¿Cómo se produce la fem en las baterías ácidas? ¿Qué es una batería? Conceptos.

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La batería EMF (fuerza electromotriz) es la diferencia en los potenciales de los electrodos en ausencia de un circuito externo. El potencial del electrodo es la suma del potencial del electrodo de equilibrio. Caracteriza el estado del electrodo en reposo, es decir, la ausencia de procesos electroquímicos, y el potencial de polarización, definido como la diferencia de potencial del electrodo durante la carga (descarga) y en ausencia de circuito.

Proceso de difusión.

Gracias al proceso de difusión, igualación de la densidad del electrolito en la cavidad del cuerpo de la batería y en los poros de la masa activa de las placas, se puede mantener la polarización de los electrodos en la batería cuando el circuito externo está apagado.

La velocidad de difusión depende directamente de la temperatura del electrolito; cuanto mayor es la temperatura, más rápido se produce el proceso y puede variar mucho en el tiempo, desde dos horas hasta un día. La presencia de dos componentes del potencial del electrodo durante condiciones transitorias llevó a la división en equilibrio y no equilibrio de la fem de la batería. La fem de equilibrio de la batería está influenciada por el contenido y la concentración de iones de sustancias activas en el electrolito. así como las propiedades químicas y físicas de las sustancias activas. El papel principal en el valor de la FEM lo desempeña la densidad del electrolito y la temperatura prácticamente no influye en él. La dependencia de la EMF de la densidad se puede expresar mediante la fórmula:

E = 0,84 + p Donde E es la fem de la batería (V) P es la densidad del electrolito reducida a una temperatura de 25 grados. C (g/cm3) Esta fórmula es verdadera cuando la densidad de trabajo del electrolito está en el rango de 1,05 - 1,30 g/cm3. Los EMF no pueden caracterizar directamente el grado de rarefacción de la batería. Pero si lo mide en los terminales y lo compara con la densidad calculada, entonces podrá, con cierto grado de probabilidad, juzgar el estado de las placas y la capacidad. En reposo, la densidad del electrolito en los poros de los electrodos y en la cavidad del monobloque es la misma e igual a la fem en reposo. Al conectar consumidores o una fuente de carga, cambia la polarización de las placas y la concentración de electrolito en los poros de los electrodos. Esto conduce a un cambio en la fem. Cuando se carga, el valor EMF aumenta y cuando se descarga, disminuye. Esto se debe a un cambio en la densidad del electrolito, que interviene en los procesos electroquímicos.

La fem de la batería no es igual al voltaje de la batería, que depende de la presencia o ausencia de carga en sus terminales.

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admin 25/07/2011 "Si el artículo te resultó útil, comparte un enlace en las redes sociales"

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Fuerza electromotriz de la batería

¿Es posible juzgar con precisión el estado de carga de una batería utilizando EMF?

La fuerza electromotriz (EMF) de una batería es la diferencia en los potenciales de sus electrodos, medida con un circuito externo abierto:

mi = φ+ – φ–

donde φ+ y φ– son los potenciales de los electrodos positivo y negativo, respectivamente, con el circuito externo abierto.

EMF de una batería que consta de n baterías conectadas en serie:

A su vez, el potencial del electrodo en un circuito abierto generalmente consiste en el potencial de equilibrio del electrodo, que caracteriza el estado de equilibrio (estacionario) del electrodo (en ausencia de procesos transitorios en el sistema electroquímico) y el potencial de polarización.

Este potencial se define generalmente como la diferencia entre el potencial del electrodo durante la descarga o carga y su potencial en el estado de equilibrio en ausencia de corriente. Sin embargo, cabe señalar que el estado de la batería inmediatamente después de cortar la corriente de carga o descarga no es de equilibrio debido a diferencias en la concentración de electrolito en los poros de los electrodos y el espacio entre electrodos. Por tanto, la polarización del electrodo se conserva en la batería durante bastante tiempo. largo tiempo y después de desconectar la corriente de carga o descarga y caracteriza en este caso la desviación del potencial del electrodo del valor de equilibrio debido al proceso transitorio, es decir, principalmente debido a la igualación por difusión de la concentración de electrolito en la batería desde el momento en que el externo El circuito se abre hasta que se establece un estado estacionario de equilibrio en la batería.

Actividad química de los reactivos recogidos en sistema electroquímico batería y, por lo tanto, el cambio en la fem de la batería depende muy ligeramente de la temperatura. Cuando la temperatura cambia de –30°С a +50°С (en el rango de funcionamiento de la batería), la fuerza electromotriz de cada batería en la batería cambia solo 0,04 V y puede despreciarse al operar las baterías.

Al aumentar la densidad del electrolito, aumenta la fem. A una temperatura de +18°C y una densidad de 1,28 g/cm3, la batería (es decir, un banco) tiene una fem igual a 2,12 V. Una batería de seis celdas tiene una fem igual a 12,72 V (6 × 2,12 V = 12,72V).

El EMF no puede juzgar con precisión el estado de carga de la batería. La EMF de una batería descargada con una mayor densidad de electrolito será mayor que la EMF de una batería cargada, pero con una menor densidad de electrolito. La magnitud de la fuerza electromagnética de una batería en funcionamiento depende de la densidad del electrolito (el grado de carga) y varía de 1,92 a 2,15 V.

Durante la operación baterias Al medir la EMF, se puede detectar un mal funcionamiento grave de la batería (cortocircuito de las placas en uno o más bancos, rotura de los conductores de conexión entre bancos, etc.).

La EMF se mide con un voltímetro de alta resistencia (la resistencia interna del voltímetro es inferior a 300 ohmios/V). Durante las mediciones, se conecta un voltímetro a los terminales de la batería o batería. ¡En este caso no debe fluir corriente de carga o descarga a través del acumulador (batería)!

*** La fuerza electromotriz (EMF) es una cantidad física escalar que caracteriza el trabajo de fuerzas externas, es decir, cualquier fuerza de origen no eléctrico que actúa en circuitos cuasi estacionarios de CC o CA. EMF es lo mismo que el voltaje, en Sistema internacional Las unidades (SI) se miden en voltios.

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27.3. Reacciones electroquímicas en una batería. Fuerza electromotriz. Resistencia interna. Autodescarga. Sulfatación de placas

Si cierra el circuito externo de una batería cargada, aparecerá una corriente eléctrica. Se producen las siguientes reacciones:

en la placa negativa

en la placa positiva

donde e es la carga del electrón, igual a

Por cada dos moléculas de ácido consumidas se forman cuatro moléculas de agua, pero al mismo tiempo se consumen dos moléculas de agua. Por lo tanto, al final sólo se forman dos moléculas de agua. Sumando las ecuaciones (27.1) y (27.2), obtenemos la reacción de descarga final:

Las ecuaciones (27.1) - (27.3) deben leerse de izquierda a derecha.

Cuando una batería se descarga, se forma sulfato de plomo en las placas de ambas polaridades. El ácido sulfúrico se consume tanto en la placa positiva como en la negativa, y las placas positivas consumen más ácido que las negativas. En las placas positivas se forman dos moléculas de agua. A medida que la batería se descarga, la concentración de electrolito disminuye y disminuye en mayor medida cerca de las placas positivas.

Si cambia la dirección de la corriente a través de la batería, la dirección de la reacción química se invierte. Comenzará el proceso de carga de la batería. Las reacciones de carga en las placas negativa y positiva se pueden representar mediante las ecuaciones (27.1) y (27.2), y la reacción total mediante la ecuación (27.3). Estas ecuaciones ahora deberían leerse de derecha a izquierda. Durante la carga, el sulfato de plomo en la placa positiva se reduce a peróxido de plomo, en la placa negativa se reduce a plomo metálico. En este caso se forma ácido sulfúrico y aumenta la concentración de electrolito.

