第一章 蓄电池(1-2节)
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•第一节铅酸蓄电池的基本常识铅酸蓄电池定义:是用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性电池。
铅酸蓄电池主要由正负极板、隔板、硫酸电解液,电池壳体等主要部件组成。
铅酸蓄电池结构1、正负极板:正负极板是由板栅和活性物质构成的●板栅的作用:①支承活性物质。
②传导电流,使电流分布均匀。
板栅的材料一般采用铅锑合金,免维护电池采用铅钙合金或低锑合金。
●活性物质的作用:参加成流反应●充电状态:正极活性物质主要成分为二氧化铅,负极活性物质主要成分为绒状铅2、隔板:电池用隔板是由微孔橡胶、塑料玻璃纤维等材料制成的,它的主要作用是:①防止正负极板短路。
②使电解液中正负离子顺利通过。
③阻缓正负极板活性物质的脱落,防止正负极板因震动而损伤。
因此要求隔板要有孔率高,孔径小,耐酸不分泌有害杂质,有一定强度,在电解液中电阻小,具有化学稳定性的特点。
3、电解液电解液是蓄电池重要组成部分,它的作用是:①传导电流②参加电化学反应电解液是由浓硫酸和净化水配置而成的,电解液的纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响。
汽车用蓄电池采用电解液密度为1.280+0.005g/cm3(25℃)稀硫酸。
4、电池壳盖:电池壳、盖是盛正、负极板和电解液的容器,主要由塑料和橡胶材料制成。
5、排气栓:由塑料材料制成,对电池起密封作用,阻止空气进入,防止极板氧化。
使用前:必须将排气栓上的盲孔用铁丁刺穿,以保证气体逸出畅通。
6、其他:蓄电池除上述主要零部件外,还有链条、端子、极柱、荷电显示器等零部件。
•第二节铅酸蓄电池工作原理铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅(PbO2),负极活性物质是海绵状金属铅(Pb),导电介质稀硫酸(电解液)。
在蓄电池充放电过程中,正负极将发生下列反应,将电能转化成化学能贮存在电池中或将化学能转化成电能提供给外界。
负极反应:放电Pb + HSO-4-2e PbSO4 + H+充电正极反应:放电PbO2 + HSO4- + 3H+ + 2e PbSO4 + 2H2O充电放电:H2SO4浓度下降,正负极板上生成PbSO4,使内阻增大,从而电池电动势降低。
人教版选修2-1 第一章1.1-1.2电场和电源同步练习1.手电筒中的干电池的电动势为,用它给某小灯泡供电时,电流为,在某次接通开关的10s时间内,下列说法正确的是A. 干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强B. 干电池在10s内将的化学能转化为电能C. 电路中每通过1C的电量,电源把的化学能转化为电能D. 该干电池外接电阻越大,输出功率越大2.由电场强度的定义式可知,在电场中的同一点A. 电场强度E跟F成正比,跟q成反比B. 不同点电荷在这点所受的电场力大小不同,该点的电场强度在不断改变C. 无论检验电荷所带的电量如何变化,始终不变D. 一个不带电的小球在该点受到的电场力为零,则该点的场强一定为零3.电场中某点电场强度的方向A. 跟点电荷在该点所受电场力方向一致B. 跟正电荷在该点所受电场力方向一致C. 就是正电荷在电场力作用下的运动方向D. 就是负电荷在电场力作用下的运动方向4.图为某电场的电场线,关于A、B两点的电场强度,下列判断正确的是A. 大小不等,方向相同B. 大小不等,方向不同C. 大小相等,方向相同D. 大小相等,方向不同5.带电荷量为—q的点电荷与均匀带电大薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,如图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为()A.,水平向左B.,水平向左C.,水平向右D.,水平向左6.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A.先变大后变小,方向水平向左B.先变大后变小,方向水平向右C.先变小后变大,方向水平向左D.先变小后变大,方向水平向右7.如图所示,在直线MN上有一个点电荷,A、B是直线MN上的两点,两点的间距为L,场强大小分别为E和2E.则()A.该点电荷一定在A点的右侧B.该点电荷一定在A点的左侧C.A点场强方向一定沿直线向左D.A点的电势一定低于B点的电势8.