Что такое эдс батареи на зарядном устройстве

Устройство автомобилей

Характеристикой зарядки аккумуляторной батареи называют зависимости изменения плотности электролита, ЭДС и напряжения батареи от времени зарядки при постоянной силе зарядного тока (рис. 1).

Характеристики зарядки снимают при зарядке аккумулятора постоянной силой тока, соответствующего 10 % номинальной емкости аккумулятора. Для зарядки аккумулятора необходимо, чтобы напряжение зарядного устройства превышало ЭДС аккумулятора (Е_аб). В процессе зарядки силу зарядного тока с помощью реостата поддерживают постоянной. Через равные промежутки времени измеряют напряжение U_З на зажимах аккумулятора, а также плотность электролита ρ.
ЭДС аккумулятора измеряют при разомкнутой внешней цепи, а ЭДС покоя (Е₀) подсчитывают по формуле.

Причины изменения величин ρ, Е₀, Е_аб и U_З аккумуляторной батареи следующие.

Вследствие того, что в процессе зарядки постоянной силой тока в порах активной массы пластин в единицу времени выделяется одинаковое количество серной кислоты и уменьшается количество воды, плотность электролита ρ, а вместе с ней и ЭДС покоя (Е₀) аккумулятора будут прямо пропорционально расти (рис. 1б).

В начале зарядки плотность электролита в порах пластин быстро увеличивается, а вместе с тем растет ЭДС аккумулятора Е_аб. При дальнейшей зарядке из-за растворения кристаллов PbSO₄ увеличиваются проходные сечения пор в активной массе, что способствует свободному доступу менее плотного электролита в поры пластин.

Когда установится равновесие между образованием серной кислоты в порах пластин и притоком в поры электролита с меньшей плотностью, то в течение длительного времени зарядки разность плотностей электролита в порах активной массы и вокруг пластин будет оставаться почти неизменной. В течение этого времени рост ЭДС тоже почти прекратится.

Постепенное повышение плотности электролита в баке аккумуляторной батареи сопровождается увеличением его вязкости, что замедляет процесс диффузии в поры активной массы пластин, поэтому в порах несколько повысится плотность электролита, а вместе с тем увеличится и ЭДС.

В конце зарядки аккумулятора большая часть активной массы пластин превратится в двуокись свинца (PbO₂) и чистый свинец (Pb), при этом часть ионов кислорода и водорода, выделяющаяся на пластинах не вступит в химическую реакцию с массой пластин и нейтрализуется, что характеризуется «кипением» электролита и означает окончание процесса зарядки.

Газообразование начинается при напряжении аккумулятора 2,4 В, интенсивно увеличивается до напряжения 2,7 В, после чего продолжается до момента прекращения зарядки.

В период газообразования положительные ионы водорода, выделяющиеся на отрицательных пластинах, присоединяют к себе недостающие электроны с некоторым запаздыванием, поэтому в конце зарядки аккумулятора вокруг отрицательных пластин будет сосредоточиваться большое количество положительных ионов водорода, в следствие чего между отрицательными пластинами и электролитом создается дополнительная разность потенциалов (около 0,33 В), увеличивающая напряжение аккумуляторов до 2,7 В.

Напряжение U_З на зажимах заряжаемого аккумулятора будет больше ЭДС покоя Е₀ на величину прироста ЭДС (ΔЕ) и величину падения напряжения внутри аккумулятора I_ЗR_аб:

При достижении напряжения аккумулятора 2,7 В и в целях более полного использования активной массы пластин зарядку аккумулятора продолжают при сильном газообразовании, пока напряжение и плотность электролита будут оставаться постоянными в течение 2 часов, что служит признаком окончания зарядки аккумулятора.

При зарядке исправного аккумулятора электричества затрачивается на 10…15 % больше, чем он отдает при разрядке.