La fuerza electromotriz y el voltaje de la batería dependen de muchos factores, los más importantes son el contenido de ácido en el electrolito, la temperatura, la corriente y su dirección, y el grado de carga. La relación entre fuerza electromotriz, voltaje y corriente se puede escribir.

sano de la siguiente manera:

cuando sea dado de alta

donde E0 es la FEM reversible; Ep - polarización fem; R es la resistencia interna de la batería.

El EMF reversible es el EMF de una batería ideal en la que se eliminan todo tipo de pérdidas. En una batería de este tipo, la energía recibida durante la carga se devuelve completamente durante la descarga. La EMF reversible depende únicamente del contenido de ácido en el electrolito y la temperatura. Puede determinarse analíticamente basándose en el calor de formación de las sustancias reaccionantes.

Una batería real se encuentra en condiciones cercanas a las ideales si la corriente es insignificante y la duración de su paso también es corta. Estas condiciones se pueden crear equilibrando el voltaje de la batería con algún voltaje externo (estándar de voltaje) usando un potenciómetro sensible. El voltaje medido de esta manera se llama voltaje de circuito abierto. Está cerca del EMF reversible. En mesa La Tabla 27.1 muestra los valores de este voltaje correspondientes a la densidad del electrolito de 1.100 a 1.300 (referido a una temperatura de 15 °C) y una temperatura de 5 a 30 °C.

Como puede verse en la tabla, a una densidad de electrolito de 1.200, típica de baterías estacionarias, y una temperatura de 25 ° C, el voltaje de la batería en circuito abierto es de 2.046 V. Durante el proceso de descarga, la densidad del electrolito disminuye ligeramente. La caída de tensión correspondiente cuando el circuito está abierto es de sólo unas pocas centésimas de voltio. El cambio en el voltaje de circuito abierto causado por el cambio de temperatura es insignificante y tiene un interés bastante teórico.

Si algo de corriente pasa a través de la batería en la dirección de carga o descarga, el voltaje de la batería cambia debido a la caída de voltaje interno y a los cambios en la fem causados ​​por procesos físicos y químicos secundarios en los electrodos y en el electrolito. El cambio en la fem de la batería causado por estos procesos irreversibles se llama polarización. Las principales razones de la polarización en una batería son un cambio en la concentración de electrolito en los poros de la masa activa de las placas en relación con su concentración en el resto del volumen y el cambio resultante en la concentración de iones de plomo. Al descargar se consume ácido y al cargar se forma. La reacción tiene lugar en los poros de la masa activa de las placas y la entrada o eliminación de moléculas e iones de ácido se produce por difusión. Esto último sólo puede ocurrir si existe una cierta diferencia en las concentraciones de electrolitos en la zona de los electrodos y en el resto del volumen, que se fija de acuerdo con la corriente y la temperatura que determinan la viscosidad del electrolito. Un cambio en la concentración de electrolitos en los poros de la masa activa provoca un cambio en la concentración de iones de plomo y fem. Durante la descarga, debido a una disminución en la concentración de electrolito en los poros, la EMF disminuye, y durante la carga, debido a un aumento en la concentración de electrolito, la EMF aumenta.

La fuerza electromotriz de polarización siempre está dirigida hacia la corriente. Depende de la porosidad de las placas, la corriente y

temperatura. La suma de la fem reversible y la fem de polarización, es decir, E0 ± Ep, es la fem de la batería bajo fem actual o dinámica. Durante la descarga es menor que la EMF reversible y durante la carga es mayor. El voltaje de la batería bajo corriente difiere del EMF dinámico solo por el valor de la caída de voltaje interno, que es relativamente pequeño. Por lo tanto, el voltaje de la batería bajo corriente también depende de la corriente y la temperatura. La influencia de este último sobre el voltaje de la batería durante la descarga y carga es mucho mayor que cuando el circuito está abierto.

Si abre el circuito de la batería mientras se descarga, su voltaje aumentará lentamente hasta el voltaje del circuito abierto debido a la difusión continua del electrolito. Si abre el circuito de la batería mientras se carga, su voltaje disminuirá lentamente hasta el voltaje del circuito abierto.

La desigualdad de concentraciones de electrolitos en la zona de los electrodos y en el resto del volumen distingue el funcionamiento de una batería real del ideal. Al cargar, la batería se comporta como si contuviera un electrolito muy diluido, y al cargar, se comporta como si contuviera un electrolito muy concentrado. El electrolito diluido se mezcla constantemente con uno más concentrado, mientras se libera una cierta cantidad de energía en forma de calor, que, si las concentraciones fueran iguales, podría aprovecharse. Como resultado, la energía liberada por la batería durante la descarga es menor que la energía recibida durante la carga. La pérdida de energía se produce debido a imperfecciones en el proceso químico. Este tipo de pérdida es la principal en una batería.

Resistencia de la batería interna. La resistencia interna está formada por la resistencia del marco de placas, masa activa, separadores y electrolito. Este último representa la mayor parte de la resistencia interna. La resistencia de la batería aumenta durante la descarga y disminuye durante la carga, lo que es consecuencia de cambios en la concentración de la solución y el contenido de azufre.

velo en la masa activa. La resistencia de la batería es baja y se nota sólo con una corriente de descarga alta, cuando la caída de tensión interna alcanza una o dos décimas de voltio.

Autodescarga de la batería. La autodescarga es la pérdida continua de energía química almacenada en la batería debido a reacciones adversas en las placas de ambas polaridades provocadas por impurezas nocivas accidentales en los materiales utilizados o impurezas introducidas en el electrolito durante el funcionamiento. De gran importancia práctica es la autodescarga causada por la presencia en el electrolito de diversos compuestos metálicos que son más electropositivos que el plomo, por ejemplo cobre, antimonio, etc. Los metales se liberan en las placas negativas y forman muchos elementos en cortocircuito con la placas de plomo. Como resultado de la reacción, se forman sulfato de plomo e hidrógeno, que se libera sobre el metal contaminado. La autodescarga se puede detectar por la ligera liberación de gas en las placas negativas.

En las placas positivas también se produce una autodescarga debido a la reacción habitual entre el plomo base, el peróxido de plomo y el electrolito, que da como resultado la formación de sulfato de plomo.

La autodescarga de una batería siempre se produce: tanto en circuito abierto como durante la descarga y carga. Depende de la temperatura y la densidad del electrolito (Fig. 27.2), y al aumentar la temperatura y la densidad del electrolito, aumenta la autodescarga (la pérdida de carga a una temperatura de 25 ° C y una densidad del electrolito de 1,28 se toma como 100 %). La pérdida de capacidad de una batería nueva debido a la autodescarga es de aproximadamente el 0,3% por día. A medida que la batería envejece, aumenta la autodescarga.

Sulfatación anormal de placas. En las placas de ambas polaridades se forma sulfato de plomo con cada descarga, como se puede ver en la ecuación de reacción de descarga. Este sulfato tiene

estructura cristalina fina y se reduce fácilmente cargando corriente con plomo metálico y peróxido de plomo en placas de polaridad adecuada. Por tanto, la sulfatación en este sentido es un fenómeno normal que forma parte integral del funcionamiento de la batería. La sulfatación anormal ocurre cuando las baterías se descargan excesivamente, se cargan insuficientemente sistemáticamente o se dejan descargadas y sin usar durante largos períodos de tiempo, o cuando se operan a densidades y temperaturas de electrolitos excesivamente altas. En estas condiciones, el sulfato cristalino fino se vuelve más denso, los cristales crecen, expandiendo enormemente la masa activa y son difíciles de recuperar durante la carga debido a la alta resistencia. Cuando la batería se deja inactiva, las fluctuaciones de temperatura promueven la formación de sulfato. A medida que aumenta la temperatura, se disuelven pequeños cristales de sulfato y, con una posterior disminución de la temperatura, el sulfato cristaliza lentamente y los cristales crecen. Como resultado de las fluctuaciones de temperatura, se forman cristales grandes a expensas de los pequeños.