在电场线如图所示的电场中有M、N两点,一个带电离子(不计重力)仅在电场力作用下由静止开始从M点运动到N点,则()A.M点处的电场强度比N点处的电场强度大B.该离子在M点的电势能大于在N点的电势能C.M点处的电势比N点处的电势低D.该离子在N点的速度可能为零9.关于电流,下列说法中正确的是()A.通过导线截面的电量越多,电流越大B.因为电流有方向,所以电流是矢量C.单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大D.导体中有电荷运动就有电流10.如图所示,是测定两个电源的电动势和内电阻的实验中得到的电流和路端电压图线,则下列说法不正确的是()A.当I1=I2时,电源总功率P1=P2B.当I1=I2时,外电阻R1=R2C.当U1=U2时,电源输出功率P出1<P出2D.当U1=U2时,电源内部消耗的电功率P内1<P内211.下列关于电动势的说法正确的是()A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比B.WEq只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的C.非静电力做的功越多,电动势就越大D.电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压12.关于电动势,下列说法中正确的是()A.在闭合电路中,电源电动势等于电源正负极之间的电势差B.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关C . 用电压表(理想电压表)直接测量电源两极得到的电压数值就等于电源电动势的值D . 电动势越大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电量的正电荷时,做功越少13.真空中有两个点电荷q 1与q 2,若将它们的电荷量和间距都变为原来的2倍,则它们间的库仑力变为原来的( ) A .12倍 B . 1倍 C . 2倍 D . 4倍14.真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为F .如果保持这两个点电荷之间的距离不变,而将它们的电荷量都变为原来的4倍,那么它们之间静电力的大小变为( ) A .8FB .4F C . 4F D . 16F15.对电现象及规律的认识中,下列说法中正确是( )A . 丝绸和玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电是由于丝绸上一些正电荷转移到玻璃棒上B . 真空中两个点电荷电荷量均增加为原来的2倍,距离不变,则它们之间的作用力变为原来的4倍C . 真空中两个点电荷间距离增为原来的2倍,电荷量均不变,则它们之间的作用力变为原来的一半D . 电场线是电场中实际存在的曲线16.两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷放在x 轴上的O ,M 两点,两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示,其中A ,N 两点的电势均为零,ND 段中的C 点电势最高,则( )A. C点的电场强度大小为零 B. A 点的电场强度大小为零 C. NC 间场强方向向x 轴正方向D. 将一负点电荷从N 点移到D 点,电场力先做正功后做负功17.如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形,坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中O (0,0)点电势为6V ,A (1, )点电势为3V ,B (3,)点电势为0V ,则由此可判定( )A. C 点电势为3 VB. C 点电势为0 VC. 该匀强电场的电场强度大小为100 V/mD. 该匀强电场的电场强度大小为100 V/m18.关于电场线的下列说法中正确的是( ) A. 电场线并非真实存在,是人们假想出来的 B. 电场线既能反映电场的强弱,也能反映电场的方向 C. 只要初速度为零,正电荷必将沿电场线方向移动 D. 匀强电场的电场线分布是均匀、相互平行的直线19.有三个相同的金属小球A 、B 、C ,其中A 、B 两球带电情况完全相同,C 球不带电.将A 、B 两球相隔一定距离固定起来,两球间的库仑力是F ,若使C 球先和A 接触,再与B 接触,移去C ,则A 、B 间的库仑力变为( ) A .2F B .4F C .38F D .10F 20.