Xem mẫu

  1. Chương 10: Nguyªn lý lµm viÖc cña ¾c quy axit 2.3.1. Qu¸ tr×nh n¹p ®iÖn: Khi ¾c quy ®-îc l¾p r¸p xong 1 2 ng-êi ta ®æ dung dÞch axit Sunfuaric vµo c¸c ng¨n b×nh th× trªn c¸c b¶n cùc sÏ sinh ra mét líp máng ch× sunfat (PbS04) v× ch× oxit t¸c dông víi axit Sunfuaric H×nh 2.7: Qu¸ tr×nh n¹p ®iÖn cho cho ph¶n øng: ¾c quy Pb0 + H2S04  PbS04 + H20 §em nèi nguån ®iÖn mét chiÒu vµo hai ®Çu cùc cña ¾c quy th× dßng ®iÖn mét chiÒu sÏ ®-îc khÐp kÝn m¹ch qua ¾c quy vµ dßng ®iÖn ®ã ®i theo chiÒu: Cùc d-¬ng nguån mét chiÒu  ®Õn ®Çu cùc 1 ¾c quy  Chïm b¶n cùc 1  qua dung dÞch ®iÖn ph©n  chïm b¶n cùc 2  ®Çu cùc 2 cña ¾c quy  cùc ©m nguån mét chiÒu. Dßng ®iÖn sÏ lµm cho dung dÞch ®iÖn ph©n ph©n ly: H2S04  2H+ + S042-
  2. Cation H+ theo dßng ®iÖn ®i vÒ phÝa chïm b¶n cùc nèi víi ©m nguån vµ t¹o ra ph¶n øng t¹i ®ã: 2H+ + PbS04  H2S04 + Pb C¸c anion S042- ch¹y vÒ phÝa chïm b¶n cùc nèi víi cùc d-¬ng nguån ®iÖn t¹o ra ph¶n øng t¹i ®ã: PbS04 + 2H20 + S042-  Pb02 + 2 H2S04 KÕt qu¶ lµ ë chïm b¶n cùc ®-îc nèi víi cùc d-¬ng cña nguån ®iÖn cã ch× ®i oxit ( Pb02), ë chïm b¶n cùc kia cã ch× (Pb). Nh- vËy hai lo¹i chïm cùc ®· cã sù kh¸c nhau vÒ cùc tÝnh. Tõ c¸c ph¶n øng ho¸ häc trªn ta thÊy qu¸ tr×nh n¹p ®iÖn ®· t¹o ra l-îng axit sunfuaric bæ xung vµo dung dÞch ®ång thêi còng trong qu¸ tr×nh n¹p ®iÖn dßng ®iÖn cßn ph©n tÝch ra trong dung dÞch ®iÖn ph©n khÝ Hydro (H2) vµ oxy (02) l-îng khÝ nµy sñi lªn nh- bät n-íc vµ bay ®i, do ®ã nång ®é cña dung dÞch ®iÖn ph©n trong qu¸ tr×nh n¹p ®iÖn sÏ t¨ng dÇn lªn. ¾c quy ®-îc coi lµ n¹p ®iÖn khi thÊy dung dÞch sñi bät nhiÒu gäi ®ã lµ hiÖn t-îng “s«i”. Lóc ®ã qu¸ tr×nh n¹p ®· hoµn thµnh. 2.3.2. Qu¸ tr×nh phãng ®iÖn: Nèi hai cùc cña ¾c quy ®· ®-îc n¹p víi mét phô t¶i ch¼ng h¹n bãng ®Ìn th× n¨ng l-îng ®iÖn ®· ®-îc tÝch tr÷ trong ¾c quy sÏ phãng qua t¶i lµm cho bãng ®Ìn s¸ng, dßng ®iÖn cña ¾c quy sÏ ®i theo chiÒu:
  3. Cùc d-¬ng cña ¾c quy (®Çu cùc ®· nèi víi cùc d-¬ng cña nguån n¹p)  t¶i (bãng ®Ìn)  cùc ©m cña ¾c quy  dung dÞch ®iÖn ph©n  cùc d-¬ng cña ¾c quy. Qu¸ tr×nh phãng ®iÖn cña ¾c quy ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra trong ¾c quy nh- sau: T¹i cùc d-¬ng: Pb02 + 2H+ + H2S04 + 2e  PbS04 + 2H20 T¹i cùc ©m: Pb + S042-  PbS04 + 2e Nh- vËy khi ¾c quy phãng ®iÖn, ch× sunfat l¹i ®-îc h×nh thµnh ë hai chïm b¶ng cùc, lµm cho c¸c b¶ng cùc dÇn ®Çn trë l¹i gièng nhau, cßn dung dÞch axxit bÞ ph©n tÝch thµnh cation 2H+ vµ anion S042-, ®ång thêi qu¸ H×nh 2.8: Qu¸ tr×nh phãng ®iÖn tr×nh phãng ®iÖn còng t¹o ra cña ¾c quy n-íc trong dung dÞch, do ®ã nång ®é cña dung dÞch gi¶m dÇn vµ søc ®iÖn ®éng cña ¾c quy còng gi¶m dÇn. 2.4. Ký hiÖu vµ ®Æc tÝnh phãng n¹p cña ¾c quy. 2.4.1. KÝ hiÖu
