蓄电池之充电.DOCVIP

實驗四 蓄電瓶之充電 一、前言 蓄電瓶為整個電氣系統儲存能量。當需要的時候，蓄電瓶就產生直流電，供應連接在的機件。蓄電瓶的電流，是極機板上活性物質（Active material）及硫酸電解液（Electrolyte）之間，以化學反應而產生的。應用一段期間以後，蓄電瓶變成放電狀態而不再產生電流。但可用外來直流電，以蓄電瓶流出電流相反的方向，流入蓄電瓶再充電。 每個電瓶都需充電，使兩極間，發生電化學的不平衡。由於電位差之存在，如放置一良導體，將產生電流，這些電能可作為引擎起動，點火，照明及無線電之動力。 二、目的 在了解蓄電瓶的構造及原理，學習電瓶充電的要領，培養正確的電瓶使用、保養方法及安全維護觀念。 三、儀器設備 （a）電池（12V），（b）直流充電機，（c）比重計。 四、實驗原理 發動機或車輛，為便於啟動電力點火及照明，大多使用蓄電瓶（Storage attery）。這些電瓶大部份屬於鉛酸電瓶（Leadacid attery），利用電化學反應，促使化學能轉變為電能，其發生電位需視型式及酸量和電極而定。 電瓶裡的池室（Cell），不論大小，皆能產生兩伏特之電壓，但池室越大，電子放的越多，使用越久；普通電瓶由3個或6個池室組成，按需要電壓而定，其構造參照圖4-1。 圖 4-1 蓄電池的構造 電瓶之額定容量(Rate)為單位小時內，電池可以流通的安培數。60安培小時之電瓶，只為120安培小時電瓶一半之容量。一般而言，池室裡，極板片（plate）越多，安培小時數越大，價錢也越高。 蓄電瓶為若干單獨池室（Cell）裝在一個硬橡膠製的箱中而成（圖4-1）。每一池室的基本單位為正負極板（Positive plate及Negative plate)。極板上附有活性物質在平的格子上，已充電的負極板上、含有灰色海棉狀的鉛（Pb）。已充電的正極板上、則含有巧克力褐色的二氧化鉛（PbO2)。將若干相同的極板焊在極板托（Plate strap）上、就成為極板組（Plate group）再將兩種極性相反的極板組（正負極板）互相交叉安裝。通常負極板組的極板數，較正極板組的極板多一片，因此暴露在交叉極板組兩邊都是負極板。 在交叉的極板組中，每相鄰兩極板之間，都插裝一片多孔的隔版（Separator），使他們保持分離而不接觸狀態。如圖一所示。這些隔板准許圍繞在活性極板周圍的電解液可以自由的流動，這樣的總成叫做元件（Element）。元件組立完畢後，放入蓄電瓶箱的池室分隔室中。在軟頂式蓄電池中，接下來是裝配電池上蓋，之後再將池室的端子柱（Terminal post）之間焊接上池室連接線（Connector），因此各個池室就成為串聯連接，最後將蓄電瓶箱頂端密封起來，就完成了組立工作。每池室頂上都有螺絲蓋，以便掀開灌入電瓶液及蒸餾水之用。這些蓋上都有小孔，便於蒸汽逸出。經長時間使用，由於充電蒸發的關係，水分減少，如液位低於池室板（Cell plate），就應及時添加蒸餾水。 硬頂式蓄電瓶為整塊式的上蓋，可以減少蓄電瓶箱上部腐蝕的形成。這種蓄電池的池室間連接線，通過各個池室間的隔離，並將通過處密封起來，以防止電解液通於兩池室之間。這種蓄電瓶，因為各個池室間的連接線較短，且上蓋對硫酸更為密封，所以改進了性能。 蓄電瓶的主要端子為正負極柱，其中正極端子柱較大，以便確認而免接錯正負極的危險。每格池室的上蓋有通氣蓋，其目的有二：1）將池室上蓋上檢查電解液面及加水用的開口封蓋起來。2）可供充電時形成的氣體出。 圖 4-2 一箱蓄電瓶的各格池室間 串聯情形 電瓶中電解液的比重可以指示電瓶狀況。在常溫時（80℉），如其比重介於200至1.300之間，表示電池已充分充電了。通常檢驗都把小數點省去，讀做1.260至1.300。比重之測定：使用比重計（Hydrometer）。測定時，應考慮溫度之補正：每高出或低入10℉時，（以80℉為標準），應把比重增加或減少0.004，例如，在90℉，測得電池液比重為1.254，則可推算在80℉之比重為1.258。 電瓶放電時，電瓶液比重減少，這是因為化學作用，吸收硫酸，放出水份的關係。如放置於冰點之下，正極板易於損壞。如果電瓶經充分充電後，情況就相反，電瓶液少有受凍之可能。(因比重較高之水容液凝固點較低) 圖4-3 蓄電瓶間的串聯情形 蓄電瓶中每一個電池約有 2 伏特的電動勢，6 伏特的蓄電瓶為三格池室串聯起來而成，12伏特的則為六格串聯而成。如圖4-2所示。 為了要獲得較高的電壓，可以應用多箱蓄電瓶串聯而成。例如，可用兩箱12伏特的蓄電瓶串聯起來而用於 24 伏特系統中，如圖 4-3 所示。 蓄電池如何工作 圖4-4　蓄電瓶如何產生電流 在蓄電池中，不同極性板的活性物質和硫酸電解液之間，發生化學反應， 就可產生電流（圖4-