两个相同的金属小球(均可看做点电荷),原来所带的电荷量分别为+5q 和﹣q ,相互间的库仑力大小为F .现将它们相接触,再分别放回原处,则两金属小球间的库仑力大小变为( )A .95FB . FC .45FD .5F 二、填空题21.电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路,水银柱中通过的电流为0.1A.今将这些水银倒进另一根玻璃管中,管的内径是原管的2倍,重新与该电源组成电路,则流过水银柱的电流为A.22.手电筒中标有“2.0V,0.80W”字样的小灯泡正常发光时,通过的电流是A;1分钟内通过导体横截面的电子数为个.(已知e=1.6×10﹣19C)23.在10s内通过导体某一横截面的电量为16C,则通过该导体的电流大小是A.10s内通过这个截面的电子有个(电子的电荷量为1.6×10﹣19C)24.在电场中某处放入电荷量为1×10﹣10C的点电荷,它所受电场力的大小为1×10﹣5N,则该处电场强度的大小是N/C,若将这个点电荷移走,该处的电场强度大小是N/C.25.电荷量为3.2×10﹣8C的点电荷在电场强度大小为200N/C的匀强电场中所受电场力大小为N;电容器两极板间的电压为8V时,电容器所带电量为4 0×10﹣6C,则该电容器的电容F;处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处为.参考答案21.答案:1.622.答案:0.40 1.5×102023.答案:1.6 102024.答案:1×1051×10525.答案:6.4×10﹣65×10﹣7|0。
第1章化学反应与能量转化第2节化学能转化为电能——电池第2课时化学电源课后篇素养形成必备知识基础练1.下列说法正确的是( )A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是一次电池C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质大量储存在电池内部,铅蓄电池是二次电池,A、B错误;燃料电池的活性物质不需要储存在电池内部,D错误。
2.下列有关电池的说法不正确的是( )A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.锌铜原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极,电子从负极锌沿外电路流向正极铜。
3.在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池,印有如图所示的文字。
下列有关说法错误的是( )A.该电池是一次电池B.该电池工作时,电子由负极通过外电路流入正极C.该电池含有的金属元素中毒性最大的是HgD.该电池工作时,外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减少3.25 g解析锌锰干电池工作时,锌失去电子,电极反应为Zn-2e-Zn2+,所以外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上应减少6.5g,所以D项错误。
4.生产铅蓄电池时,在两极板上的铅锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4,干燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4。
下列对铅蓄电池的说法错误的是( )A.理论上需要定期补充硫酸B.电池工作时铅是负极,PbO2是正极C.电池工作时负极上发生的反应是Pb-2e-+S O42-PbSO4D.电池工作时电解质的密度减小,Pb是负极,PbO2是正极,负极发生的反应是Pb失去电子生成Pb2+,Pb2+与溶液中的S O42-生成PbSO4沉淀;放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等,在制备电池时,PbSO4的量是一定的,制成膏状,干燥后再安装,则理论上H2SO4不用补充;放电时,H2SO4被消耗,溶液中H2SO4的物质的量浓度减小,所以溶液的密度也随之减小。
蓄电池的维护标准第一节蓄电池室的要求第1 条阀控式密封蓄电池(以下简称密封电池)宜放置在有空调的机房(房间有定期通风装置),机房温度不宜一超过30℃,不宜低于5℃。
第二节蓄电池的一般维护第2 条每组至少选2 只标示电池,作为了解全组工作情况参考。
