скачать полную версию/толық нұсқасын жүктеу

Электр аккумуляторы.

            Электр аккумуляторы – электр энергисын жинап (химиялық энергияға айналдыру арқылы), қажет болғанда сыртқы тізбекке бере алатын химиялық ток көзі. Электр аккумуляторы ішінде электролит (қышқыл не сілті) және электродтары бар изоляциялық материалдан (эбонит, шыны, пластмасса) жасалған ыдыстан тұрады. Электродтарын сыртқы тізбекке қосқанда, онда химиялық энергияны электр энергиясына айналдыратын химиялық процесс жүреді. Тізбектен электр тогы өтіп, аккумулятор разрядталады. Разрядталған аккумуляторды басқа тұрақты ток көзіне қосып зарядтайды. Бұл жолы керісінше электр энергиясын химиялық энергияға түрлендіретін химиялық процесс жүреді. Сыртқы тізбекке берілетін электр мөлшері (А·сағ) аккумулятордың сыйымдылығы, ал аккумулятордың 1 кг салмағы не 1 дм3 көлемінен алынатын энергия мөлшері (Вт·сағ) оның салмақтық немесе көлемдік меншікті энергиясы деп аталады. Электр аккумуляторы сыйымдылығымен және энергия қайтымдылығымен (немесе пайдалы әсер коэффициентімен), сондай-ақ зарядтау және разрядтау кезіндегі токтың орташа кернеуімен (В) де сипатталады. Сыйымдылық қайтымдылығы деп разрядтық А·сағ-тың зарядтау кезінде алынған А·сағ-қа қатынасын, энергия қайтымдылығы деп разрядтық энергия мөлшерінің зарядтау кезінде жиналған энергияға қатынасын айтады.

            Электр аккумуляторы стационарлы және тасымал болып бөлінеді. Стационарлы аккумулятор электр, радио, телефон және телеграф стационарларында тұрақты ток көзі ретінде, тасымал аккумуляторы көшпелі қондырғыларда (көшпелі радиоаппаратураларда, автомобильде, самолетте, электрокарда т.б.) қолданылады. Электр аккумуляторы электролит түріне қарай қышқылды және сілтілі болып бөлінеді. Кең тарағаны – қорғасынды-қышқылды электр аккумуляторлары (негізінен стационар қондырғыларда). Оларда электролит ретінде тығыздығы 1,18-1,29 г/см3 күкріт қышқылының (H2SO4) ерітіндісі, ал оң электрод ретінде қорғасынның қос тотығы (PbO2), теріс электрод ретінде металдық қорғасын (Pb) пайдаланылады. Қышқылды аккумулятор разрядталғанда, мынадай химиялық процесс жүреді:

PbO2  +  Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O.

Соның нәтижесінде аккумулятор кернеуі мен электролит тығыздығы кемиді. Аккумулятордың разрядтау кезіндегі орташа кернеуі 1,98 В, ал зарядтық кернеуі 2,4 В.

            Тасымал электр аккумуляторы ретінде көбінесе сілтілі аккумулятор пайдаланылады. Қышқылды аккумуляторларға қарағанда оның механикалық беріктігі жоғары, жұмыс үстінде зиянды газ бөлмейді, пайдалануға ыңғайлы. Сілтілі аккумуляторларға темірлі-никельді және кадмийлі-никельді электр аккумуляторларды қолданады.  Оларда  электролит  ретінде  тығыздығы  1,20

г/см3 ащы калийдің судағы ерітіндісі (калий сілтісі), оң электрод ретінде графит араласқан никель тотықтары, теріс электрод ретінде темір ұнтақтары немесе темір араласқан металдық кадмий пайдаланылады. Темірлі-никельді аккумуляторлардың орташа зарядтық кернеуі 1,74 В, ал кадмийлі-никельді аккумуляторларда – 1,65 В. Самолеттерде күмісті-мырышты және күмісті-кадмийлі сілтілі электр аккумуляторлар кеңінен қолданылады. Олардың меншікті энергиясы басқа аккумуляторларға қарағанда молырақ, герметизацияланған жабық ыдыстарда, температурасы және қысымы төмен биіктік жағдайында жұмыс істей береді. Бірақ олар қорғасынды-қышқылды электр аккумуляторларына қарағанда 4-10 есе қымбатқа түседі. Электр аккумуляторлар басқа да өндірістің көптеген салаларында қолданылады. Қуатты және жоғары кернеулі тұрақты ток көздерін жасау үшін электр аккумуляторларынан батареялар құрастырылады. Электр аккумуляторларын жасауда бірінші тәжірибені 19 ғасырдың бас кезінде В.В.Петров және И.Риттер жүргізді. Аккумуляторлардың конструкциясын жетілдіріп, оның қасиеттерін зерттеуде орыс ғалымдары Э.Х.Ленц, Д.А.Лачинов, Е.П.Тверитинов, Н.Н.Бенардос, П.Н.Яблочков,  М.П.Авенариус, ағылшын физигі У.Гров, француз Р.Планте т.б. ғалымдар үлкен үлес қосты. Сілтілі аккумуляторларды 1900 жылы Т.А.Эдисон ойлап тапты.