Chức năng và nguyên lý hoạt động của bình Ắc quy
- Chức năng
Ắc quy là thiết bị tích trữ điện năng,
cung cấp năng lượng cho thiết bị khởi động, hệ thống đánh lửa và các thiết bị
khác khi động cơ chưa hoạt động. Khi mua mới hay bảo dưỡng, cần lưu ý đến các
thông số như kích thước, dung lượng, dòng khởi động để chọn được loại ắc quy
thích hợp nhất.
Ắc quy là một trong những thiết bị quan trọng
nhất trên xe hơi. Nó đảm nhiệm vai trò tích trữ điện năng, cung cấp năng lượng
cho các thiết bị tiêu thụ (phụ tải) như máy khởi động, kích thích máy phát xoay
chiều. Ắc quy sẽ cung cấp năng lượng cho các thiết bị tiêu thụ điện (phụ tải)
như máy khởi động, kích thích máy phát xoay chiều. Ắc quy sẽ cung cấp điện năng
cho các phụ tải khi máy phát điện chưa làm việc hoặc vòng tua máy chưa đạt tốc
độ quy định. Ngoài ra, nó còn có vai trò cung cấp điện năng trong trường hợp phụ
tải sử dụng dòng vượt quá định mức của máy phát.
Sau khi khởi động và vòng tua máy đủ lớn, các thiết bị trên oto sẽ sử dụng điện năng sinh ra từ máy phát. Đồng thời, ắc quy được nạp điện để tích trữ năng lượng cho các lần khởi động sau.
2.Nguyên lý hoạt động ắc quy
Nguyên lý nạp và phóng điện. Một ắc quy nạp và phóng năng lượng điện qua phản ứng hóa học với dung dịch điện phân.
Lúc phóng điện nghĩa là lúc bình đang cung cấp một dòng điện cho bộ phận tiêu thụ, phản ứng xảy ra trong hộc bình được tóm tắt như hình bên.
Năng lượng điện được phóng ra khi axit
sulfuric trong dung dịch điện phân phản ứng với chì và trở thành nước. Lúc này
axit sulfuric kết hợp với các bản cực âm, dương và chuyển thành sunfat chì.
Ở cực dương, phản ứng xảy ra như sau:
PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e–> PbSO4 + 2H2O
Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:
Pb + H2SO4–>PbSO4 + 2e + 2H+
Quá trình phóng điện làm cho lượng nước
tăng lên nhưng lại làm giảm lượng axít sulfuric, do đó nồng độ điện dịch giảm,
các bản cực tiến dần đến cùng bản chất là PbSO4 làm cho hiệu điện thế giữa
chúng giảm dần.
Phản ứng xảy ra mạnh hay yếu, số lượng các
hoạt chất tham gia nhiều hay ít tuỳ thuộc vào khả năng phân ly, khuyếch tán của
SO4(2-) và H(+). Do đó nồng độ điện dịch, độ xốp của các bản cực (hạt PbSO4 to
thì bản cực ít xốp), điện thế và cường độ dòng điện nạp… là nhân tố ảnh hưởng đến
khả năng phản ứng mạnh, yếu, sâu, nông ở các bản cực.
Lúc nạp điện do axit sulfuric được giải phóng ra khỏi các bản cực, chất
điện phân chuyển thành axit sulfuric và nồng độ chất điện phân tăng lên. Các bản
cực dương chuyển thành ôxit chì. Các bản cực âm chuyển thành chì. Chiều của
dòng điện nạp vào ắc quy ngược với chiều lúc nó phóng điện. Trong quá trình nạp
điện, nước trong dung dịch điện phân được phân ra thành hydro và ôxy. Ở cực
dương phản ứng xảy ra như sau:
PbSO4 + SO4 + 2H2O –>Pb4+O2 + 2H2SO4 + 2e
Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:
2PbSO4 + 2H+ + 2 H2O + 4e–>2Pb + 2H2SO4
Lưu ý: Trong quá trình này, acid sulfuric ( H2SO4 ) được tái tạo, nên nồng
độ dung dịch acid sẽ tăng dần. Vì thế, khi sử dụng ắc quy chì – acid, người sử
dụng không cần thiết phải châm thêm dung dịch acid mà chỉ châm thêm nước trong quá trình sử dụng