第3 条不同规格的电池禁止在同一直流供电系统中使用;不同年限的电池不宜在同一直流供电系统中使用。
第三节蓄电池的充放电第 4 条密封电池在使用前不需进行初充电,但应进行补充充电。
补充充电应采取恒压限流充电方式,充电电压应按说明书规定进行。
一般情况下补充充电的电压和充电时间如下:单体电池电压(V)充电时间(h)2.30 242.35 12上述充电时间适用于环境温度25℃,如环境温度降低则充电时间应延长;如环境温度升高则充电时间可缩短。
第5 条蓄电池的充电密封电池组遇有下列情况之一时应进行充电(1)浮充电压有两只以上低于2.18V/只。
(2)搁置不用时间超过三个月。
第6 条蓄电池充电柊止的判断依据蓄电池的充电量一般不小于放出电量的1.2 倍。
当充电电流保持在1mA/AH 左右不再下降时,视为充电终止。
第7 条蓄电池的容量测试及放电测试蓄电池经过一段时间的使用后,常因活性物质脱落容易变质,正极栅格腐蚀或硫化等原因,使容量逐渐减低。
为了掌握蓄电池的工作状况,确认市电停电后蓄电保证放电时间,必须进行容量测试及放电测试。
1、每年应以实际负荷做一次核对性放电试验,放出额定容量的30-40%。
2、每三年应做一次容量试验。
使用六年后宜每年一次。
3、蓄电池放电期间,应使用在线测试装置适时记录测试数据,或每小时测量并记录一次端电压、放电电流。
第四节蓄电池的浮充运行第8 条全浮充制供电方式1、蓄电池平时处于浮充状态。
2、蓄电池的电压(25℃)密封电池按说明书规定。
浮充时全组各电池端电压的最大差值不大于0.05V第9条维护周期表周期交换局及其他局(站)基站及光缆无月1、全面清洁2、测量各电池端电压和环境温度3、检查连接处有无松动、腐蚀现象4、检查电池壳体有无渗漏和变形5、检查极柱、安全阀周围是否有酸雾酸液逸出1、检查连接处有无松动、腐蚀现象2、检查电池壳体有无渗漏和变形3、检查极柱、安全阀周围是否有酸雾酸液逸出季充电1、测量各电池端电压和环境温度2、充电半年全面清洁年1、测量馈电母线、电缆及软连接接头压降2、核对性放电试验3、校正仪表4、容量试验(三年一次)1、测量馈电母线、电缆及软连接头压降2、核对性放电试验(二年一次)。
先谈谈UPS蓄电池的选择1 蓄电池容量(Ah)的选择蓄电池容量(Ah)是指在标准环境温度下,每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时,可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。
给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量,用符号C10来表示。
蓄电池容量可用20h率、10h率、8h率、5h率、3h 率、1h率、0.5h率等多种方法表示,一般采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。
额定容量是蓄电池的主要参数,不少工程人员就认为,两种品牌相同额定容量的蓄电池可以在同一套UPS系统中替代使用。
这种观点是有偏颇的,因为两种蓄电池具有相同额定容量,只表示它们的10h放电性能一致,但在10min、30min、lh、3h等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差异较大,而UPS后备时间通常不到10h,所以UPS配用蓄电池时,考察其在后备时间内的放电性能就尤为重要。
在已知UPS主机一些基本参数和确定蓄电池品牌后,我们就可以根据这一蓄电池品牌样本资料中提供的恒功率放电数据表或恒流放电曲线,通过功率定型法或电流定型法来计算确定蓄电池的容量和型号。
(1)功率定型法这种方法比较简便,根据蓄电池恒功率放电参数表可以快速准确地选出蓄电池型号。
首先计算在后备时间内,每个2V的蓄电池至少应向UPS提供的恒功率:P=Scosφ/(ηN·K)(1)式中:S---UPS标称输出功率;cosφ---UPS输出功率因数;η---逆变器效率;N---在UPS中以12V电池计算时所需的串联电池个数,由UPS正常工作电压确定;K---系数,厂家提供的电池恒功率放电数据表,一般是以2V单元电池为计算基准的,12V/节电池相当于6个2V单元串联,此时取K=6;如果电池厂家提供的电池恒功率放电数据表是以12V单元电池为计算基准的,则K=1。
然后确定蓄电池的放电终止电压UT:UT=Umin/(N*6)(2)式中:Umin ---UPS最低工作电压我们可以在厂家提供的UT下的恒功率放电参数表中,找出等于或稍大于P的功率值,这一功率值所对应的型号即能满足UPS系统的要求。