอิเล็กโทรไลต์ ตลอดจนคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของสารออกฤทธิ์ บทบาทหลักในขนาดของ EMF นั้นเล่นโดยความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิแทบไม่มีผลกับมัน การพึ่งพา EMF ต่อความหนาแน่นสามารถแสดงได้โดยสูตร:

โดยที่ E คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (V)

P - ความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ลดลงเหลืออุณหภูมิ 25 กรัม C (g/cm3) สูตรนี้ใช้ได้กับความหนาแน่นของการทำงานของอิเล็กโทรไลต์ในช่วง 1.05 - 1.30 g/cm3 EMF ไม่สามารถระบุลักษณะระดับการหายากของแบตเตอรี่ได้โดยตรง แต่ถ้าคุณวัดที่ข้อสรุปและเปรียบเทียบกับความหนาแน่นที่คำนวณได้ คุณสามารถตัดสินสถานะของเพลตและความจุได้ในระดับหนึ่ง
ที่เหลือความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของอิเล็กโทรดและโพรงของโมโนบล็อกจะเท่ากันและเท่ากับ EMF ที่เหลือ เมื่อเชื่อมต่อผู้บริโภคหรือแหล่งกำเนิดประจุ โพลาไรซ์ของเพลตและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนไป สิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงใน EMF เมื่อชาร์จ ค่า EMF จะเพิ่มขึ้น และเมื่อคายประจุ ค่าจะลดลง นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงในความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการไฟฟ้าเคมี

แรงเคลื่อนไฟฟ้า

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของแบตเตอรี่ E คือความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้า ซึ่งวัดด้วยวงจรเปิดภายนอก

EMF ของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ที่ต่ออนุกรม n ก้อน

จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่าง EMF สมดุลของแบตเตอรี่และ EMF ที่ไม่สมดุลของแบตเตอรี่ในช่วงเวลาตั้งแต่การเปิดวงจรไปจนถึงการสร้างสถานะสมดุล (ระยะเวลาของกระบวนการเปลี่ยนผ่าน) EMF วัดด้วยโวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานสูง (ความต้านทานภายในไม่น้อยกว่า 300 โอห์ม/V) ในการทำเช่นนี้โวลต์มิเตอร์จะเชื่อมต่อกับขั้วของแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่ ในกรณีนี้ ไม่ควรให้กระแสชาร์จหรือคายประจุไหลผ่านตัวสะสม (แบตเตอรี่)

สมดุล EMF ของแบตเตอรี่ตะกั่ว เช่นเดียวกับแหล่งกระแสเคมีใดๆ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของสารที่เกี่ยวข้องในกระบวนการสร้างกระแส และไม่ขึ้นกับขนาดและรูปร่างของอิเล็กโทรดโดยสิ้นเชิง ตลอดจนปริมาณ ของมวลสารออกฤทธิ์และอิเล็กโทรไลต์ ในเวลาเดียวกัน ในแบตเตอรี่ตะกั่ว อิเล็กโทรไลต์เกี่ยวข้องโดยตรงกับกระบวนการสร้างกระแสไฟฟ้าบนขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่ และเปลี่ยนความหนาแน่นตามระดับการประจุของแบตเตอรี่ ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าสมดุลซึ่งเป็นหน้าที่ของความหนาแน่น

การเปลี่ยนแปลง EMF ของแบตเตอรี่ที่มีอุณหภูมินั้นน้อยมากและสามารถละเลยได้ระหว่างการทำงาน

แรงดันไฟขณะชาร์จและคายประจุ

ความต่างศักย์ที่ขั้วขั้วของแบตเตอรี่ (แบตเตอรี่) ในกระบวนการชาร์จหรือคายประจุเมื่อมีกระแสไฟในวงจรภายนอก โดยทั่วไปเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (แบตเตอรี่) การมีความต้านทานภายในของแบตเตอรี่นำไปสู่ความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าในระหว่างการคายประจุนั้นน้อยกว่า EMF เสมอและเมื่อชาร์จจะมากกว่า EMF เสมอ

เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้องมากกว่า EMF ตามปริมาณการสูญเสียภายใน ในช่วงเริ่มต้นของการชาร์จ จะมีแรงดันกระโดดจากปริมาณการสูญเสียโอห์มมิกภายในแบตเตอรี่ จากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากศักย์ไฟฟ้าโพลาไรเซชัน ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุน ของมวลที่ใช้งาน จากนั้นจะมีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ สาเหตุหลักมาจากการเพิ่มขึ้นของ EMF ของแบตเตอรี่เนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น

หลังจากที่ปริมาณตะกั่วซัลเฟตหลักถูกแปลงเป็น PbO2 และ Pb แล้ว ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการสลายตัวของน้ำ (อิเล็กโทรไลซิส) ปริมาณไฮโดรเจนและออกซิเจนไอออนที่มากเกินไปที่ปรากฏในอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มความต่างศักย์ของอิเล็กโทรดที่อยู่ตรงข้ามกัน สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของแรงดันการชาร์จ ทำให้เกิดการเร่งกระบวนการของการสลายตัวของน้ำ ไฮโดรเจนและออกซิเจนไอออนที่เกิดขึ้นจะไม่ทำปฏิกิริยากับสารออกฤทธิ์ พวกมันรวมตัวกันเป็นโมเลกุลที่เป็นกลางและถูกปล่อยออกมาจากอิเล็กโทรไลต์ในรูปของฟองก๊าซ (ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวก ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาทางลบ) ทำให้อิเล็กโทรไลต์ "เดือด"

