Батерије

Како запалити ватру помоћу батерије и омота од жваке (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Батерије

Основна електрична енергија


Питање 1

Ако сам желео да направим електричну бушилицу на батерије, да ли би било боље користити примарне ћелијске батерије или секундарне ћелијске батерије "# 1"> Открити одговор Сакри одговор

"Секундарне" ћелијске батерије би било боље користити за апликацију као што је електрична вежба, јер би било расипно морати одбацити толико примарних батерија по стопи коју би "потрошили" напајање таквог уређаја.

Напомене:

У суштини, питање овог питања јесте да се студенти истраже шта је разлика између примарне и секундарне ћелије. Устављање питања у практичном контексту чини га занимљивијим и укључује и друга практична питања (економија, очување итд.).

Питање 2

Идентификујте неке типичне "примарне" типове ћелија, као и неке уобичајене "секундарне" типове ћелија. За сваки од ових типова батерија идентификујте њихове стандардне излазне напоне.

Открити одговор Сакриј одговор

Примарне врсте ћелија и напони:

• Карбон-цинк: 1, 5 волти
• Алкални: 1, 5 волти
• Литијум: 1, 8 до 3, 65 волти, у зависности од точног хемијског састава
Мерцуриц-окиде: 1, 35 до 1, 4 волти

Типови секундарних ћелија и напони:

• Олово-киселина: 2, 1 волти
• Никл-кадмијум: 1.2 волти
• Силвер-цинк: 1, 5 волти

Питање о следећем питању: која су питања безбедности и заштите животне средине у вези са хемијским супстанцама које се користе у батеријама, примарним и секундарним врстама?

Напомене:

Изазовите својим ученицима да наведу неколико типова ћелија које нису наведене у одељку одговора.

Напомена: подаци о типичним излазним излазима ћелија узети из поглавља 20 електронског инжењерског приручника, 5. издање (издао Ф. Мазда).

Питање 3

Батерије чувају енергију у облику хемијских веза између атома. Када је комплетно коло повезано са терминалима батерије, струја почиње унутар батерије и кроз круг. Хемијске реакције почињу унутар батерије у исто време када се формира коло, што подстиче ову струју. Ипак, када су све хемикалије исцрпљене, струја ће престати. То се дешава када батерија "умре".

Објасните шта се дешава када се батерија напуни и који електрични уређаји морају бити повезани са батеријом да бисте је напунили. Буди што конкретнији у вашем одговору.

Открити одговор Сакриј одговор

Пуњење је преокретање хемијских реакција које се дешавају током пражњења батерије. Да би се ово десило, неки спољни извор енергије мора да утиче струју уназад кроз батерију.

Напомене:

Важно је напоменути својим ученицима да се сви типови батерија не могу поновити, иако се многе "примарне" ћелије могу мало подмлађивати, тако што се преносе циклусом пуњења (обрнуто-струја).

Питање 4

Направите схематски дијаграм који приказује ДЦ генератор који пуњује батерију, а још једна схема приказује батерију која се испушта у оптерећено оптерећење. Обавезно укључите стрелице у свој цртеж показујући смер струје пуњења.

Открити одговор Сакриј одговор

Питање о праћењу # 1: како се морају упоредити напон батерије и генератора како би батерија имала струју присиљене "уназад" кроз њега "белешке скривене"> Напомене:

Веома је важно да ученици разумеју смер струје кроз батерију, и када се пуне и када се праже. Корисна перспектива на ову тему је да замислите батерију или као извор електричне енергије насупрот оптерећењу . Под којим условима (пуњење или пражњење) је батерија која игра улогу извора насупрот оптерећењу?

Питање 5

Шта представља амп-часовни капацитет хемијске батерије? Шта то значи ако је батерија оцењена, рецимо, 150 амп-сати?

Открити одговор Сакриј одговор

Оцена амп-сата батерије је приближна индикација корисног животног века по пуњењу.

Питање о следећем питању: зашто не би само проценили батерије у смислу сати, умјесто амп-сати? С временом је вредност за коју смо највероватније заинтересовани, зашто се уопће трудити да се позовемо на струју (ампер)?