После выключения цепи напряжение на зажимах аккумулятора резко падает на величину I_ЗR_аб, затем ЭДС снижается на 0,33 В вследствие нейтрализации ионов водорода и кислорода на пластинах. В дальнейшем ЭДС аккумулятора снижается несколько медленнее до значения Е₀ по мере выравнивания плотности электролита, находящегося в порах пластин и между пластинами.

Что такое эдс батареи на зарядном устройстве

Электродвижущая сила аккумулятора

Можно ли по ЭДС точно судить о степени заряженности аккумулятора?

Электродвижущей силой (ЭДС) аккумулятора называется разность его электродных потенциалов, измеренная при разомкнутой внешней цепи:

где φ+ и φ– – соответственно потенциалы положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи.

ЭДС батареи, состоящей из n последовательно соединённых аккумуляторов:

В свою очередь, электродный потенциал при разомкнутой цепи в общем случае состоит из равновесного электродного потенциала, характеризующего равновесное (стационарное) состояние электрода (при отсутствии переходных процессов в электрохимической системе), и потенциала поляризации.

Этот потенциал в общем случае определяется как разность между потенциалом электрода при разряде или заряде и его потенциалом в равновесном состоянии в отсутствии тока. Однако следует отметить, что состояние аккумулятора сразу после выключения зарядного или разрядного тока не является равновесным вследствие различия концентрации электролита в порах электродов и межэлектродном пространстве. Поэтому электродная поляризация сохраняется в аккумуляторе довольно длительное время и после отключения зарядного или разрядного тока и характеризует в этом случае отклонение электродного потенциала от равновесного значения за счёт переходного процесса, то есть в основном вследствие диффузионного выравнивания концентрации электролита в аккумуляторе от момента размыкания внешней цепи до установления равновесного стационарного состояния в аккумуляторе.

Химическая активность реагентов, собранных в электрохимическую систему аккумулятора, и, следовательно, изменение ЭДС аккумулятора весьма незначительно зависит от температуры. При изменении температуры от –30°С до+50°С (в рабочем диапазоне для АКБ) электродвижущая сила каждого аккумулятора в батарее изменяется всего на 0,04 В и при эксплуатации аккумуляторов им можно пренебречь.

С повышением плотности электролита ЭДС повышается. При температуре +18°С и плотности 1,28 г/см3 аккумулятор (имеется в виду одна банка) обладает ЭДС равной2,12 В. Аккумуляторная батарея из шести элементов обладает ЭДС равной 12,72 В(6 ? 2,12 В = 12,72 В).

По ЭДС нельзя точно судить о степени заряженности аккумулятора.
ЭДС разряженного аккумулятора с большей плотностью электролита будет выше, чем ЭДС заряженного аккумулятора, но имеющего меньшую плотность электролита. Величина ЭДС исправного аккумулятора зависит от плотности электролита (степени его заряженности) и изменяется от 1,92 до 2,15 В.

При эксплуатации аккумуляторных батарей путём измерения ЭДС можно обнаружить серьёзную неисправность аккумуляторной батареи (замыкание пластин в одной или нескольких банках, обрыв соединительных проводников между банками и тому подобное).

ЭДС измеряют высокоомным вольтметром (внутреннее сопротивление вольтметране менее 300 Ом/В). В ходе выполнения измерений вольтметр присоединяют к выводам аккумулятора или батареи. При этом через аккумулятор (батарею) не должен протекать зарядный или разрядный ток!

***
Электродвижущая сила (ЭДС) – скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока.
ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах.

Зарядное устройство ЗУ-75М

Устройство предназначено для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей емкостью от 40 до 75 А/ч. На передней панели ЗУ-75М расположен двухпозиционный переключатель зарядного тока и индикатор зарядного тока, с пределом показаний от 0 до 10А. Для удобства зарядное устройство ЗУ-75М оснащено индикатором ЭДС, который поможет оценить состояние аккумулятора (Подробная инструкция указана в Руководстве по эксплуатации).