En las placas sulfatadas, los poros se obstruyen con sulfato, el material activo sale de las rejillas y las placas a menudo se deforman. La superficie de las placas sulfatadas se vuelve dura, áspera y cuando se frota

El material de las placas se siente como arena entre los dedos. Las placas positivas de color marrón oscuro se vuelven más claras y aparecen manchas blancas de sulfato en la superficie. Las placas negativas se vuelven duras, de color gris amarillento. La capacidad de una batería sulfatada disminuye.

La sulfatación inicial se puede eliminar mediante una carga prolongada con baja corriente. En caso de sulfatación severa, se requieren medidas especiales para que las placas vuelvan a su estado normal.

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Parámetros de la batería del coche | Todo sobre baterias

Veamos los principales parámetros de la batería que necesitaremos a la hora de utilizarla.

1. Fuerza electromotriz (EMF) de la batería: el voltaje entre los terminales de la batería cuando el circuito externo está abierto (y, por supuesto, en ausencia de fugas). En condiciones de "campo" (en un garaje), la EMF se puede medir con cualquier probador, quitando primero uno de los terminales ("+" o "-") de la batería.

La fem de la batería depende de la densidad y temperatura del electrolito y es completamente independiente del tamaño y forma de los electrodos, así como de la cantidad de electrolito y masas activas. El cambio en la fem de la batería en función de la temperatura es muy pequeño y puede despreciarse durante el funcionamiento. Al aumentar la densidad del electrolito, aumenta la fem. A una temperatura de más 18°C ​​y una densidad d = 1,28 g/cm3, la batería (es decir, un banco) tiene una fem igual a 2,12 V (batería - 6 x 2,12 V = 12,72 V). La dependencia de los EMF de la densidad del electrolito cuando la densidad cambia dentro de 1,05÷1,3 g/cm3 se expresa mediante la fórmula empírica

E=0,84+d, donde

d - densidad del electrolito a una temperatura de más 18°C, g/cm3.

El EMF no puede juzgar con precisión el grado de descarga de la batería. La EMF de una batería descargada con una mayor densidad de electrolito será mayor que la EMF de una batería cargada, pero con una menor densidad de electrolito.

Al medir la EMF, solo se puede detectar rápidamente un mal funcionamiento grave de la batería (cortocircuito de las placas en uno o más bancos, rotura de los conductores de conexión entre los bancos, etc.).

2. La resistencia interna de la batería es la suma de la resistencia de los terminales terminales, interconexiones, placas, electrolito, separadores y la resistencia que se presenta en los puntos de contacto de los electrodos con el electrolito. Cuanto mayor sea la capacidad de la batería (número de placas), menor será su resistencia interna. A medida que la temperatura disminuye y la batería se descarga, su resistencia interna aumenta. El voltaje de la batería difiere de su fem por la cantidad de caída de voltaje a través de la resistencia interna de la batería.

Al cargar U3 = E + I x RВН,

y durante la descarga UP = E - I x RВН, donde

I es la corriente que fluye a través de la batería, A;

RВН - resistencia interna de la batería, Ohmios;

E - batería fem, V.

El cambio de voltaje en la batería durante su carga y descarga se muestra en la Fig. 1.

Figura 1. Cambios en el voltaje de la batería durante la carga y descarga.

1 - inicio de la evolución del gas, 2 - carga, 3 - descarga.

Voltaje generador de coche, a partir del cual se carga la batería, es de 14,0÷14,5 V. En un automóvil, la batería, incluso en el mejor de los casos, en condiciones completamente favorables, permanece con una carga inferior al 10÷20%. El culpable es el funcionamiento del generador del coche.

El generador comienza a producir voltaje suficiente para cargar a 2000 rpm o más. Revoluciones movimiento inactivo 800÷900 rpm. Estilo de conducción en ciudad: aceleración (duración inferior a un minuto), frenada, parada (semáforo, atasco - duración de 1 minuto a ** horas). La carga ocurre sólo durante la aceleración y el movimiento a una velocidad bastante alta velocidad. El resto del tiempo, la batería se descarga intensamente (faros, otros consumidores de electricidad, sistemas de alarma, las 24 horas).

La situación mejora al conducir fuera de la ciudad, pero no de manera crítica. La duración de los viajes no es tan larga (una carga completa de la batería dura 12÷15 horas).

En el punto 1 - 14,5 V, comienza la evolución de gas (electrólisis del agua en oxígeno e hidrógeno) y aumenta el consumo de agua. Otro efecto desagradable durante la electrólisis es que aumenta la corrosión de las placas, por lo que no se debe permitir que el voltaje en los terminales de la batería supere los 14,5 V durante mucho tiempo.

El voltaje del generador del automóvil (14,0÷14,5 V) se seleccionó a partir de condiciones de compromiso: garantizar una carga más o menos normal de la batería y al mismo tiempo reducir la formación de gas (se reduce el consumo de agua, se reduce el riesgo de incendio, se reduce la tasa de destrucción de las placas esta reducido).

De lo anterior podemos concluir que la batería debe recargarse completamente periódicamente, al menos una vez al mes, mediante un cargador externo. cargador para reducir la sulfatación de las placas y aumentar la vida útil.

El voltaje de la batería cuando se descarga con la corriente de arranque (IP = 2÷5 C20) depende de la intensidad de la corriente de descarga y de la temperatura del electrolito. La Figura 2 muestra las características corriente-voltaje de la batería 6ST-90 a diferentes temperaturas del electrolito. Si la corriente de descarga es constante (por ejemplo, IP = 3 C20, línea 1), entonces el voltaje de la batería durante la descarga será menor cuanto menor sea su temperatura. Para mantener un voltaje constante durante la descarga (línea 2), es necesario reducir la intensidad de la corriente de descarga a medida que disminuye la temperatura de la batería.

Figura 2. Características corriente-voltaje Batería 6ST-90 a diferentes temperaturas del electrolito.

3. La capacidad de la batería (C) es la cantidad de electricidad que entrega la batería cuando se descarga al voltaje más bajo permitido. La capacidad de la batería se expresa en amperios-hora (Ah). Cuanto mayor es la intensidad de la corriente de descarga, menor es el voltaje al que se puede descargar la batería, por ejemplo, al determinar la capacidad nominal de la batería, la descarga se realiza con una corriente I = 0,05C20 a un voltaje de 10,5 V, la temperatura del electrolito debe estar en el rango +(18÷27) °C, y el tiempo de descarga es de 20 horas. Se cree que el final de la vida útil de la batería ocurre cuando su capacidad es del 40% de C20.

La capacidad de la batería en el modo de arranque se determina a una temperatura de +25°C y una corriente de descarga de ZS20. En este caso, el tiempo de descarga a una tensión de 6 V (un voltio por batería) debe ser de al menos 3 minutos.

Al descargar una batería con corriente 3S20 (temperatura del electrolito -18°C), el voltaje de la batería 30 s después del inicio de la descarga debe ser de 8,4 V (9,0 V para baterías sin mantenimiento) y después de 150 s no inferior a 6 V. Esta corriente a veces se llama corriente de arranque en frío o corriente de arranque, puede diferir de ZS20. Esta corriente se indica en la caja de la batería junto a su capacidad.

Si la descarga se produce con una corriente constante, entonces la capacidad de la batería está determinada por la fórmula

C = I x t donde,

I - corriente de descarga, A;

t - tiempo de descarga, h.

La capacidad de una batería depende de su diseño, el número de placas, su espesor, el material separador, la porosidad del material activo, el diseño del conjunto de placas y otros factores. En funcionamiento, la capacidad de la batería depende de la intensidad de la corriente de descarga, la temperatura, el modo de descarga (intermitente o continua), el estado de carga y el desgaste de la batería. Al aumentar la corriente de descarga y el grado de descarga, así como al disminuir la temperatura, la capacidad de la batería disminuye. A bajas temperaturas, la disminución de la capacidad de la batería con un aumento de las corrientes de descarga se produce de forma especialmente intensa. A una temperatura de -20°C, aproximadamente el 50% de la capacidad de la batería permanece a una temperatura de +20°C.