  4. Trªn mçi ¾c quy ®Òu th-êng cã nh·n ë vá b×nh, trªn nh·n ghi râ tÝnh n¨ng cña ¾c quy bëi mét d·y ghi gåm: - Sè ®Çu lµ con sè ®Ó chØ sè ng¨n ¾c quy. - Hai sè tiÕp lµ ch÷ ®Ó chØ tÝnh n¨ng sö dông chÝnh cña ¾c quy. - Hai sè cuèi lµ con sè ®Ó chØ dung l-îng ®Þnh møc cña ¾c quy. VÝ dô: ë nh·n cña mét ¾c quy do ViÖt nam s¶n xuÊt cã ghi 6- 0T – 54 th× ta ®äc nh- sau: - 6 lµ ¾c quy gåm cã 6 ng¨n. - 0T lµ lo¹i ¾c quy dïng cho « t«. -54 lµ dung l-îng ®Þnh møc cña ¾c quy ®¹t ®-îc 54 Ah. 2.4.2. §Æc tÝnh phãng, n¹p cña ¾c quy. a. §Æc tÝnh phãng ®iÖn. U(V)  (kg/cm3 ) I(A) 2,12v E0 Eap A 1,7v  1,26g/cm3 1,11g/cm3 Ip: 5,4A Q: 5,4 x 10: 54Ah t (h) H×nh 2.9: §Æc tÝnh phãng ®iÖn cña ¾c quy. Tõ h×nh vÏ ta thÊy c¸c ®-êng biÓu diÔn ®Æc tÝnh phãng ®iÖn cña mét ¾c quy ®¬n. Dßng ®iÖn phãng Ip = 5.4 Ampe kh«ng ®æi.
  5. Nång ®é dung dÞch ®iÖn ph©n gi¶m theo ®-êng th¼ng tõ 1,26 g/cm3 xuèng 1,11 g/cm3. søc ®iÖn ®éng thùc tÕ Eaq thÊp h¬n søc ®iÖn ®éng E0 v× bÞ sôt thÕ khi phãng vµ gi¶m tõ 2,12 v«n xuèng 1,7 v«n. N¬i ®iÓm A. §iÓm A lµ cuèi qu¸ tr×nh phãng ®iÖn, lóc nµy sun ph¸t ch× h×nh thµnh trªn c¸c b¶n cùc, thÕ ®iÖn sÏ gi¶m nhanh tõ ®©y. - Søc ®iÖn ®éng E khi phãng: Eaq = E0 - E E: sù tæn hao. - §iÖn ¸p cña ¾c quy khi phãng: Uaq = E – Ip . Raq Raq: §iÖn trë ¾c quy. Ip: Dßng ®iÖn phãng. E0: Søc ®iÖn ®éng khi kh«ng phãng. Khi ¾c quy phãng ®iÖn ®Õn møc mçi ng¨n cßn 1,7 v«n ®-îc coi nh- b×nh hÕt ®iÖn kh«ng nªn tiÕp tôc cho phãng n÷a v× sÏ t¸c h¹i ¾c quy vµ khã kh¨n cho lóc n¹p ®iÖn phôc håi.V× lóc ®ã líp sun f¸t ch× (PbS04 ) rÊt dÇy.
  6. b. §Æc tÝnh n¹p ®iÖn cña ¾c quy. U(v)  (g/cm3) I(A) 2,7v B U 1,7v 3  1,27g/cm3 1,11g/cm In:5,4A Q: 5,4 x 13 t (h) H×nh 2.10: §Æc tÝnh n¹p ®iÖn cña ¾c quy. Trªn h×nh vÏ tr×nh bÇy ®Æc tÝnh n¹p ®iÖn víi dßng ®iÖn kh«ng ®æi. Nång ®é dung dÞch ®iÖn ph©n t¨ng dÇn theo ®-êng th¼ng tõ 1,11 g/ cm3 ®Õn 1,27g/cm3. ThÕ hiÖu n¹p Un thay ®æi ng-îc víi thÕ hiÖu phãng Eaq. Khi thÕ hiÖu t¨ng tíi 2,4 v«n sù “s«i” b¾t ®Çu. ngay sau ®ã t¨ng tíi trÞ sè tèi ®a 2,7 v«n. th× ng-ng t¹i ®iÓm B ta tiÕp tôc n¹p thªm trong ba giê n÷a. Trong thêi gian nµy nÕu nång ®é vµ thÕ hiÖu cña ¾c quy kh«ng t¨ng n÷a chøng tá ¾c quy ®· ®-îc n¹p no hay n¹p ®Çy ®iÖn. Sau khi th«i n¹p, ®iÖn thÕ sôt xuèng cßn 2,12 v«n øng víi ¾c quy n¹p no. - Søc ®iÖn ®éng E khi n¹p: Eaq = E0 + E. - E: Sù tæn hao. - §iÖn ¸p cña ¾c quy khi n¹p: Uaq = E0 + Ip . Raq. - Raq : §iÖn trë ¾c quy. - Ip : Dßng ®iÖn phãng.
  7. - E0 : Søc ®iÖn ®éng khi kh«ng phãng.