1-маъруза: Электр энергияси манбалари. Анъанавий ва ноанъанавий энергия манбалари

Кимёвий электр энергияси манбалари

Аккумуляторлар, уларнинг турлари ва ишлаш принциплари. Электр энергиясини йиғишга ва керак бўлганда бу энергиядан фойдаланишга имкон берадиган асбоблар аккумуляторлар дейилади [10]. Аккумуляторлар кўп марта қўлланадиган электр энергиянинг кимёвий манбаи ҳисобланади. Ҳар қандай тескари гальваник элемент аккумулятор вазифасини бажара олади. Электролиз ёрдамида электр энергияси кимёвий энергияга айлантирилгандан кейин асбобдан гальваник элемент сифатида фойдаланилса, шу энергияни қайтадан электр энергияга айлантириш мумкин. Аккумуляторлар пластмасса, эбонит ёки шишадан тайёрланган идиш-банкадан иборат бўлади. Одатда уч ёки олти банкали аккумуляторлар ишлатилади. Идишнинг ҳар қайси ажратилган қисмига электролит, яъни сульфат кислота (Н₂SO₄) нинг дистирилланган сувдаги 20-30 % ли эритмаси қуйилиб (зичлиги 1.2*10³ кг/м³), унга иккита электрод туширилади. Электродлар сурьма аралаш қўрғошин пластинадан тайёрланади.

М усбат ва манфий пластиналарнинг блоклари аккумуляторлар катакларига жойлаштирилиб, усти қопқоқ билан ёпиб қўйилади (1.5-расм).

1.5-расм. Аккумуляторнинг кўриниши.

Қисқа туташувга йўл қўймаслик учун қарама-қарши ишорали ҳар қайси жуфт пластина орасига изоляция қатламлари ўрнатилади. Устки қопқоқнинг ўртасида электролит қўйиш учун битта, ток ўтказадиган чиқариш симлари учун иккита тешик қолдирилади. Электролит қўйиладиган тешикка тиқин тиқиб қўйилади. Аккумуляторларни бир-бирига улаб батарея ҳосил қилинади. Катта миқдордаги кучланиш ёки заряд олиш учун алоҳида аккумуляторлар ўзаро кема-кет ёки параллел уланади. Аккумуляторларни кетма-кет улашда ва уларни жамлашда керак бўладиган аккумуляторларни сонини аниқлашда қўйидаги ифода ёрдамида аниқланади:

,
бу ерда
-аккумулятор батареялари сони,
-истеъмолчининг кучланиш энергияси,
-тўлиқ зарядланган битта аккумуляторнинг кучланиши.
Аккумуляторларни қўйидаги параметрлари орқали танланади:

• 
  узатиш коэффициенти,
  
• 
  фойдали иш коэффициенти.
  

Фойдали иш коэффициенти қиймати ҳар доим ўзатиш коэффициенти қийматидан кичик бўлади.
Аккумуляторни характерловчи физик катталиклардан бири унинг электр сиғимидир. Аккумуляторнинг сиғими деб унинг маълум кучланишигача зарядсизланганда берадиган ҳамма электр миқдорига айтилади. Аккумуляторлар сиғими қуйидагича аниқланади:

бу ерда
I– зарядсизланиш токи,
t- зарядсизланиш вақти.
Заряд миқдори эса

Аккумуляторларнинг сиғими унинг пластиналарига жойлашган актив масса миқдорига боғлиқ. Аккумуляторни зарядлаш вақтида кучланиш маълум миқдорга етгандан кейин ток беришни давом эттирсак ҳам кучланиш ошмайди, чунки қўрғошин сульфатли манфий электродга водород келиб қўрғошин сульфат билан реакцияга киришиб сульфат кислота ҳосил қилади.
Бу реакция қўрғошин сульфат электрод тоза қўрғошинга айлангунча давом этади. Шундан сўнг қўрғошин сиртидаги сульфат тугаса ҳам водород келишда давом этаверади, электрод сирти водород пуфакчалари билан қопланиб, пуфакчаларга таъсир этаётган Архимед кучи ортса, аккумуляторнинг эритма қуйиладиган тешикдан водород пуфакчалар (газ) чиқаверади. Бу ходиса аккумуляторнинг қайнаши деб юритилади ва зарядланиш жараёни охирига етди деб ҳисобланади.
Аккумуляторларни ишлатиш вақтида нормал катталикдан ортиқ ток билан зарядсизланишга йўл қўймаслик керак.
Аккумулятор батареялари учун умумий қабул қилинган бир қатор кучланишлар мавжуд: 2; 4; 6; 12; 24 B.
Амалда кислотали (қўрғошинли) ва ишқорий (темир-никелли, кадмий-никелли, кумуш–рухли, кадмий-кумушли ва литийли) аккумуляторлар кўп қўлланилади. 1.1-жадвалда энг кўп тарқалган аккумуляторлар турларининг характеристикалари келтирилган.
Энг кўп тарқалган аккумуляторлар турларининг характеристикалари.
Жадвал 1.1.