Автомобильный АКБ: назначение, устройство и особенности функционирования

Автомобильный аккумулятор располагается в подкапотном пространстве в специальной нише и выполняет 3 важные функции: обеспечивает запуск мотора, питает внутренние приборы при неработающем двигателе, выпрямляет напряжение, которое поступает от генератора. В современных легковых автомобилях устанавливаются свинцово-кислотные АКБ.

Как устроен аккумулятор

Практически все современные автомобильные аккумуляторы имеют идентичное строение: электроды (анод и катод), помещенные в жидкий электролит.

Корпус АКБ

Корпус аккумулятора состоит из 2 элементов: основной части (в которой находится электролит и погруженные в нем электродные пластины) и крышки, оснащенной горловиной с пробкой.

Корпус автомобильного аккумулятора изготавливается, как правило, из полипропилена – материала, устойчивого к химическому воздействию кислот. Данный элемент АКБ должен быть прочным, переносить удары, колебания и вибрации.

Внутренние отсеки с пластинами и электролитом

Внутреннее пространство АКБ разделено на 6 отделов, каждый из которых вырабатывает напряжение по 2 В. Получается, что весь аккумулятор вырабатывает 12 В электроэнергии.

Внутри каждого отдела располагаются по 2 пластины с разным зарядом – одна пластина отрицательная, другая – положительная. Они не должны касаться друг друга, поэтому между ними устанавливается специальный сепаратор, выполненный из пористого пластика.

Отрицательно заряженный электрод (пластина) называется катодом, имеет покрытие из губчатого свинца. Положительный электрод – анод – покрыт оксидом свинца четырехвалентного.

Пространство между пластинами в каждом отделе заполняется электролитом – водным раствором серной кислоты.

Как работает автомобильный аккумулятор

Принцип работы акб основывается на электрохимической реакции окисления и восстановления. В процессе участвуют все представленные вещества: электролит (серная кислота), покрытие катода (свинец) и анода (оксид свинца).

Весь цикл работы АКБ можно разделить на 2 части: разрядка и зарядка.

Под разрядкой следует понимать расход запасенной электроэнергии, что происходит при подключении к АКБ внешней нагрузки. При этом наблюдаются следующие электрохимические превращения:

1. Четырехвалентный свинец на отрицательно заряженном электроде (катоде) восстанавливается, то есть приобретает 2 электрона. Если до начала реакции свинец имел заряд +4, то после восстановления он имеет заряд +2 (восстанавливается на 2 электрона).

2. Свинец на положительно заряженном электроде (аноде), наоборот, окисляется. Теперь он имеет заряд +2. То есть получается, что каждый атом отдает по 2 электрона, за счет которых и образуется электрический ток в цепи.

3. Атомы свинца на обеих пластинах реагируют с сульфат-ионами (которые высвобождаются при разложении электролита, то есть серной кислоты), в результате образуются сульфаты свинца (на обеих пластинах).

Таким образом, при разрядке объем электролита уменьшается (ведь серная кислота расходуется).

Когда АКБ начинает получать заряд от генератора (зарядка), внутри происходят те же реакции, но в обратном направлении. Объем электролита восстанавливается (сульфаты свинца на пластинах разрушаются и сульфат-ионы возвращаются в электролит), а на пластинах вновь образуются свинец (на аноде) и оксид свинца (на катоде).