El estado más completo de una batería se muestra por su capacidad. Para determinar la capacidad real, basta con descargar una batería en funcionamiento completamente cargada con una corriente I = 0,05 C20 (por ejemplo, para una batería con una capacidad de 55 Ah, I = 0,05 x 55 = 2,75 A). La descarga debe continuar hasta que el voltaje de la batería alcance los 10,5 V. El tiempo de descarga debe ser de al menos 20 horas.

Es conveniente utilizar lámparas incandescentes para automóviles como carga al determinar la capacidad. Por ejemplo, para proporcionar una corriente de descarga de 2,75 A, a la que el consumo de energía será P = I x U = 2,75 A x 12,6 V = 34,65 W, basta con conectar una lámpara de 21 W y una lámpara de 15 W en paralelo . El voltaje de funcionamiento de las lámparas incandescentes para nuestro caso debe ser de 12 V. Por supuesto, la precisión al configurar la corriente de esta manera es "más o menos zapatos de líber", pero para una determinación aproximada del estado de la batería, es bastante suficiente, además de barato y accesible.

Al probar baterías nuevas de esta manera, el tiempo de descarga puede ser inferior a 20 horas. Esto se debe al hecho de que ganan capacidad nominal después de 3 a 5 ciclos completos de carga y descarga.

La capacidad de la batería también se puede evaluar mediante una horquilla de carga. El conector de carga consta de dos patas de contacto, un mango, una resistencia de carga conmutable y un voltímetro. Uno de opciones posibles se muestra en la Fig.3.

Fig. 3. Opción de horquilla de carga.

Para probar baterías modernas, en las que sólo se puede acceder a los terminales de salida, se deben utilizar enchufes de carga de 12 voltios. La resistencia de carga se selecciona de manera que la batería esté cargada con corriente I = ZS20 (por ejemplo, con una capacidad de batería de 55 Ah, resistencia de carga debe consumir corriente I = ZS20 = 3 x 55 = 165 A). El enchufe de carga se conecta en paralelo a los contactos de salida de una batería completamente cargada; se anota el tiempo durante el cual el voltaje de salida cae de 12,6 V a 6 V. Este tiempo para una batería nueva, en buen estado y completamente cargada debe ser de al menos tres minutos. a una temperatura del electrolito de +25° CON.

4. Autodescarga de la batería. La autodescarga es la disminución de la capacidad de la batería cuando el circuito externo está abierto, es decir, durante la inactividad. Este fenómeno es causado por procesos redox que ocurren espontáneamente tanto en los electrodos negativos como en los positivos.

El electrodo negativo es especialmente susceptible a la autodescarga debido a la disolución espontánea de plomo (masa activa negativa) en una solución de ácido sulfúrico.

La autodescarga del electrodo negativo va acompañada de la liberación de gas hidrógeno. La velocidad de disolución espontánea del plomo aumenta significativamente al aumentar la concentración de electrolitos. El aumento de la densidad del electrolito de 1,27 a 1,32 g/cm3 conduce a un aumento de la tasa de autodescarga del electrodo negativo en un 40%.

La autodescarga también puede ocurrir cuando el exterior de la batería está sucio o lleno de electrolito, agua u otros líquidos que crean la posibilidad de descarga a través de la película eléctricamente conductora ubicada entre los terminales polares de la batería o sus puentes.

La autodescarga de las baterías depende en gran medida de la temperatura del electrolito. A medida que disminuye la temperatura, disminuye la autodescarga. A temperaturas inferiores a 0°C para baterías nuevas prácticamente se detiene. Por lo tanto, se recomienda almacenar las baterías cargadas a bajas temperaturas (hasta −30°C). Todo esto se muestra en la Fig. 4.

Fig.4. Dependencia de la autodescarga de la batería de la temperatura.

Durante el funcionamiento, la autodescarga no permanece constante y aumenta considerablemente hacia el final de su vida útil.

Para reducir la autodescarga, es necesario utilizar los materiales más puros posibles para la producción de baterías, utilizar únicamente ácido sulfúrico puro y agua destilada para preparar el electrolito, tanto durante la producción como durante el funcionamiento.

Normalmente, el grado de autodescarga se expresa como un porcentaje de la pérdida de capacidad durante un período de tiempo específico. La autodescarga de las baterías se considera normal si no supera el 1% por día o el 30% de la capacidad de la batería por mes.

5. Vida útil de las baterías nuevas. Actualmente, el fabricante produce baterías de automóvil solo en estado de carga seca. La vida útil de las baterías sin funcionamiento es muy limitada y no supera los 2 años (el período de almacenamiento de garantía es de 1 año).

6. La vida útil de las baterías de plomo-ácido para automóviles es de al menos 4 años, sujeto a las condiciones de funcionamiento establecidas por la fábrica. Según mi experiencia, seis baterías duraron cuatro años cada una, y una, la más duradera, duró ocho años.

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Fuerza electromotriz de la batería - EMF

electromotriz, potencia, batería

Batería - Batería fem - Fuerza electromotriz

La fem de una batería no conectada a una carga es en promedio de 2 voltios. No depende del tamaño de la batería ni del tamaño de sus placas, sino que está determinado por la diferencia en las sustancias activas de las placas positivas y negativas. Dentro de pequeños límites, la fem puede variar debido a factores externos, entre los cuales la densidad del electrolito, es decir, mayor o menor contenido de ácido en la solución, es de importancia práctica. La fuerza electromotriz de una batería descargada con un electrolito de alta densidad será mayor que la fem de una batería cargada con una solución ácida más débil. Por lo tanto, el grado de carga de una batería con una densidad inicial desconocida de la solución no debe juzgarse basándose en las lecturas del dispositivo al medir la fem sin una carga conectada. Las baterías tienen una resistencia interna que no permanece constante, sino que cambia durante la carga y descarga dependiendo de composición química sustancias activas. Uno de los factores más obvios en la resistencia de la batería es el electrolito. Dado que la resistencia del electrolito depende no sólo de su concentración, sino también de la temperatura, la resistencia de la batería también depende de la temperatura del electrolito. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia disminuye. La presencia de separadores también aumenta la resistencia interna de los elementos. Otro factor que aumenta la resistencia del elemento es la resistencia del material activo y las rejillas. Además, la resistencia de la batería se ve afectada por el grado de carga. El sulfato de plomo, que se forma durante la descarga en las placas positiva y negativa, no conduce la electricidad y su presencia aumenta significativamente la resistencia a la transmisión. corriente eléctrica. El sulfato cierra los poros de las placas cuando éstas están cargadas, e impide así el libre acceso del electrolito al material activo. Por lo tanto, cuando el elemento está cargado, su resistencia es menor que en el estado descargado.

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Fuerza electromotriz - batería - Gran Enciclopedia de Petróleo y Gas, artículo, página 1

Fuerza electromotriz - batería

Página 1

La fuerza electromotriz de una batería que consta de dos grupos paralelos de tres baterías conectadas en serie en cada grupo es de 4,5 V, la corriente en el circuito es de 1,5 A y el voltaje es de 4,2 V.  

La fuerza electromotriz de la batería es de 1,8 V.  

La fuerza electromotriz de una batería que consta de tres baterías idénticas conectadas en serie es de 4 · 2 V. El voltaje de la batería cuando se pone en cortocircuito con una resistencia externa de 20 ohmios es de 4 V.  

La fuerza electromotriz de una batería que consta de tres baterías idénticas conectadas en serie es de 4 2 voltios. El voltaje de la batería cuando se pone en cortocircuito con una resistencia externa de 20 ohmios es de 4 V.  

La fuerza electromotriz de una batería de tres baterías conectadas en paralelo es de 1,5 V, la resistencia externa es de 2,8 ohmios y la corriente en el circuito es de 0,5 A.  