Характеристики:

• Ток заряда: 0-10А
• Емкость заряжаемого аккумулятора: 40–75 А/ч
• Защита от неправильной полярности
• Защита от короткого замыкания
• Индикатор ЭДС
• Ток, потребляемый в режиме холостого хода, не более 0,15А, при напряжении питания 220 В ±10%, (50±1)Гц
• Режим работы при зарядном токе 6 А, не менее 6 часов.
• Отключение при аварийном режиме работы, при выходном токе в цепи нагрузки более (10±’0)А, через 2-5 секунд
• Номинальное выходное постоянное напряжение (13,5±1.2) В, при напряжении питания. от 198 В до 242 В
• Номинальный ток заряда 6,0±0,5-0,1А
• Потребляемая мощность, при токе заряда 6 А, не более 100 Вт
• Степень защиты от поражения электрическим током II

• Габаритные размеры(Ш/В/Г): 210/140/87 мм
• Масса прибора не более, 1,7 кг
• Срок службы не менее 10 лет.

Запрещается эксплуатация устройства при повреждении шнура питания!

Указания по эксплуатации:

• Устройство зарядное ЗУ-75M предназначено для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей емкостью от (40 до 75) А/ч.
• Клемму аккумулятора, не подсоединенную к шасси, следует подсоединять к зарядному устройству первой, другое подсоединение должно быть сделано к шасси вдали от аккумулятора и топливной линии затем зарядное устройство батарей присоединяют к питающей сети.
• Устройство зарядное работает от сети переменного тока частотой 50 Герц и напряжением 220 Вольт.
• Условия эксплуатации в закрытых проветриваемых помещениях при температуре от -10°C до +35°C и относительной влажности до 85%.

Требования по безопасности:

При эксплуатации зарядного устройства ЗУ-75М необходимо соблюдать требования руководства по эксплуатации.

• Запрещается снимать кожух устройства во время работы.
• Запрещается проводить какой-либо ремонт устройства аварийного отключения зарядного устройства.
• Запрещается замыкать или блокировать механически устройство защитного отключения.
• Во время заряда аккумуляторной батареи выделяются взрывоопасные газы, проветривайте периодически помещение.
• Зарядное устройство располагайте на расстоянии около 1 метра от заряжаемой батареи.
• Отключайте зарядное устройство от сети питания перед тем, как присоединяете или отключаете заряжаемый аккумулятор.
• Помните, что оставленный без надзора на долгое время заряжаемый аккумулятор, представляет опасность.
• Устройство зарядное ЗУ-75M имеет устройство защитного отключения по вторичной цепи и отключает зарядную цепь при превышении зарядного тока более 10А.
• Предупреждение о невозможности перезарядки неперезаряжаемых батарей.

Порядок работы:

Подготовка:

1. При всех подготовленных операциях устройство должно быть отключено от сети.
2. Установите зарядное устройство на расстоянии около 1 метра от заряжаемого аккумулятора.
3. Присоединяйте зажимы зарядного устройства к клеммам аккумулятора, соблюдая полярность и оцените его состояние с помощью индикатора ЭДС.
4. Установите переключатель тока заряда в положение соответствующее емкости заряжаемой батареи: — для аккумуляторов — 55 — 75 А/ч — (4-6)А.

Применение:

1. После выполнения операций, по подготовке, зарядное устройство подключается к сети питания, и процесс зарядки начался.
2. Не рекомендуется производить заряд и подзарядку аккумуляторной батареи повышенным током.
3. Придерживайтесь рекомендаций завода-изготовителя аккумулятора.
4. После завершения зарядки начнет светиться светодиод индикатора ЭДС со значением.
5. Отключите ЗУ-75М от сети питания, отсоедините зажимы от клемм аккумулятора. Прибор готов к хранению.

Комплект поставки:

• Зарядное устройство ЗУ-75M с соединительными проводами 1шт.
• Зажимы для подключения к аккумуляторной батарее 2 шт.
• Упаковка зарядного устройства 1 шт.
• Руководство по эксплуатации. 1 шт.

