汽车电池如何工作

汽车电池如何工作的基本工作原理。

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12V铅酸汽车电池。这些大型且相当厚重的电池用于行星上的每个内燃机车辆。它们是车辆的重要组成部分。那么它做了什么以及它如何工作?这就是我们在本文中所涵盖的,由Squarespace赞助。前往squarespace.com.要启动您的免费试用或使用代码工程,请在网站和域中节省10%。

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汽车电池是什么?

铅酸蓄电池

12V汽车电池看起来像这样。

这是铅酸电池。我们称之为铅酸电池,因为内部是浸没在酸中的铅板。这产生了一种释放能量并为我们提供电压和电流的化学反应。

化学反应

因此,电池以化学能的形式储存能量。它不储存电力。每当我们需要时,这种化学能量被转换为电能。188bet官方网站这款电池也是可充电的,如果我们用电量提供电池,那么我们可以扭转化学反应并为电池充电。

用交流发电机收费

这些类型的电池可以提供大量电流,特别是与典型,更小,家用的碱性电池相比。

我们已经在之前的文章中介绍了碱性电池的工作原理,请检查一下118bet金博宝

为什么在汽车中使用的电池?

典型的汽车电池位于汽车的发动机舱内。首先使用电池来启动发动机,并通过向称为起动电动机的小电动机提供电力来实现这一点。188bet官方网站它还为点火系统提供电力以开始燃料的燃烧。

起动马达与马达飞轮上的一个小齿轮啮合。它转动这个来转动启动内燃机的曲轴,然后小齿轮分离,发动机自己运行。启动电机需要提供巨大的力量来转动飞轮,所以启动电机将会吸引非常大的电流,可能是几百安培,但只持续几秒钟。这样大的电流会减少电池中储存的能量。所以我们需要把它加满。

初学马达

连接到发动机是交流发电机。交流发电机由发动机旋转,并且它旋转它会产生电力。这将反馈到电池中以充电。

交流发电机

当发动机运转时,交流发电机为电池充电,但它还为诸如照明和音乐系统等事物提供电力。188bet官方网站当电力需求超过交流发电机可以提供的情况下,电池将提供额外的功率,再次排出电池。

如果发动机被关闭,则交流发电机停止旋转并再充电电池,因此电池将提供全电力直至其死亡。188bet官方网站此时电池不能提供足够的电力启动发动机,因此我们需要跳起车。

主要部分

让我们看看汽车电池的主要部分,然后我们将理解它是如何工作的。

首先,我们有一个塑料盒子,里面装着所有内部部件。在顶部有一个塑料盖,有两个端子,一个正子和一个负子,叫做端子。

打开盖子我们就能看到里面了。注意,外壳被分成6个独立的室,每个室由一堵塑料墙隔开。每个腔室称为细胞。每个电池产生大约2.1伏特的直流或直流电。每个电池是串联的,一个电池的负极与下一个电池的正极相连,从而得到大约12.6V的总电压。

6分离室

它与将家庭碱性电池连接在一起的情况相同,它们的电压一起加入以提供更高的总电压。

电池中的每个电池通过引线制成的板带连接。这些通过塑料墙焊接在一起以形成连接。

当我们从这个角度看电池时,我们看到电流通过电池从正极流向负极,这是使用传统电流理论。实际发生的是电子以相反的方向从负极流向正极。但我们将在本文稍后讨论这个问题。

请注意,每个细胞中有两个板绑带。一个积极和一个负面。这些称为板绑带,因为每个带连接到多个板,这是铅的片。

板形成栅格型结构,最大化表面积。网格涂覆在氧化铅的糊状物中。糊状物是化学反应发生的地方,我们将在文章中看到一点。糊状物起到像海绵的一点,并将吸收一些改善电池性能的电解液液体。板的尺寸决定了电池可以提供的电流量,但它不会改变电压。所用的材料和板的数量决定了每个细胞产生的电压。该网格保持糊状物,以确保穿过板上的均匀电流分布,并有助于将电子从电池和电路周围传送。188bet官方网站

负极板是阳极,这是一个纯铅板,尽管添加了少量的添加剂使铅硬化和防止腐蚀。正极是阴极,它是由氧化铅制成的。这些板是由不同的材料形成的化学反应和释放电子。我们不想让正极和负极相互接触,这样会导致电池短路。所以,取而代之的是,我们把每个正极板放入一个包络分离器。这是一种多孔材料,允许离子通过而不直接接触彼此。

正极板

正极和负极板彼此之间坐在各自之间。然后将腔室填充有硫酸和水的电解质液体。因此,电池被称为铅酸电池。

正面及负面

电力基本面

我们希望快速回顾电力的基本原理,以便您了解电池如何工作的下一部分。

电子

电力是电路中的电子流。我们需要大量的电子通过电线在相同方向上流动,因此我们可以将其放置在诸如灯泡的电子的路径中。电子将不得不通过这个,并且它们会产生光线。当大量的电子流向相同的方向时,良好地呼叫该电流。

原子

每种材料都由原子制成。原子具有不同数量的质子,中子和电子,这是使材料不同的原因。像铜这样的一些材料具有自由移动到其他原子的电子。如果我们将诸如电池的电源连接到铜线,电压将推动电子,并急于进入电池的正极端子。

