Таким источником энергии на электростанциях и подстанциях является аккумуляторная батарея. Своевременно заряженная батарея, обладающая большой емкостью, может питать токоприемники в течение всего времени аварии.

Аккумуляторы применяются также для освещения автомобилей, железнодорожных вагонов, движения электрокар и подводных лодок, для питания радиоустановок и различных приборов, в лабораториях и для других целей.

Аккумулятор является вторичным источником электрического напряжения, так как он в отличие от гальванических элементов может отдавать энергию лишь после предварительного заряда. Гальванические элементы дают энергию без предварительного заряда и поэтому они были выше названы первичными элементами. Заряд аккумуляторов состоит в том, что его подключают к источнику постоянного напряжения. В результате процесса электролиза химическое состояние пластин аккумулятора меняется и между ними устанавливается определенная разность потенциалов.

Аккумуляторная батарея комплектуется из некоторого количества свинцовокислотных или щелочных аккумуляторов.

43. Свинцовокислотные аккумуляторы

Пластины аккумулятора бывают поверхностные и массовые.

Поверхностные пластины изготовляются из чистого свинца. Для увеличения площади поверхности пластин их делают ребристыми.

Массовые пластины представляют собой свинцовую решетку, в ячейки которой вмазывают окислы свинца (свинцовый глет, сурик). Для предупреждения выпадания массы из ячеек пластину с обеих сторон покрывают свинцовыми листами с отверстиями. Обычно положительную пластину аккумулятора изготовляют поверхностной, а отрицательную— массовой.

Отдельные положительные пластины, так же как и отрицательные пластины, спаиваются в два изолированных один от другого блока. Для того чтобы положительные пластины могли работать с двух сторон, их берут на одну больше, чем отрицательных.

Сосуды свинцовокислот-ных аккумуляторов изготовляют из стекла, дерева, обитого внутри свинцовыми листами, керамики, эбонита, пластмассы.

При изготовлении пластин на аккумуляторных заводах их подвергают специальной электрохимической обработке (формовке), в результате чего на положительных пластинах образуется перекись свинца РbО₂, а на отрицательных пластинах — чистый (губчатый) свинец Рb. По цвету пластин можно определить их полярность: положительные пластины имеют красновато-коричневый цвет, отрицательные— серый цвет.

На фиг. 59 показан внешний вид свинцовокислотного аккумулятора и его пластин.

Реакции, происходящие при разряде и заряде кислотного аккумулятора, могут быть представлены одним общим уравнением:

Уравнение нужно читать слева направо при разряде и справа налево при заряде аккумулятора.

Для заряда аккумулятора его подключают к источнику постоянного напряжения (двигатель-генератору, выпрямителю) и, меняя напряжение, поддерживают зарядный ток постоянным по величине (фиг. 60). Зарядный ток не должен превышать величину максимального зарядного тока аккумулятора, указанную в паспорте. При напряжении на элементе 2,3—2,4 в начинается заметное газовыделение на пластинах. После этого величину зарядного тока уменьшают на 50— 60% и, продолжая заряд, постепенно увеличивают напряжение на элементах до 2,5—2,7 в.

На фиг. 61 даны кривые заряда и разряда кислотного аккумулятора. По кривой разряда видно, что, как только заряженный аккумулятор отключается от зарядного устройства, напряжение на его зажимах быстро падает с 2,7 до 2,1 в. При разряде аккумулятора его напряжение после 1,9 в уменьшается медленно, а до 1,8 в — быстро. Разряжать аккумулятор ниже напряжения 1,75—1,8 в

нельзя во избежание его порчи, так как окись свинца пластин (РbО), соединяясь с серной кислотой (H₂SO₄), дает труднорастворимый крупнозернистый сернокислый свинец-сульфат и воду:

что сильно понижает плотность раствора аккумулятора и затрудняет протекание химических реакций. Переход активной массы пластин в крупнозернистый сульфат называется суль-фатацней. При работе аккумулятора имеют место потери энергии на саморазряд. Саморазряд вызывается случайными примесями в электролите, что порождает дополнительные химические реакции и потерю энергии. Внутреннее сопротивление свинцовокнслотного аккумулятора невелико. Оно составляет около 0,001 ом для заряженного аккумулятора и увеличивается к концу разряда примерно в два раза.

К. п. д. свинцовокислотного аккумулятора составляет 75—840%.

На фиг. 62 показан внешний вид аккумуляторной батареи.