Om-m; U es la fuerza electromotriz de la batería, V; / - intensidad actual, A; K es el coeficiente constante del dispositivo.  

Por lo tanto, dicho recubrimiento debe reducir necesariamente la fuerza electromotriz de la batería.  

Con una conexión en paralelo (ver Fig. 14), la fuerza electromotriz de la batería sigue siendo aproximadamente igual a la fuerza electromotriz de un elemento, pero la capacidad de la batería aumenta n veces.  

Entonces, cuando se conectan en serie n fuentes de corriente idénticas, la fuerza electromotriz de la batería resultante es n veces mayor que la fuerza electromotriz de una fuente de corriente separada, pero en este caso no solo se suman las fuerzas electromotrices, sino también las internas. resistencia de las fuentes de corriente. Esta conexión es beneficiosa cuando la resistencia externa del circuito es muy alta en comparación con la resistencia interna.  

La unidad práctica de fuerza electromotriz se llama voltio y no es muy diferente de la fuerza electromotriz de una batería Daniel.  

Tenga en cuenta que la carga inicial del condensador y, por lo tanto, el voltaje a través de él es creado por la fuerza electromotriz de la batería. Por otro lado, la desviación inicial del cuerpo se crea mediante una fuerza aplicada externamente. Por tanto, la fuerza que actúa sobre un sistema oscilatorio mecánico desempeña un papel similar a la fuerza electromotriz que actúa sobre un sistema oscilatorio eléctrico.  

Tenga en cuenta que la carga inicial del condensador y, por lo tanto, el voltaje a través de él es creado por la fuerza electromotriz de la batería. Por otro lado, la desviación inicial del cuerpo se crea mediante silicona aplicada externamente. Por tanto, la fuerza que actúa sobre un sistema oscilatorio mecánico desempeña un papel similar a la fuerza electromotriz que actúa sobre un sistema oscilatorio eléctrico.  

Tenga en cuenta que la carga inicial del condensador y, por lo tanto, el voltaje a través de él es creado por la fuerza electromotriz de la batería. Por otro lado, la desviación inicial del cuerpo se crea mediante una fuerza aplicada externamente. Por tanto, la fuerza que actúa sobre un sistema oscilatorio mecánico desempeña un papel similar a la fuerza electromotriz que actúa sobre un sistema oscilatorio eléctrico.  

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fórmula EMF

Aquí está el trabajo de las fuerzas externas y la magnitud de la carga.

La unidad de medida del voltaje es V (voltio).

EMF es una cantidad escalar. En un circuito cerrado, la FEM es igual al trabajo realizado por las fuerzas para mover una carga similar a lo largo de todo el circuito. En este caso, la corriente en el circuito y dentro de la fuente de corriente fluirán en direcciones opuestas. El trabajo externo que crea los campos electromagnéticos no debe ser de origen eléctrico (fuerza de Lorentz, inducción electromagnética, fuerza centrífuga, fuerza que surge durante reacciones químicas). Este trabajo es necesario para superar las fuerzas repulsivas de los portadores de corriente dentro de la fuente.

Si en un circuito fluye corriente, entonces la fem es igual a la suma de las caídas de voltaje en todo el circuito.

Ejemplos de resolución de problemas sobre el tema "Fuerza electromotriz".

Si cierra el circuito externo de una batería cargada, aparecerá una corriente eléctrica. Se producen las siguientes reacciones:

en la placa negativa

en la placa positiva

Dónde mi- carga de electrones igual a

Por cada dos moléculas de ácido consumidas se forman cuatro moléculas de agua, pero al mismo tiempo se consumen dos moléculas de agua. Por lo tanto, al final sólo se forman dos moléculas de agua. Sumando las ecuaciones (27.1) y (27.2), obtenemos la reacción de descarga final:

Las ecuaciones (27.1) - (27.3) deben leerse de izquierda a derecha.

Cuando una batería se descarga, se forma sulfato de plomo en las placas de ambas polaridades. El ácido sulfúrico se consume tanto en la placa positiva como en la negativa, y las placas positivas consumen más ácido que las negativas. En las placas positivas se forman dos moléculas de agua. A medida que la batería se descarga, la concentración de electrolito disminuye y disminuye en mayor medida cerca de las placas positivas.

Si cambia la dirección de la corriente a través de la batería, la dirección de la reacción química se invierte. Comenzará el proceso de carga de la batería. Las reacciones de carga en las placas negativa y positiva se pueden representar mediante las ecuaciones (27.1) y (27.2), y la reacción total mediante la ecuación (27.3). Estas ecuaciones ahora deberían leerse de derecha a izquierda. Durante la carga, el sulfato de plomo en la placa positiva se reduce a peróxido de plomo y en la placa negativa se reduce a plomo metálico. En este caso se forma ácido sulfúrico y aumenta la concentración de electrolito.

La fuerza electromotriz y el voltaje de la batería dependen de muchos factores, los más importantes son el contenido de ácido en el electrolito, la temperatura, la corriente y su dirección, y el grado de carga. La relación entre fuerza electromotriz, voltaje y corriente se puede escribir.

sano de la siguiente manera:

cuando sea dado de alta

Dónde mi 0 - campos electromagnéticos reversibles; mi n - polarización fem; R - Resistencia interna de la batería.

El EMF reversible es el EMF de una batería ideal en la que se eliminan todo tipo de pérdidas. En una batería de este tipo, la energía recibida durante la carga se devuelve completamente durante la descarga. La EMF reversible depende únicamente del contenido de ácido en el electrolito y la temperatura. Puede determinarse analíticamente basándose en el calor de formación de las sustancias reaccionantes.

Una batería real se encuentra en condiciones cercanas a las ideales si la corriente es insignificante y la duración de su paso también es corta. Estas condiciones se pueden crear equilibrando el voltaje de la batería con algún voltaje externo (estándar de voltaje) usando un potenciómetro sensible. El voltaje medido de esta manera se llama voltaje de circuito abierto. Está cerca del EMF reversible. En mesa La Tabla 27.1 muestra los valores de este voltaje correspondientes a la densidad del electrolito de 1.100 a 1.300 (referido a una temperatura de 15 °C) y una temperatura de 5 a 30 °C.

Como puede verse en la tabla, a una densidad de electrolito de 1.200, típica de baterías estacionarias, y una temperatura de 25 ° C, el voltaje de la batería en circuito abierto es de 2.046 V. Durante el proceso de descarga, la densidad del electrolito disminuye ligeramente. La caída de tensión correspondiente cuando el circuito está abierto es de sólo unas pocas centésimas de voltio. El cambio en el voltaje de circuito abierto causado por el cambio de temperatura es insignificante y tiene un interés bastante teórico.

Si algo de corriente pasa a través de la batería en la dirección de carga o descarga, el voltaje de la batería cambia debido a la caída de voltaje interno y a los cambios en la fem causados ​​por procesos físicos y químicos secundarios en los electrodos y en el electrolito. El cambio en la fem de la batería causado por estos procesos irreversibles se llama polarización. Las principales razones de la polarización en una batería son un cambio en la concentración de electrolito en los poros de la masa activa de las placas en relación con su concentración en el resto del volumen y el cambio resultante en la concentración de iones de plomo. Al descargar se consume ácido y al cargar se forma. La reacción tiene lugar en los poros de la masa activa de las placas y la entrada o eliminación de moléculas e iones de ácido se produce por difusión. Esto último sólo puede ocurrir si existe una cierta diferencia en las concentraciones de electrolitos en la zona de los electrodos y en el resto del volumen, que se fija de acuerdo con la corriente y la temperatura que determinan la viscosidad del electrolito. Un cambio en la concentración de electrolitos en los poros de la masa activa provoca un cambio en la concentración de iones de plomo y fem. Durante la descarga, debido a una disminución en la concentración de electrolito en los poros, la EMF disminuye, y durante la carga, debido a un aumento en la concentración de electrolito, la EMF aumenta.