Напомене:

Иако је основни концепт амп-сата акумулатора једноставан, важно је схватити да су стварне карактеристике пражњења акумулатора веома нелинеарне, па зато једноставан приступ "ампс тимес хоурс" може донијети веома нетачне предвиђања у погледу трајања батерије.

Питање 6

Која је данас најспособнија секундарна ћелијска технологија, у смислу енергије по јединици масе?

Открити одговор Сакриј одговор

Нема смисла овде дати одговор, јер ће се променити када се технологија батерије развија. Међутим, у вашем одговору морате навести стварну нумеричку цифру за енергетску густину, за упоређивање са другим истраживачима друштва!

Напомене:

Питања као ово су забавна, јер омогућавају студентима да истражују најсавременију технологију. Питајте их где су добили своје податке за одговор!

Питање 7

Претпоставимо да сам желео да напајам сијалице у даљинској кабини са соларном енергијом, пунујући велику батерију. Банка за батерију мора бити оспособљена за напајање десет сијалица од 60 вати осам сати без пуњења. Напон система је 115 волти. Колико је велика батеријска банка, укупно амп-сати?

Открити одговор Сакриј одговор

Потребно је најмање 41, 7 амп-сати капацитета, на 115 волти.

Напомене:

Питајте своје ученике шта ће препоручити за капацитет батерије ако пројектују овај систем. Да ли би прецизно одредили 41, 7 амп-сата? Зашто или зашто не?

Питање 8

Претпоставимо да оловна киселина од 12 В има унутрашњи отпор од 20 мΩ (20 мΩ):

Ако су краће склопове постављене преко прикључака ове велике батерије, струја грешке би била прилично велика: 600 ампера!

Претпоставимо да су три батерије повезане директно паралелно једни са другима:

Смањите ову мрежу паралелно повезаних батерија у Тхевенин или Нортон еквивалентном кругу, а затим поново израчунајте струју грешака која је доступна на терминалима банке "три" батерије у случају директног кратког споја.

Открити одговор Сакриј одговор

Ја кријем = 1800 ампера

Следеће питање: објасните шта практично значење има ово питање за паралелно повезане батерије и како теорем Тхевенина или Нортона чини концепт лакшим за објашњење некоме другом. Које сигурносне проблеме могу изазвати паралелно повезивање великих батерија као што су ове "скривене белешке"> Напомене:

Питајте своје ученике да ли су користили Тхевенин теорем или Нортонов теорем како би ријешили струју грешке. Да ли ученици демонстрирају анализу на два начина да виде шта је најједноставнији за разумевање.

Питање 9

Чини се да овај тестни круг за тестирање акумулатора има проблем. Уместо волтметра који се обрушава када је тестни прекидач затворен, остаје стабилан без обзира на стање преклапања. Ово се дешава чак и када је тестирана батерија позната као слаба:

Други индикатори проблема укључују чињеницу да подешавање реостата чини се да нема никакве разлике у индикацији волтметра, али и да се мотор за вентилатор хлађења не укључује када се прекидач притисне.

Идентификујте могуће грешке у овом кругу које би могле да објасне симптоме наведене овде. Такође, објасните зашто свака од ваших предложених грешака изазива опажене симптоме.

Открити одговор Сакриј одговор

Могуће грешке укључују сломљене жице или отворене спојеве на следећим тачкама у кругу (означено са "Кс"):

Напомена: постоји још једна могућност грешке коју нисам овде наведио!

Напомене:

Разговарајте о овом једноставном кругу са својим ученицима, питајте их како су дијагностиковали проблем и које су могуће грешке могле одговорити. Подстакните их да истраже више од једне могућности у својим дијагнозама!

У случају да ученик испита шта је вентилатор за хлађење, реците им да је ту да обезбеди хлађење реостату када је у употреби.

Питање 10

Неки брендови сувих ћелијских батерија опремљени су уграђеним индикатором пуњења у облику термичке траке са једне стране. Притискањем две беле тачке затвара се круг, који загрева траку и указује на пуњење батерије променом боје.

Упоредите тачност индикатора пуњења овог општег дизајна против коришћења волтметра за мерење напона батерије отвореног круга. Који метод мерења је тачнији индикатор пуњења батерије, и зашто "# 10"> Открити одговор Сакриј одговор

Индикатор пуњења термалне траке је заправо тачнији индикатор пуњења акумулатора од теста напона отвореног круга.

