中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之鉛酸蓄電池的主要工作特性

       下面是由希賽小編整理的中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之鉛酸蓄電池的主要工作特性，希望能幫助學(xué)友們。具體內(nèi)容如下：

       鉛酸蓄電池的主要工作特性

       1.鉛蓄電池的電壓工作特性

       (1)端電壓與電動勢

       電池在開路情況下，用高阻抗電壓表在常溫下測得的正負(fù)極板間的電位差，稱為鉛蓄電池的電動勢。也就是說在蓄電池中電能與化學(xué)能轉(zhuǎn)換達(dá)到平衡時，正極的平衡電極電勢與負(fù)極平衡電極電勢的差值便是電池電動勢，它在數(shù)值上等于達(dá)到穩(wěn)定值時的開路電壓。

       電池電動勢與開路電壓意義是不同的。電動勢可依據(jù)電池中的反應(yīng)，利用熱力學(xué)計算或通過測量計算，有明確的物理意義;后者只在數(shù)字上接近電動勢，需視電池的可逆程度而定。在蓄電池電極材料確定后，電動勢可用下面經(jīng)驗公式?jīng)Q定：

       d15為15℃時極板微孔內(nèi)部電解液的密度。蓄電池靜止時，極板微孔內(nèi)部與容器中的電解液密度相同。只有d15在1.05-1.30范圍內(nèi)，上式才準(zhǔn)確。

       鉛蓄電池與外電路聯(lián)接并有電流流過時，在正負(fù)極兩端測得的電壓，稱為端電壓。充放電過程中，由于電流方向不同，蓄電池內(nèi)阻(r)壓降的方向也不同。放電時，端電壓低于電動勢。充電時，端電壓高于電動勢。其關(guān)系如下：

       (2)充電特性曲線

       用一定的電流對鉛蓄電池充電時，電池端電壓的變化曲線稱為充電特性曲線，如圖4-1所示。充電初期，充電電流主要用于極板活性物質(zhì)的恢復(fù)。蓄電池的端電壓上升很快(曲線oa段)充電中期，充電電流仍用于活性物質(zhì)的恢復(fù)。蓄電池的端電壓在較長時間內(nèi)緩慢上升(曲線ad段)。充電末期，充電電流主要用于分解水。蓄電池的端電壓迅速升高到2.6V左右(曲線bc段)。此后，充電電流幾乎完全用于分解水，電極上氣泡釋出己趨近飽和。因此，端電壓穩(wěn)定在2.6-2.7V左右(曲線cd段)，此時電池充電終了。

       當(dāng)停止充電后，由于內(nèi)阻壓降消失，同時，蓄電池內(nèi)各部分硫酸濃度趨于一致，蓄電池電動勢穩(wěn)定在2.06-2.07V或2.13-2.15V(移動型)(曲線de辦段)。

       鉛蓄電池充電過程中的端電壓和充電終了的端電壓與充電電流有關(guān)。若充電電流小，則內(nèi)阻壓降(I充r內(nèi))小，因此充電過程中的端電壓與充電終了電壓亦略低，反之，則略高。

       (3)放電特性曲線

       充足電的鉛蓄電池以一定的電流放電時，端電壓的變化曲線稱為放電特性曲線，如圖4-2所示。

       放電初期(曲線oa段)，蓄電池端電壓下降很快。放電中期(曲線ab段)，蓄電池端電壓下降很緩慢。放電末期(曲線bc段)，端電壓又下降很快。蓄電池端電壓下降到1.8V時，即放電終了，應(yīng)立即停止放電。這時，蓄電池電動勢立刻上升至2V左右(曲線從段)。

       曲線中的c點為端電壓急劇下降的臨界點。端電壓降到1.8V(即降到c點)時，不立即停止放電，會導(dǎo)致極板硫化，縮短蓄電池的壽命。

       2.鉛蓄電池的容量工作特性

       (1)鉛蓄電池的容量及其影響因素

       鉛蓄電池的容量，標(biāo)志著儲存電量的多少，一般用安時(Ah)表示，即與電池的放電電流和放電時間有關(guān)。

       鉛蓄電池的容量

       額定容量：在規(guī)定的工作條件下，蓄電池能放出的最低電量稱為額定容量。固定型鉛蓄電池規(guī)定的工作條件為：10小時率電流放電，電解液溫度為25℃，放電終了電壓為1.8V。