La fuerza electromotriz de polarización siempre está dirigida hacia la corriente. Depende de la porosidad de las placas, la corriente y

temperatura. La suma de la FEM reversible y la FEM de polarización, es decir mi 0 ±E PAG , representa la fem de una batería bajo fem actual o dinámica. Durante la descarga es menor que la EMF reversible y durante la carga es mayor. El voltaje de la batería bajo corriente difiere del EMF dinámico solo por el valor de la caída de voltaje interno, que es relativamente pequeño. Por lo tanto, el voltaje de la batería bajo corriente también depende de la corriente y la temperatura. La influencia de este último sobre el voltaje de la batería durante la descarga y carga es mucho mayor que cuando el circuito está abierto.

Si abre el circuito de la batería mientras se descarga, su voltaje aumentará lentamente hasta el voltaje del circuito abierto debido a la difusión continua del electrolito. Si abre el circuito de la batería mientras se carga, su voltaje disminuirá lentamente hasta el voltaje del circuito abierto.

La desigualdad de concentraciones de electrolitos en la zona de los electrodos y en el resto del volumen distingue el funcionamiento de una batería real del ideal. Al cargar, la batería se comporta como si contuviera un electrolito muy diluido, y al cargar, se comporta como si contuviera un electrolito muy concentrado. El electrolito diluido se mezcla constantemente con uno más concentrado, mientras se libera una cierta cantidad de energía en forma de calor, que, si las concentraciones fueran iguales, podría aprovecharse. Como resultado, la energía liberada por la batería durante la descarga es menor que la energía recibida durante la carga. La pérdida de energía se produce debido a imperfecciones en el proceso químico. Este tipo de pérdida es la principal en una batería.

Resistencia de la batería internaTora. La resistencia interna está formada por la resistencia del marco de placas, masa activa, separadores y electrolito. Este último representa la mayor parte de la resistencia interna. La resistencia de la batería aumenta durante la descarga y disminuye durante la carga, lo que es consecuencia de cambios en la concentración de la solución y el contenido de azufre.

velo en la masa activa. La resistencia de la batería es baja y se nota sólo con una corriente de descarga alta, cuando la caída de tensión interna alcanza una o dos décimas de voltio.

Autodescarga de la batería. La autodescarga es la pérdida continua de energía química almacenada en la batería debido a reacciones adversas en las placas de ambas polaridades provocadas por impurezas nocivas accidentales en los materiales utilizados o impurezas introducidas en el electrolito durante el funcionamiento. De gran importancia práctica es la autodescarga causada por la presencia en el electrolito de diversos compuestos metálicos que son más electropositivos que el plomo, por ejemplo cobre, antimonio, etc. Los metales se liberan en las placas negativas y forman muchos elementos en cortocircuito con la placas de plomo. Como resultado de la reacción, se forman sulfato de plomo e hidrógeno, que se libera sobre el metal contaminado. La autodescarga se puede detectar por la ligera liberación de gas en las placas negativas.

En las placas positivas también se produce una autodescarga debido a la reacción habitual entre el plomo base, el peróxido de plomo y el electrolito, que da como resultado la formación de sulfato de plomo.

La autodescarga de una batería siempre se produce: tanto en circuito abierto como durante la descarga y carga. Depende de la temperatura y la densidad del electrolito (Fig. 27.2), y al aumentar la temperatura y la densidad del electrolito, aumenta la autodescarga (la pérdida de carga a una temperatura de 25 ° C y una densidad del electrolito de 1,28 se toma como 100 %). La pérdida de capacidad de una batería nueva debido a la autodescarga es de aproximadamente el 0,3% por día. A medida que la batería envejece, aumenta la autodescarga.

Sulfatación anormal de placas. En las placas de ambas polaridades se forma sulfato de plomo con cada descarga, como se puede ver en la ecuación de reacción de descarga. Este sulfato tiene

estructura cristalina fina y se reduce fácilmente cargando corriente con plomo metálico y peróxido de plomo en placas de polaridad adecuada. Por tanto, la sulfatación en este sentido es un fenómeno normal que forma parte integral del funcionamiento de la batería. La sulfatación anormal ocurre cuando las baterías se descargan excesivamente, se cargan insuficientemente sistemáticamente o se dejan descargadas y sin usar durante largos períodos de tiempo, o cuando se operan a densidades y temperaturas de electrolitos excesivamente altas. En estas condiciones, el sulfato cristalino fino se vuelve más denso, los cristales crecen, expandiendo enormemente la masa activa y son difíciles de recuperar durante la carga debido a la alta resistencia. Cuando la batería se deja inactiva, las fluctuaciones de temperatura promueven la formación de sulfato. A medida que aumenta la temperatura, se disuelven pequeños cristales de sulfato y, con una posterior disminución de la temperatura, el sulfato cristaliza lentamente y los cristales crecen. Como resultado de las fluctuaciones de temperatura, se forman cristales grandes a expensas de los pequeños.

En las placas sulfatadas, los poros se obstruyen con sulfato, el material activo sale de las rejillas y las placas a menudo se deforman. La superficie de las placas sulfatadas se vuelve dura, áspera y cuando se frota

El material de las placas se siente como arena entre los dedos. Las placas positivas de color marrón oscuro se vuelven más claras y aparecen manchas blancas de sulfato en la superficie. Las placas negativas se vuelven duras, de color gris amarillento. La capacidad de una batería sulfatada disminuye.

La sulfatación inicial se puede eliminar mediante una carga prolongada con baja corriente. En caso de sulfatación severa, se requieren medidas especiales para que las placas vuelvan a su estado normal.

En el medio año escolar Muchos científicos necesitan la fórmula de la fem para realizar diversos cálculos. Los experimentos que involucran , también requieren información sobre la fuerza electromotriz. Pero para los principiantes no es tan fácil entender de qué se trata.

Fórmula para encontrar fem

En primer lugar, veamos la definición. ¿Qué significa esta abreviatura?

EMF o fuerza electromotriz es un parámetro que caracteriza el trabajo de cualquier fuerza de naturaleza no eléctrica que opere en circuitos donde la intensidad de la corriente, tanto continua como alterna, es la misma en toda su longitud. En un circuito conductor interconectado, la FEM es igual al trabajo de estas fuerzas para mover una sola carga positiva (positiva) a lo largo de todo el circuito.

La siguiente figura muestra la fórmula de la fem.

Ast significa el trabajo de fuerzas externas en julios.

q es la carga transferida en culombios.

Fuerzas externas- estas son las fuerzas que separan las cargas en la fuente y, en última instancia, forman una diferencia de potencial en sus polos.

Para esta fuerza la unidad de medida es voltio. Se denota en fórmulas con la letra. « MI".

Sólo cuando no haya corriente en la batería, la fuerza electromotriz será igual al voltaje en los polos.

FEM de inducción:

Fem de inducción en un circuito que tienenortevueltas:

Al conducir:

Fuerza electromotriz inducción en un circuito que gira en un campo magnético a una velocidadw:

tabla de valores

Una explicación sencilla de la fuerza electromotriz.

Supongamos que nuestro pueblo tiene una torre de agua. Está completamente lleno de agua. Supongamos que se trata de una batería normal. ¡La torre es una batería!

Toda el agua ejercerá una fuerte presión sobre el fondo de nuestra torreta. Pero será fuerte sólo cuando esta estructura esté completamente llena de H 2 O.

Como resultado, cuanto menos agua, más débil será la presión y menor será la presión del chorro. Al abrir el grifo, notaremos que cada minuto el alcance del chorro disminuirá.

Como resultado:

1. La tensión es la fuerza con la que el agua presiona el fondo. Eso es presión.
2. El voltaje cero es la parte inferior de la torre.

Todo es igual con la batería.

