ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА.

К химическим источникам относятся гальванические элементы и аккумуляторы

Электролитическая диссоциация – распад молекул на положительные и отрицательные ионы в электролите.

Электрический ток образуется благодаря действию встречных потоков заряженных частиц – потока положительных ионов, идущих к катоду, и потоке отрицательных ионов, идущих к аноду.

При прохождении электрического тока через растворы происходит процесс разложения электролита на составные части, сопровождаемый выделением химических веществ на электродах.

Простейших гальванический элемент – медно-цинковый гальванический элемент Вольта. Он состоит из двух пластин (электродов) – цинковой и медной, опущенных в водный раствор серной кислоты Н₂SO₄ , называемый электролитом.

и и растворение и в серной кислоте.

При растворении цинкового электрода положительные ионы цинка будут переходить в раствор, заряжая его положительно. При этом на цинковом электроде будут скапливаться свободные электроны, вследствие чего этот электрод приобретет отрицательный потенциал. Медный электрод тоже растворяется в растворе, но растворимость больше и поэтому будет разность потенциалов, которая называется ЭДС гальванического элемента. Она зависит от химического состава электролита и металлов, из которых выполнены электроды (1,3 – 1,5 В).

При подключении потребителя в электролите ионы и от цинковой пластины начнут двигаться к медной и от медной пластины к цинковой. Ток внутри электролита от к .

Аккумулятор – химический источник тока, который способен накапливать в себе электрическую энергию и по мере необходимости отдавать ее во внешнюю цепь.

Накапливание при пропускании по нему тока от постоянного источника – зарядка аккумулятора, где электрическая энергия переходит в химическую энергию, при разряде аккумулятора происходит обратное превращение химической энергии в электрическую.

Аккумуляторы бывают кислотные и щелочные.

Кислотные аккумуляторы. Электроды – свинцовые пластины, покрытые активной массой «+» перекись свинца PbO₂, а «-» электрод состоит из губчатого свинца. Электролит 25-34% водный раствор Н₂SO₄.

Часть окислов Pb переходит в перекись свинца PbO₂.

Каждая положительная пластина из Pb в эбонитовом панцире – коричневый цвет. Отрицательная пластина имеет остов в виде решетки из сплава свинца с сурьмой. Образующиеся ячейки заполняют пастой из порошка PbO₂ (и сажа, пемза и т.д.) после формовки перекись свинца переходит в чистый свинец Pb, имеющий пористую структуру – поэтому называется губчатый свинец, который имеет серый цвет серый цвет.

При разряде аккумулятора и образующиеся при распаде Н₂SO₄ → направляются соответственно к «+» и «-» электродам и вступают в электрохимическую реакцию с их активными массами. При этом химическая энергия превращается в электрическую энергию и возникает 2В.

В результате электрохимической реакции – положительный электрод и ионов с – отрицательный электрод образуется сернокислый свинец (сульфат свинца) соль белого цвета (при 35% - распад прекращается), которая оседает на поверхности электрода и остается вода .

Саморазряд в неработающем аккумуляторе – теряют свою емкость (примерно 1 – 1,2% в сутки).

Заряд аккумулятора. перемещаются к отрицательному электроду, а – к положительному электроду и вступают в химическое взаимодействие с сульфатом свинца покрывающим оба электрода. Поэтому растворяется и на электродах вновь образуются активные массы: перекись свинца PbO₂ на положительном электроде и губчатый свинец Pb отрицательном.

Емкостью аккумулятора называется количество электричества в ампер-часах, которое может дать полностью заряженный аккумулятор при разряде его до предельно допустимого напряжения 1,8 В.

Пример: Емкость аккумулятора 80 А·ч и распадный ток 16А, то аккумулятор можно размещать таким образом в течение 80:16=5 ч.

Емкость определяется размерами аккумулятора.

КПД – отношение количества энергии в кВт·ч, полученной от него при разряде, к количеству энергии, затраченной при заряде.

Кислотные КПД 65 – 75%.

-40 – 50°С – U и емкость падают до 0.

+40 – 90°С – усиливается саморазряд и сокращается срок их службы.

Полностью заряженный аккумулятор 2,2В при разрядке быстро 2В и медленно до 1,8В.

При заряде быстро до 2,2В медленно до 2,3В и быстро до 2,6-2,7, когда аккумулятор как бы «кипит» то полностью заряжен.

Щелочные ЭДС=1,45В до 1,3В.

Электролит 20% едкий калий KOH с примесью едкого лития LiOH.

«+» - электрод, гидрат оксида никеля