หากคุณดำเนินการชาร์จต่อไป คุณจะเห็นว่าการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์และแรงดันการชาร์จหยุดลงจริง ๆ เนื่องจากตะกั่วซัลเฟตเกือบทั้งหมดทำปฏิกิริยาแล้ว และพลังงานทั้งหมดที่จ่ายให้กับแบตเตอรี่ตอนนี้ถูกใช้ไปในกระบวนการด้านข้างเท่านั้น - การสลายตัวด้วยไฟฟ้าของน้ำ สิ่งนี้อธิบายความคงตัวของแรงดันการชาร์จ ซึ่งเป็นหนึ่งในสัญญาณของการสิ้นสุดกระบวนการชาร์จ

หลังจากการชาร์จสิ้นสุดลง กล่าวคือ แหล่งกำเนิดภายนอกถูกปิด แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็วจนถึงค่า EMF ที่ไม่สมดุล หรือเท่ากับค่าของการสูญเสียภายในแบบโอห์มมิก จากนั้น EMF จะค่อยๆ ลดลง (เนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ลดลงในรูขุมขนของมวลแอคทีฟ) ซึ่งจะดำเนินต่อไปจนกว่าความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในปริมาตรของแบตเตอรี่และรูพรุนของมวลแอคทีฟจะสมบูรณ์ ทำให้เท่าเทียมกันซึ่งสอดคล้องกับการจัดตั้ง EMF ดุลยภาพ

เมื่อแบตเตอรี่หมด แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วจะน้อยกว่า EMF ตามค่าของแรงดันไฟภายในที่ลดลง

ในช่วงเริ่มต้นของการคายประจุ แรงดันแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็วตามปริมาณการสูญเสียโอห์มมิกและโพลาไรเซชันอันเนื่องมาจากความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่ลดลงในรูพรุนของมวลแอคทีฟ นั่นคือ โพลาไรเซชันแบบเข้มข้น นอกจากนี้ ในระหว่างกระบวนการคายประจุในสภาวะคงตัว (อยู่กับที่) ความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์จะลดลงในปริมาตรของแบตเตอรี่ ส่งผลให้แรงดันการคายประจุลดลงทีละน้อย ในเวลาเดียวกันมีการเปลี่ยนแปลงในอัตราส่วนของเนื้อหาของตะกั่วซัลเฟตในมวลที่ใช้งานซึ่งทำให้การสูญเสียโอห์มมิกเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ อนุภาคตะกั่วซัลเฟต (มีปริมาตรประมาณสามเท่าเมื่อเทียบกับอนุภาคของตะกั่วและไดออกไซด์ที่ก่อตัวขึ้น) จะปิดรูพรุนของมวลแอคทีฟซึ่งป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรไลต์ผ่านเข้าไปในความลึกของอิเล็กโทรด . สิ่งนี้ทำให้เกิดการเพิ่มความเข้มข้นของโพลาไรเซชัน ซึ่งทำให้แรงดันการคายประจุลดลงอย่างรวดเร็ว

เมื่อการคายประจุหยุดลง แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามปริมาณการสูญเสียโอห์มมิก ซึ่งไปถึงค่า EMF ที่ไม่สมดุล การเปลี่ยนแปลง EMF เพิ่มเติมเนื่องจากการจัดตำแหน่งของความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในรูพรุนของมวลที่ใช้งานและในปริมาตรของแบตเตอรี่นำไปสู่การสร้างค่า EMF สมดุลทีละน้อย

แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในระหว่างการคายประจุนั้นพิจารณาจากอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์เป็นหลักและความแรงของกระแสไฟที่ปล่อยออกมา ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ความต้านทานของตัวสะสมตะกั่ว (แบตเตอรี่) นั้นไม่มีนัยสำคัญและในสถานะชาร์จจะมีค่าเพียงไม่กี่มิลลิโอห์ม อย่างไรก็ตามที่กระแสของการคายประจุของสตาร์ทเตอร์ซึ่งมีความแข็งแกร่งสูงกว่าค่าความจุที่ระบุ 4-7 เท่า แรงดันตกคร่อมภายในมีผลอย่างมากต่อแรงดันไฟดิสชาร์จ การเพิ่มขึ้นของการสูญเสียโอห์มมิกที่มีอุณหภูมิลดลงนั้นสัมพันธ์กับความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้ยากต่อการแพร่กระจายเข้าไปในรูพรุนของมวลแอคทีฟและเพิ่มความเข้มข้นของโพลาไรเซชัน (กล่าวคือ เพิ่มการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ลดลง ความเข้มข้นในรูพรุนของอิเล็กโทรด) ที่กระแสไฟมากกว่า 60 A การพึ่งพาแรงดันไฟดิสชาร์จกับความแรงของกระแสเกือบจะเป็นเส้นตรงในทุกอุณหภูมิ

ค่าเฉลี่ยของแรงดันแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จและการคายประจุจะถูกกำหนดเป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตของค่าแรงดันที่วัดตามช่วงเวลาปกติ

บ้าน » ระบบกำลังเครื่องยนต์ » แบตเตอร์รี่ems. แบตเตอรี่คืออะไร - แนวคิด แรงเคลื่อนไฟฟ้า - แบตเตอรี่