Элементы питания, гальванические элементы - вопросы и ответы

Вопросы и ответы по теме источников питания ламповой аппаратуры, гальванические элементы, батареи и аккумуляторы для питания устройств.

Что такое источники питания?

Для работы приёмника необходимо накаливать нити накала ламп и, кроме того, на аноды этих ламп необходимо давать довольно высокое напряжение, называемое анодным.

Эти напряжения, служащие для накала ламп и для подачи на аноды, берутся от специальных источников тока, которые называются источниками питания.

Что называется первичным элементом?

Первичным элементом называется такой гальванический элемент, электродвижущая сила в котором возникает вследствие происходящих в элементе химических процессов (растворение одного из электродов элемента) и существует до тех пор, пока эти процессы не прекратятся. Все гальванические элементы, как сухие, так и водоналивные и воздушной деполяризации являются первичными.

Из каких основных частей состоит первичный элемент?

В каждом первичном элементе должны быть три составные части: два твёрдых электрода (положительный и отрицательный) и электролит, в который погружены эти электроды.

Один из этих электродов по своим химическим свойствам должен быть таким, чтобы он мог растворяться в электролите. Этот электрод будет являться отрицательным полюсом элемента.

Кроме того, почти во всех первичных элементах имеется ещё одна составная часть, так называемый деполяризатор.

Из каких основных частей состоит первичный гальванический элемент

Рис. 1. Из каких основных частей состоит первичный гальванический элемент.

Что называется сухим элементом?

В каждом первичном элементе должен быть электролит, в котором растворяется отрицательный электрод. Так как применение жидкого электролита не всегда оказывается удобным (такой электролит быстро испаряется, элементы нельзя опрокидывать и т. п.), то в некоторых типах элементов электролит делается желеобразным.

Такие элементы с желеобразным электролитом называются “сухими”. Сухие элементы годны к действию непосредственно по их изготовлении и не нуждаются ни в какой дополнительной обработке.

Сухой гальванический элемент и его построение

Рис. 2. Сухой гальванический элемент и его построение.

Что называется водоналивным элементом.

Водоналивным элементом называется такой элемент, в котором не имеется электролита, а взамен него насыпаны вещества, являющиеся составными частями электролита.

Водоналивные элементы сами по себе в сухом состоянии для работы не пригодны. Для того, чтобы привести такой элемент в работоспособное состояние, нужно залить его водой или (в зависимости от типа элемента) раствором нашатыря.

Для заливания воды в элементах имеются отверстия, которые закрываются пробками. Для растворения электролита требуется некоторое время, поэтому свежезалитый элемент можно ставить на работу только через несколько часов.

Точное время, необходимое для растворения электролита, всегда указывается на этикетке элемента.

Водоналивные элементы менее удобны для применения, чем сухие, вследствие тех хлопот, с которыми сопряжена их заливка, но они имеют то преимущество, что могут храниться почти неограниченное время, так как они не расходуются (их отрицательный электрод не растворяется) до тех пор, пока не будут залиты.

Что такое поляризация?

Во время работы элемента, вследствие химических процессов, происходящих в нём, выделяются кислород и водород. Водород в виде мельчайших пузырьков оседает на поверхности положительного электрода.

По мере выделения водорода внутреннее сопротивление элемента увеличивается и, наконец, наступает момент, когда водород как бы плёнкой покрывает поверхность угля и преграждает путь для тока. Это явление носит название поляризации.

Как предупредить поляризацию элемента?

Для предупреждения поляризации положительный электрод (обычно уголь) помещается в особую деполяри-зационную массу или раствор, содержащий в себе в большом количестве кислород (перекись марганца и др.).

Водород, выделяющийся у положительного электрода, соединяется с кислородом, находящимся в деполяризующем веществе, в результате чего, вследствие химического соединения, получается вода.

Поверхность же положительного электрода остаётся чистой. Деполяризатор действует до тех пор, пока не истощится в нём запас кислорода.

Что такое элемент воздушной деполяризации?

В элементах воздушной деполяризации, благодаря применению угольного электрода специальной конструкции, облегчается доступ атмосферного кислорода к положительному электроду.

Так как при этом запас воздушного деполяризатора никогда израсходоваться не может, то элемент работает очень долгое время. В качестве отрицательного электрода применяется цинк, электролитом же является раствор нашатыря или едкого натра.

Как правильно соединять между собой элементы?

При последовательном соединении общее напряжение батареи равняется сумме напряжений отдельных элементов, входящих в состав батареи. При параллельном соединении элементов получается, в сущности, один элемент, ёмкость которого равна сумме ёмкостей всех параллельно соединённых между собой элементов.

При этом необходимо иметь в виду, что при последовательном соединении элементов напряжение их может быть различным, но необходимо, чтобы они имели примерно одинаковые ёмкость и внутреннее сопротивление.

В противном случае элементы меньшей ёмкости израсходуются быстрее и в дальнейшем будут только мешать работе батареи, являясь вредным сопротивлением.

При параллельном включении элементов - ёмкость и внутреннее сопротивление не имеют особенного значения, но необходимо, чтобы элементы имели одинаковое напряжение, иначе ток от элементов с большим напряжением будет проходить не только через наружную цепь, но и через элементы с меньшим напряжением.

Как правильно соединять между собой элементы питания

Рис. 3. Как правильно соединять между собой элементы питания.

Как продлить срок службы анодной сухой батареи?

Срок службы анодных батарей сухого типа сокращается вследствие плохой изоляции между отдельными элементами, отчего они саморазряжаются. Для продления срока службы батареи её нужно погрузить в керосин на 1-1,5 часа, затем вынуть, обтереть тряпкой и просушить на воздухе.

Для чего амальгамируется цинк?

Цинк, являющийся в большинстве гальванических элементов отрицательным электродом, растворяется в электролите. Для того, чтобы это растворение цинка происходило только во время работы элемента, цинк амальгамируется, т. е. покрывается слоем ртути.

Такой амальгамированный цинк в то время, когда батарея не работает, не расходуется, т. е. не растворяется в электролите.

Как амальгамировать цинк?

Небольшое количество серной кислоты (1 объем кислоты на 10 объемов воды) разводится водой. Суконкой, смоченной в этом растворе, очищают поверхность цинка и капают на неё 1-2 капли ртути, которую растирают той же суконкой по поверхности цинка, после чего цинк становится блестящим. Нужно иметь в виду, что после амальгамирования цинк становится очень хрупким.

Что такое ампер-час?

Ампер-часом называется единица ёмкости гальванических элементов, как первичных, так и вторичных. Эта единица численно равна произведению тока, отдаваемого элементом, на время, в течение которого этот ток расходуется.

Если, например, говорится, что аккумулятор имеет ёмкость в 20 А-ч, то это значит, что он способен в течение 20 часов отдавать ток в один ампер или в течение 10 часов отдавать ток в 2 А и т. д.

Для каждого источника тока существует наибольший разрядный ток. Током, превышающим разрядный, нельзя разряжать батареи, так как это приведёт к их преждевременной гибели.

Источник: А. П. Горшков - Cправочник радиолюбителя в вопросах и ответах, 1938г.

1
987
Добавить комментарий