Вес	1.7 кг
Страна производства	Россия
Размер (ВхШхГ)	210 × 140 × 87 мм
Материал	Пластик
Цвет	красный
Источник питания	220V

Категории:
• Автомобильные аксессуары
• Зарядные устройства для автомобильных АКБ

Напряжение аккумуляторной батареи.

Напряжение аккумулятора — разность потенциалов, погруженных в электролит и действующих на положительном и отрицательном электродах. Напряжение аккумулятора не является постоянной величиной. Оно изменяется в зависимости от степени заряженности аккумулятора.
Номинальное же напряжение аккумулятора напротив является величиной постоянной.
Напряжение, создаваемое аккумулятором на зажимах, определяется уравнениями:
при разряде U = E-IPr;
при заряде U=E+Iзар r
где, Е– ЭДС аккумулятора;
Ip, Iзар – соответственно ток разрядки и зарядки аккумулятора;
r – внутреннее сопротивление аккумулятора.

Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) – это напряжение источника тока без нагрузки, разность потенциалов его электродов. НРЦ полностью заряженного свинцового аккумулятора (элемента) в зависимости от концентрации серной кислоты равно 2,05-2,15В. При разряде же происходит разбавление электролита, и при полном разряде НРЦ элемента аккумуляторной батареи составляет 1,95-2,03В. Напряжение разомкнутой цепи аккумуляторной батареи можно померить мультиметром или нагрузочной вилкой, без нагрузки.
Вольт (В) — мера напряжения.
Напряжение аккумулятора начальное — напряжение аккумулятора в начале разряда, а при прерывистом разряде — в начале первого периода разряда.
Номинальные значения — установленные стандартами DIN 40729 и DIN 72311значения напряжения, емкости, плотности, температуры.
Напряжение аккумулятора номинальное — условная величина напряжения, указанная изготовителем, характеризующая данный аккумулятор. Номинальное напряжение аккумулятора является величиной постоянной. Для свинцовых тяговых АКБ это 2В на элемент, у щелочных тяговых батарей 1,2В на элемент.
Номинальное напряжение автомобильной батареи равно произведению номинального напряжения аккумулятора (элемента) на число последовательно включенных аккумуляторов в батарее.
В соответствии со стандартом номинальное напряжение свинцового элемента равно 2В, в ней обычно 6 элементов. Поэтому номинальное напряжение стартерной аккумуляторной батареи должно составлять 12В.
Напряжение на клеммах — напряжение на полюсных выводах аккумуляторной батареи.
Напряжение начала газовыделения — напряжение аккумулятора, при котором во время заряда начинается интенсивное выделение газов. Обильное газовыделение начинается при напряжении на клеммах более 14,4 В (или 2,4 В на выводах элемента аккумулятора). При этом выделяется избыточный водород, входящий в состав гремучего газа.
Рабочее напряжение — напряжение источника тока под нагрузкой.
Напряжение заряда — напряжение, под которым производится заряд батареи.
Напряжение перезаряда — напряжение, при превышении которого резко увеличивается газообразование.
Конечное разрядное напряжение — установленное нормативами значение напряжения, до которого допускается его снижение при разряде батареи током определенной величины. При достижении конечного напряжения процесс разряда считается законченным. Напряжение полностью разряженного свинцово-кислотного аккумулятора составляет 1,7-1,8 В (из расчета на 1 элемент). Ниже разряжать свинцовые аккумуляторные батареи нельзя.
Указанные предельные значения напряжений, до которых можно разряжать аккумуляторы, установлены опытным путем. Они выбраны с таким расчетом, чтобы не вся активная масса превращалась при разряде в сернокислый свинец, так как это вызвало бы чрезмерную сульфатацию пластин.

Кроме того, глубокие разряды сопровождаются существенным изменением объема активной массы, и могут привести к частичному отделению и выпадению активной массы, а также вызвать коробление пластин. После предельно допустимого значения (1,8 или 1,75В) напряжение резко идет на убыль и может быстро достигнуть таких малых величин, которые непригодны для практического использования батареи. Величина получаемой при этом добавочной емкости невелика