我们说电子从负极流向正极。这被称为电子流,这是一个关于电如何工作的理论,它是实际发生的。但是,你可能已经习惯了传统电流是由正到负的,这是最初的理论,被称为传统电流。这被发现电子的约瑟夫·汤普森证明是错误的,他发现电子从负极流向正极。

约瑟夫汤普森

但是,我们仍然在这一天在设计电路时使用传统的电流理论。188bet官方网站如果我们看过这个简单的电路,我们必须始终认为电流从正面流到消极,但工程师和科学家知道电子实际上沿相反方向流动。无论电力188bet官方网站流动的方式,我们使用的电气公式仍然会出现相同的答案,所以它并不重要。

直流电流

有两种类型的电力,我们从电池获得的直流直流。这种类型的电子在一个方向上推动。所以它被称为直流。想想那样像沿着河流流动的水。其他类型的电力是AC或交流电流,这是您从您家中的电源插座获得的。在这种类型中,电子被推动并持续向前拉动。想想这种类型,就像流入和出局的海的潮水一样。

交替的电流

当我们一起将某些材料混合时,我们会导致化学反应。这是当一个材料的原子与另一种材料的原子相互作用时。在这种相互作用原子期间将粘合在一起或分裂。电子在反应过程中也可以通过原子释放或捕获。

化学反应

当我们谈论原子时,您通常会听到使用的术语离子。离子是具有不等数量的质子或电子的原子。当具有相同数量的质子和电子时,原子具有中性变化,因为质子被肯定地改变,并且电子被带负电,因此它们平衡。如果原子具有比质子更多的电子,那么它是负离子。如果原子具有比电子更质量的质子,它是正离子。

离子

这个怎么运作

我们希望将其简化为具有单个阴极和阳极的细胞的简单模型,而不是试图了解这一复杂的结构。

在该细胞中,我们具有1/3硫酸和2/3水的电解质液体。

我们具有正极的正极,这是由铅氧化物制成的(PbO2)

然后是正极也就是阳极,这是由纯铅(Pb)制成的

阴极和阳极

当这些材料结合时,我们将在原子之间获得小的化学反应。我们将向这些彩色的球体显示这些材料的原子。

铅氧化物的阳性阴极末端(PbO2)将与硫酸盐反应(所以4-2)在电解质中,这将在阴极末端形成一层硫酸铅(PBO4)。在该反应过程中,氧别离子(O2-2)从阴极喷射到电解液中。一旦进入电解液,这些氧离子就会与氢离子(H+)结合形成水(H)2o)。

同时,阳极上的铅原子将与硫酸盐离子反应(所以4-2)在电解质中。该反应将产生一层硫酸铅(PBO4)在电极周围。在该反应期间,释放两个电子并在负端子中收集。

所以现在我们在负极终端上积聚电子。当电子带负电时,这意味着我们对两个终端的电荷差异,并且我们可以用电压表或多互计测量该电流。

如果您思考磁铁,则相反的两端吸引,并且相似的结束彼此排斥。电子被带负电,因此它们彼此排斥,并且它们被吸引到具有较少电子的正端子。但是,他们无法达到这个。如果我们提供用于电子的路径,例如导线,则电子将流过这一点以进入正极端子。然后,我们可以以这些电子的方式放置诸如灯的物品,并使用它们进行照明灯等工作。

虽然路径存在,但化学反应继续,但这不会永远持续。反应所需的化学品将用完。酸变得稀释,脱脂硫酸铅的较弱,这意味着材料变得更加相似,因此化学反应变得越难以实现。

但幸运的是,这种化学反应可以逆转,所以如果我们从交流发电机提供电量的电池,我们就可以开始逆转反应。

可以逆转反应

电子进入负端子并加入硫酸铅,将硫酸盐释放到电解质中以刚刚在负极板上留下。亚氟离子进入电解质并与氢离子组合以释放氧离子,使得电解质酸变得更强。氧离子与引线相结合,以产生氧化铅,这将血红液释放回电解质,再次使其更强。

如果我们要将电池放置过长或过多的时间,则变得非常难以逆转化学反应。另外,硫酸盐层可能会破坏电极并在电池底部的适应,这意味着它不再参与化学反应,因此需要修复或更换电池。

所以当我们观察电池时,这种化学反应发生在每个电池的每个板之间,提供数百安培的电流来启动启动马达,也提供电压来驱动灯等等。然后由交流发电机充电。

用万用表测试汽车电池

为了测试汽车电池的电压,我们只需切换到万用表上的直流电压设置,然后将红色导线连接到正极和黑色导致负极。如果它低于12,我们应该看到大约12.6V的电压,然后电池无法正常运行。

发动机熄火

当我们启动汽车时,电压会下降,因为起动电机拉动了大量电流。如果它下降到大约10伏特,则电压将下降到大约11伏特,然后电池不能正常运行。

发动机开始

发动机运行后,交流发电机应发电,因此我们应该看到较高的电压约为14伏,因为交流发电机正在充电电池,电压需要更高,以帮助强制电子回来并反转化学品反应。

发动机运行

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