Сайт студентов физиков для студентов физиков!

Термоэлементы

·  Серебряно-цинковые аккумуляторы работают при температуре до -59° С, т. е. до замерзания электролита. Верхний предел температуры — +80°С. Они переносят относительно большие перепады

·  давления окружающей среды.

·  Особенно заметны преимущества серебряно-цинковых аккумуляторов перед аккумуляторами других типов при кратковременных разрядах, так как они допускают большие разрядные токи. Напри­мер, аккумулятор емкостью 0,5 ач может допустить кратковременно ток до 600 а.

·  Для составления аккумуляторной батареи несколько элементов соединяют последовательно, т. е. катод первого аккумулятора соединяют с анодом второго,  катод  второго — с  анодом  третьего и т. д. Получившиеся таким образом свободные электроды, а именно: анод первого элемента и катод последнего являются соответственно  положительным  и  отрицательным  полюсами аккумуляторной  батареи. При определении э. д. с. аккумуляторной батареи из кислотных аккумуляторов принимают э. д. с. одного элемента, равную 2 в. Следовательно, если в состав аккумуляторной батареи входит п элементов, то ее э. д. с.

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image460.jpg

·  а внутреннее сопротивление

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image462.jpg

·  где r0 — внутреннее сопротивление одного элемента.

·  Последовательное соединение элементов используется для уве­личения напряжения.

·  Аккумуляторы можно соединить параллельно, для чего положи­тельные и отрицательные полюсы всех элементов соединяют между собой отдельно. Полученные общие положительный и отрицатель­ный полюсы являются полюсами батареи.

·  Если батарея состоит из m параллельно соединенных аккуму­ляторов, то ее э. д. с.

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image464.jpg

·  а внутреннее сопротивление

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image466.jpg

·  Параллельное соединение аккумуляторов применяют в том случае, если от батареи требуется получить при малом напряжении ток, превышающий допустимый ток одного аккумулятора.

·  Для всякого типа аккумулятора установлены определенные за­рядный и разрядный токи, которые зависят от размеров пластин. Эти токи обычно указываются аккумуляторным заводом.

·  Если батарея состоит из n последовательно и m параллельно соединенных кислотных аккумуляторов, то ее э. д. с. Е = 2  в, а внутреннее сопротивление http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image468.jpg

·  Э. д. с. щелочного аккумулятора в значительной степени меня­ется с изменением степени его заряженности. Поскольку э. д. с. щелочного аккумулятора меньше, чем кислотного, для получения одинаковых э. д. с. батарея щелочных аккумуляторов должна иметь больше последовательно соединенных элементов, чем батарея кис­лотных аккумуляторов.

·  Пример 1. Кислотный аккумулятор СК-2 имеет емкость 72 ачас при деся­тичасовом разряде и отдачу по емкости η1=0,85. Определить ток для заряда аккумулятора в течение шести часов; энергию, отданную аккумулятором при разряде и полученную им при заряде; отдачу аккумулятора по энергии, если среднее напряжение при заряде 2,35 в и при разряде 1,9 в.

Энергия, отданная аккумулятором при разряде,

· 

http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image470.jpg

· 

Энергия, полученная  аккумулятором при заряде,

· 

·  Решение. Зарядный ток аккумулятора

http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image472.jpg

http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image474.jpg

· 

http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image476.jpg

· 

Отдача аккумулятора по энергии

· 

·  Пример 2. Для электропитания автоматической телефонной станции требуется постоянный ток при напряжении 60 в. Определить число кислотных аккумулято­ров, соединенных последовательно в батарею, чтобы она в конце разряда обеспе­чила нужное напряжение.

·  Решение. Так как напряжение кислотного аккумулятора в конце разряда равно 1,8 в, то число аккумуляторов в батарее должно быть:

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image478.jpg

·  § 30. АТОМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

·  В настоящее время находят применение атомные элементы, кон­струкция которых различна в зависимости от принципа их действия.

·  В элементах, использующих β-излучение, на одном из электро­дов (внутреннем) помещается радиоактивный изотоп стронция-90. Вторым  электродом  является  металлическая  оболочка.  Между электродами находится твердый диэлектрик (полистирол и др.) или вакуум. Под действием β — лучей на электродах создаются электри­ческие заряды. Напряжение в таких элементах может достигать  нескольких киловольт,  а  внутреннее сопротивление очень велико (порядка  1013 ом). Сила разрядного тока  не  превышает  одного  миллиампера  (при большей силе тока возникает опасность из-за радиации). Срок службы атомных элементов очень велик.

·  В элементах, принцип действия которых основан на разности потенциалов, применяют электроды в виде пластинок из различных материалов. Одна из пластин покрыта двуокисью свинца, другая, изготовлена из алюминия. Между электродами находится смесь инертного газа (аргона, криптона и т. д.) и радиоактивного элемента. Под действием излучения образуются ионные пары. Напряжение между электродами определяется контактной разностью потен­циалов. Под действием этого напряжения положительно и отрица­тельно заряженные ионы перемещаются к электродам.

·  В элементах с облучаемыми полупроводниками радиоактивное вещество наносят на поверхность полупроводника (кремния). Излу­чаемые электроны, имеющие большую скорость, выбивают из атомов полупроводника большое количество электронов, обладающих малым запасом энергии. В результате односторонней проводимости между полупроводником и коллектором, приваренным к нему, воз­никает небольшая э. д.с. (несколько десятых долей вольта). Внут­реннее сопротивление таких элементов 100—1000 ом и к. п. д. их может достигать нескольких процентов. Недостатком их является малый срок службы вследствие, разрушения полупроводника под действием радиации.

·  В фотоэлектрических атомных элементах используется процесс перехода энергии ядерного распада в световую энергию, которая затем преобразуется в электрическую.

·  § 31. ТЕРМОЭЛЕМЕНТЫ

·  Термоэлементы непосредственно преобразуют тепловую энергию  в электрическую.

·  На рис. 27 изображены две проволочки 1 и2, изготовленные из различных металлов и спаянные в точках 3 и 4. Если температура  в местах спаев одинакова, то тока в таком замкнутом контуре воз­никать не будет, Потому что в этих местах создаются равные и про­тивоположные э. д. с. Но если один из спаев нагреть так, чтобы тем­пература его стала выше температуры второго спая, то равенство э. д. с. нарушится и в цепи появится электрический ток.

·  Пара проводников из различных ме­таллов называется термопарой, а воз­никающая в ней э. д. с— термоэлектродвижущей силой.

·  http://www.motor-remont.ru/books/1/index.files/image480.jpgПоложим, что проводник 1 изготов­лен из меди, а проводник 2 — из висму­та. Если нагреть один из спаев, напри­мер 4, то потенциал висмутовой прово­локи окажется выше потенциала медной