En primer lugar, conectamos la fuente de energía al circuito. Y lo cerramos en consecuencia. Por ejemplo, insertamos la batería en una linterna y la encendemos. Inicialmente, notaremos que el dispositivo brilla intensamente. Después de un tiempo, su brillo disminuirá notablemente. Es decir, la fuerza electromotriz disminuyó (se filtró en comparación con el agua en la torre).

Si tomamos como ejemplo una torre de agua, entonces el EMF es una bomba que bombea agua constantemente hacia la torre. Y nunca termina ahí.

Fem de una celda galvánica - fórmula

La fuerza electromotriz de una batería se puede calcular de dos formas:

• Realizar cálculos utilizando la ecuación de Nernst. Será necesario calcular los potenciales de cada electrodo incluido en el GE. Luego calcule la fem usando la fórmula.
• Calcule la EMF usando la fórmula de Nernst para la reacción total de generación de corriente que ocurre durante el funcionamiento del GE.

Así, armado con estas fórmulas, será más fácil calcular la fuerza electromotriz de la batería.

¿Dónde se utilizan los diferentes tipos de EMF?

1. El piezoeléctrico se utiliza para estirar o comprimir un material. Se utiliza para fabricar generadores de energía de cuarzo y diversos sensores.
2. El producto químico se utiliza en baterías.
3. La inducción aparece cuando un conductor atraviesa un campo magnético. Sus propiedades se utilizan en transformadores, motor electrico, generadores.
4. La termoeléctrica se forma cuando se calientan contactos de diferentes tipos de metales. Ha encontrado su aplicación en unidades de refrigeración y termopares.
5. La fotoeléctrica se utiliza para producir fotocélulas.

Las baterías están llenas de ácido sulfúrico y durante el ciclo normal de carga-descarga liberan gases explosivos (hidrógeno y oxígeno). Para evitar lesiones personales o daños al vehículo, siga estrictamente las siguientes precauciones de seguridad:

1. Antes de trabajar en cualquier componente eléctrico del vehículo, desconecte el cable de alimentación del terminal negativo de la batería. Con el cable negativo de alimentación desconectado, todo circuitos electricos en el vehículo estará abierto para evitar que cualquier componente eléctrico haga un cortocircuito accidental a tierra. Una chispa eléctrica crea el potencial de lesiones e incendio.
2. Cualquier trabajo relacionado con la batería debe realizarse con gafas de seguridad.
3. Para protegerse de la entrada en contacto con la piel del ácido sulfúrico contenido en la batería, utilice ropa protectora.
4. Siga las precauciones de seguridad especificadas en los procedimientos de mantenimiento al manipular equipos utilizados para el mantenimiento y prueba de baterías.
5. Está estrictamente prohibido fumar o utilizar fuego abierto en las inmediaciones de la batería.

Mantenimiento rutinario de la batería

Actual Mantenimiento El mantenimiento de la batería consiste en comprobar la limpieza de la caja de la batería y, si es necesario, añadirle agua limpia. Todos los fabricantes de baterías recomiendan utilizar agua destilada para este fin, pero si no está disponible, puede utilizar agua limpia. agua potable bajo en sal. Dado que el agua es el único componente consumible de una batería, no se permite agregar ácido a la batería. Parte del agua del electrolito se evapora durante la carga y descarga de la batería, pero el ácido contenido en el electrolito permanece en la batería. No llene demasiado la batería con electrolito, porque en este caso el burbujeo normal (gasificación) que se produce en el electrolito durante el funcionamiento de la batería provocará una fuga de electrolito, provocando la corrosión de los terminales de la batería, sus soportes de montaje y la bandeja. Las baterías deben llenarse con electrolito hasta un nivel de aproximadamente 3,8 cm (una pulgada y media) por debajo de la parte superior del cuello de llenado.

Los contactos de los cables de alimentación conectados a la batería y los terminales de la propia batería deben inspeccionarse y limpiarse para evitar caídas de tensión en ellos. Una de las razones más comunes por las que el motor no arranca es que los cables de alimentación conectados a los terminales de la batería están sueltos o corroídos.

Arroz. Terminal de batería muy corroído

Arroz. Se descubrió que este cable de alimentación conectado a la batería estaba muy corroído debajo del aislamiento. Aunque la corrosión había devorado el aislamiento, no se detectó hasta que se inspeccionó minuciosamente el cable. Este cable debe ser reemplazado.

Arroz. Revise cuidadosamente todos los terminales de la batería para detectar signos de corrosión. En este automóvil, dos cables de alimentación están conectados al terminal positivo de la batería mediante un perno largo. Esta es una causa común de corrosión que provoca problemas de arranque del motor.

Medir el EMF de una batería

Fuerza electromotriz(EMF) es la diferencia de potencial entre los electrodos positivo y negativo de la batería cuando el circuito externo está abierto.

La magnitud de la FEM depende principalmente de los potenciales de los electrodos, es decir desde físico y propiedades químicas sustancias a partir de las cuales están hechas las placas y el electrolito, pero no depende del tamaño de las placas de la batería. La fem de una batería ácida también depende de la densidad del electrolito.

Medición de fuerza electromotriz(EMF) de la batería usando un voltímetro es de una manera sencilla determinar el grado de su carga. La fem de la batería no es un indicador que garantice el rendimiento de la batería, pero este parámetro caracteriza el estado de la batería de manera más completa que una simple inspección. Una batería recargable que apariencia bastante funcional, de hecho puede que no sea tan bueno como parece.

Esta prueba se denomina medición de tensión en circuito abierto (prueba EMF) de la batería porque la medición se realiza en los terminales de la batería sin una carga conectada a ella, con un consumo de corriente nulo.

1. Si la prueba se realiza inmediatamente después de cargar la batería o en el coche al final del viaje, antes de la medición es necesario liberar la batería de la polarización fem. La polarización fem es un voltaje aumentado en comparación con lo normal que ocurre solo en la superficie de las placas de la batería. La polarización EMF desaparece rápidamente cuando la batería está bajo carga, por lo que no proporciona una estimación precisa del estado de carga de la batería.
2. Para liberar la batería de la polarización EMF, encienda los faros en modo de luces altas durante un minuto, luego apáguelos y espere un par de minutos.
3. Con el motor y todos los demás equipos eléctricos apagados, con las puertas cerradas (para que las luces interiores estén apagadas), conecte un voltímetro a los terminales de la batería. Conecte el cable rojo positivo del voltímetro al terminal positivo de la batería y el cable negro negativo a su terminal negativo.
4. Registre la lectura del voltímetro y compárela con la tabla de niveles de carga de la batería. La siguiente tabla es adecuada para evaluar el estado de carga de una batería según el valor EMF a temperatura ambiente: de 70 °F a 80 °F (de 21 °C a 27 °C).

Mesa

EMF de la batería (V)	Nivel de carga
12,6 V y superior	Cargado 100%
12,4	75% cargado
12,2	50% cargado
12	Cobrado al 25%
11.9 y menos	Descargado

Arroz. El voltímetro muestra el voltaje de la batería un minuto después de encender los faros (a). Después de apagar los faros, el voltaje medido en la batería se recuperó rápidamente a 12,6 V (b)

NOTA

Si el voltímetro da una lectura negativa, entonces la batería está cargada con polaridad inversa (y luego debe ser reemplazada) o el voltímetro está conectado a la batería con polaridad inversa.