       實際容量：在的放電電流、電解液溫度和放電終了電壓等條件下，蓄電池實際上放出的電量稱為實際容量。

       蓄電池以恒定電流放電時，實際容量(Q實)等于放電電流(I放)和放電時間(t放)的乘積。

       影響電池容量的因素

       鉛蓄電池容量主要由極板上能夠參加化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)的數(shù)a決定。但對使用者而言，影響蓄電池容量的主要因素是放電電流、電解液的溫度和濃度。同一鉛蓄電池在不同放電率下，放出的容量不同。放電率越高，放電電流越大，蓄電池放出的容量越小;反之，則放出的容量就大。為避免蓄電池深度放電，放電率低于正常放電率時，要適當(dāng)提高放電終了電壓。

       電解液的溫度在-15C-45℃的范圍內(nèi)，溫度越高，蓄電池的容量越大。常溫下使用的蓄電池，一般以25℃為標(biāo)準(zhǔn)計算容量。在l0℃-35℃范圍內(nèi)，溫度每升髙或降低一度，蓄電池的容量就約增大或減小額定容量的0.008倍。

       電解液必須有一定的濃度，才能保證電化學(xué)反應(yīng)的需要。電解液還必須具有最小的電阻和最快的擴(kuò)散速度，才能使蓄電池有足夠大的容量。電解液濃度適當(dāng)時，15℃時電解液密度應(yīng)在1.20-1.30范圍內(nèi)，若高于1.30,電解液對極板和隔板的腐蝕作用增大，會使蓄電池的容量下降，壽命縮短。

       (2)充電率和放電率

       ①充電率。鉛蓄電池充電到終了電壓的速度稱為充電率，用時間表示。通常以10小時率作為正常充電率，充電電流為蓄電池額定容量除以10h.例如，蓄電池的額定容量為300Ah,10小時率充電電流為：

       充電率對鉛蓄電池的端電壓影響很大。充電率高，即充電電流大，鉛蓄電池的端電壓上升的速度很快，充電終了電壓較高;反之，端電壓上升速度慢，充電終了電壓較低。因此，充電終了電壓并不是固定的，而是隨充電率而變的。

       ②放電率。鉛蓄電池放電到終了電壓的速度稱為蓄電池的放電率，通常以時間表示。例如，額定容量為300Ah的鉛蓄電池，限定用10h將其容量放完，這種放電速率就稱為10小時率，放電電流稱為10小時率電流，其數(shù)值是額定容量除以10h,即

       放電率越高，即放電電流越大，蓄電池端電壓下降的速度越快。但端電壓迅速下降并不表示蓄電池的容量已經(jīng)放完，因為此時只有極板表面的活性物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，極板深處大量的活性物質(zhì)還沒有發(fā)生反應(yīng)，還有容量可放出，所以大電流放電時，放電終了電壓要低一些。

       放電率低，即放電電流小，蓄電池端電壓下降的速度慢。如不提高放電終了電壓，就會使放出的容量超過額定容量，造成深度放電，導(dǎo)致極板硫化，甚至彎曲、斷裂。

       通常把10小時率作為蓄電池的正常放電率。蓄電池的額定容量就是指蓄電池在10小時率放電時所能放出的容量。依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，放電時間率有20、10、5、3、1、0.5小時率及分鐘率，分別表示為：20Hr、10Hr、5Hr、3Hr、2Hr、lHr、0.5Hr等。放電電流率是為了比較標(biāo)稱容量不同的蓄電池放電電流大小而設(shè)立的，通常以10小時率電流為標(biāo)準(zhǔn)，用ID表示，3小時率及1小時率放電電流則分別以I3、I1表示。

       (3)鉛蓄電池的自放電

       在外電路斷開時，鉛蓄電池容量自然損失的現(xiàn)象稱為自放電。鉛蓄電池的自放電現(xiàn)象主要是由電池內(nèi)部的局部放電引起的，電解液溫度、濃度偏高或有害雜質(zhì)較多是影響鉛蓄電池I通信專業(yè)實務(wù)一設(shè)備環(huán)境的自放電的主要因素。

       (4)鉛蓄電池的使用壽命和效率

       鉛蓄電池使用中，由于活性物質(zhì)脫落、硫化以及隔板腐蝕等原因，容量將逐漸降低。容量降低到額定容量的70%-80%后，就認(rèn)為壽命結(jié)束了。當(dāng)采用浮充運行方式、維護(hù)較好時，可延長鉛蓄電池的使用壽命。

       鉛蓄電池的效率通常分為容量效率和電能效率。容量效率是放出的容量與充入的容量之比，也就是放電時間與放電電流乘積和充電電流與充電時間乘積之比。電能效率是放電時輸出電能與充入的電能之比，也就是放電電流、平均放電電壓及放電時間的乘積與充電電流、平均充電電壓和充電時間乘積之比。

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