Medición del voltaje de la batería bajo carga

Una de las formas más precisas de determinar el estado de la batería es medir el voltaje de la batería bajo carga. En la mayoría de los probadores de lanzadores y características de carga Las baterías de automóvil utilizan un reóstato de carbono como carga de batería. Los parámetros de carga están determinados por la capacidad nominal de la batería que se está probando. La capacidad nominal de una batería se caracteriza por la cantidad de corriente de entrada que la batería puede proporcionar a una temperatura de 0°F (-18°C) durante 30 segundos. Anteriormente se utilizaba la característica de la capacidad nominal de las baterías en amperios-hora. El voltaje de la batería bajo carga se mide a una corriente de descarga igual a la mitad de la corriente CCA nominal de la batería o al triple de la capacidad nominal de la batería en amperios-hora, pero no menos de 250 amperios. El voltaje de la batería bajo carga se mide después de verificar el grado de carga usando el hidrómetro incorporado o midiendo la fem de la batería. La batería debe estar cargada al menos al 75%. Se conecta una carga adecuada a la batería y después de 15 segundos de funcionamiento de la batería bajo carga, se registran las lecturas del voltímetro con la carga conectada. Si la batería está en buen estado, entonces la lectura del voltímetro debe permanecer por encima de 9,6 V. Muchos fabricantes de baterías recomiendan medir dos veces:

• Los primeros 15 segundos de funcionamiento de la batería bajo carga se utilizan para liberar la polarización EMF.
• los segundos 15 segundos - para obtener una evaluación más confiable del estado de la batería

Entre el primer y segundo ciclo de funcionamiento bajo carga, es necesario esperar 30 segundos para que la batería tenga tiempo de recuperarse.

Arroz. El probador de carga y arranque de baterías para automóviles de Bear Automotive coloca automáticamente la batería que se está probando bajo carga durante 15 segundos para eliminar la polarización fem, luego desconecta la carga durante 30 segundos para restaurar la batería y vuelve a conectar la carga durante 15 segundos. El probador muestra información sobre el estado de la batería.

Arroz. Sun Electric VAT 40 (voltiamperímetro modelo 40) conectado a una batería para pruebas de carga. Usando el regulador de corriente de carga, el operador establece, basándose en la lectura del amperímetro, la cantidad de corriente de descarga igual a la mitad de la corriente nominal CCA de la batería. La batería funciona bajo carga durante 15 segundos y al final de este intervalo de tiempo, la tensión de la batería, medida con la carga conectada, debe ser de al menos 9,6 V.

NOTA

Algunos probadores miden la capacidad de la batería para determinar el estado de carga y el rendimiento de la batería. Siga el procedimiento de prueba especificado por el fabricante del equipo de prueba.

Si la batería no supera la prueba de carga, recárguela y vuelva a realizar la prueba. Si la segunda prueba falla, se debe reemplazar la batería.

Cargando la batería

Si la batería está muy descargada es necesario recargarla. Para evitar daños por sobrecalentamiento, es mejor cargar la batería en el modo de carga estándar. En la figura se muestran explicaciones sobre el modo de carga de batería estándar.

Arroz. Este cargador de batería está ajustado para cargar la batería con capacidad nominal. corriente de carga 10 A. Cargar la batería en modo estándar, como se muestra en la fotografía, no tiene tanto efecto sobre la batería como el modo de carga acelerada, lo que no excluye el sobrecalentamiento de la batería y la deformación de las placas de la batería.

Hay que recordar que pueden ser necesarias ocho horas o incluso más para cargar una batería completamente descargada. Inicialmente es necesario mantener la corriente de carga en unos 35 A durante 30 minutos para facilitar el inicio del proceso de carga de la batería. En el modo de carga acelerada, la batería se calienta más y aumenta el riesgo de deformación de las placas de la batería. En el modo de carga acelerada se produce además una mayor formación de gases (liberación de hidrógeno y oxígeno), lo que supone un peligro para la salud y un riesgo de incendio. La temperatura de la batería no debe exceder los 125 °F (52 °C; la batería está caliente al tacto). Como regla general, se recomienda cargar las baterías con una corriente de carga igual al 1% del valor nominal de la corriente CCA.

• Modo de carga rápida: máximo 15 A
• Modo de carga estándar: máximo 5 A

¡Esto le puede pasar a cualquiera!

Dueño coche toyota desconectó la batería. Después de conectar la batería nueva, el propietario notó que la panel Se encendió el testigo amarillo del airbag y se bloqueó la radio. El propietario compró el vehículo usado en un concesionario y no conocía el código secreto de cuatro dígitos necesario para desbloquear la radio. Obligado a buscar una manera de resolver este problema, probó al azar tres números diferentes de cuatro dígitos con la esperanza de que uno de ellos funcionara. Sin embargo, después de tres intentos fallidos, la radio se apagó por completo.

El propietario molesto se puso en contacto con el concesionario. Arreglar el problema costó más de trescientos dólares. Para restablecer la alarma del airbag, se necesitaba un dispositivo especial. La radio tuvo que ser retirada del automóvil y enviada a otro estado, a un centro de servicio autorizado y, al regresar, reinstalada en el automóvil.

Por lo tanto, antes de desconectar la batería, asegúrese de coordinarlo con el propietario del automóvil; debe asegurarse de que el propietario conozca el código secreto para encender la radio encriptada, que también se utiliza en el sistema de seguridad del automóvil. Puede que sea necesario utilizar un dispositivo de respaldo de memoria de radio cuando la batería esté desconectada.

Arroz. Es una buena idea. El técnico realizó una fuente de alimentación de respaldo para la memoria a partir de una vieja linterna a batería y un cable con un adaptador a la toma del encendedor de cigarrillos. Simplemente conectó los cables a los terminales de la batería de una linterna recargable que tenía. Es más conveniente usar una batería de linterna que una batería normal de 9 voltios, en caso de que a alguien se le ocurra abrir la puerta del automóvil mientras la fuente de energía de respaldo de la memoria está conectada al circuito. Una batería de 9 voltios, que tiene una capacidad pequeña, se descargaría rápidamente en este caso, mientras que la capacidad de la batería de la linterna es lo suficientemente grande y suficiente para proporcionar nutrición necesaria memoria

Batería EMF (fuerza electromotriz) esta es la diferencia en los potenciales de los electrodos en ausencia de un circuito externo. El potencial del electrodo es la suma del potencial del electrodo de equilibrio. Caracteriza el estado del electrodo en reposo, es decir, la ausencia de procesos electroquímicos, y el potencial de polarización, definido como la diferencia de potencial del electrodo durante la carga (descarga) y en ausencia de circuito.

Proceso de difusión.

Gracias al proceso de difusión, igualación de la densidad del electrolito en la cavidad del cuerpo de la batería y en los poros de la masa activa de las placas, se puede mantener la polarización de los electrodos en la batería cuando el circuito externo está apagado.

La velocidad de difusión depende directamente de la temperatura del electrolito; cuanto mayor es la temperatura, más rápido se produce el proceso y puede variar mucho en el tiempo, desde dos horas hasta un día. La presencia de dos componentes del potencial del electrodo durante condiciones transitorias llevó a la división en equilibrio y no equilibrio. batería electromagnética.
Al equilibrio batería electromagnética afecta el contenido y la concentración de iones de sustancias activas en el electrolito, así como las propiedades químicas y físicas de las sustancias activas. El papel principal en el valor de la FEM lo desempeña la densidad del electrolito y la temperatura prácticamente no influye en él. La dependencia de la EMF de la densidad se puede expresar mediante la fórmula:

Donde E es la fem de la batería (V)

P – densidad del electrolito reducida a una temperatura de 25 grados. C (g/cm3) Esta fórmula es verdadera cuando la densidad de trabajo del electrolito está en el rango de 1,05 - 1,30 g/cm3. Los EMF no pueden caracterizar directamente el grado de rarefacción de la batería. Pero si lo mide en los terminales y lo compara con la densidad calculada, entonces podrá, con cierto grado de probabilidad, juzgar el estado de las placas y la capacidad.
En reposo, la densidad del electrolito en los poros de los electrodos y en la cavidad del monobloque es la misma e igual a la fem en reposo. Al conectar consumidores o una fuente de carga, cambia la polarización de las placas y la concentración de electrolito en los poros de los electrodos. Esto conduce a un cambio en la fem. Cuando se carga, el valor EMF aumenta y cuando se descarga, disminuye. Esto se debe a un cambio en la densidad del electrolito, que interviene en los procesos electroquímicos.