Питање изазова: у одсуству таквог "индикатора напуњености" са стране батерије, како бисте могли извршити тачну процјену пуњења батерије?

Напомене:

Ово питање је практично јер сам видео како ученици мјери напон отвореног круга батерије и изјављује да је "добар" када је стварно прошао крај његовог корисног века. То не значи да је једноставан волтметар бескористан за одређивање пуњења батерије. Очигледно ако тест напона отвореног кола даје ненормално ниског напона, знамо да је батерија мртва. Питање је, под којим условима је "добро" мерење напона поуздан индикатор адекватног пуњења акумулатора?

Питање 11

Шта то значи ако батерија или банка батерија прима плутајуће пуњење? Шта то значи ако батерија или банка батерија прима изједначавајући цхарге?

Открити одговор Сакриј одговор

"Пливајући" пуњач је врло ниска брзина пуњења, довољно да одржава стање пуњења, упркос нормалним флуктуацијама оптерећења на струјној магистрали. "Изједначавање" пуњења је стање прекомерног пуњења, учињено да изједначи хемију у свим ћелијама батерије.

Питање о следећем питању: квалитативно речено, на који напон се треба поставити напајање како би се "покренула" батеријска база, у поређењу са "изједначавањем" батерије банке?

Напомене:

Битно је идентификовати ове врсте стратегија наплате, јер су многи системи са аутоматским напајањем са аутоматским пуњачима дизајнирани да се на одређени начин наплаћују или имају могућност пребацивања између различитих начина пуњења. Неисправно пуњење батерије или батерије батерије ће довести до смањивања перформанси и / или смањења вековања.

Питање 12

Важна једначина у предвиђању капацитета ћелије оловне киселине назива се Пеукертова формула :

И н т = Ц

Где,

И = струја пражњења, у амперима

н = Константа, нарочито ћелија (обично између 1.1 и 1.8)

т = време пражњења

Ц = Константа, посебно за батерију (варира са капацитетом амп-сата)

Објасните како се Пеукертова формула односи на једноставну формулу амп-сата.

Такође, израчунајте време пражњења батерије са н вредностом од 1.2 и вриједношћу Ц од 200, с обзиром на струју пражњења од 25 ампера.

Открити одговор Сакриј одговор

Формула "амп-сат" је линеарна, док Пеукертова формула није (бар за вриједности н није једнака јединству).

Време пражњења за примјер проблема је 4, 2 сата.

Напомене:

Замолите једног од ваших студената да напишу Пеукертову једначину на плочи испред класе, заједно са стандардном амп-сат формулом. Гледано једна поред друге, постоји једна разлика између две једначине, а то је експонент н.

Питање 13

Батерија има оглашени капацитет од 600 амп-сати, узети из тестова извршених током 8-часовног периода (гдје је капацитет амп-сати = Ит). Према Пеукертовој формули, која количина тренутног пражњења ће довести до потпуног пражњења батерије за 3 сата (претпоставимо н вредност од 1, 35)?

Открити одговор Сакриј одговор

155 ампера

Напомене:

Питајте своје ученике да израчунају количину струје предвиђену "једноставном" амп-сат једначином за вријеме пражњења од 3 сата. У процени ваших студената, што је реалнија предвиђања, Пеукертова формула или амп-сат (Ит) формула?

Питање 14

Често понављано тврди се да се оловне киселе батерије саморазливају са већом брзином док седе на бетонском поду, него када су уграђени у аутомобил или на полицу или на неком другом месту где нема директног контакта са бетонска површина. Да ли је та тврдња тачна или не?

Дизајнирајте експеримент да бисте тестирали веродостојност ове тврдње и дизајнирајте га на такав начин да само један примјер неисправне батерије не склизне резултате теста.

Открити одговор Сакриј одговор

Ово је забавна тема за расправу! Урадите своје истраживање и дођите у дискусију припремљену идејама како тестирати ову тврдњу.

Напомене:

Чуо сам ову причу много, много пута, али још увек нисам био у таквом положају где сам могао сам да тестирам. Чак и да сам га тестирао, још увек не бих дао одговор! Постоје многа практична питања која се морају решити приликом постављања и тестирања батерија за самопражњење. Ово питање пружа одличну прилику да разговарате о научним методама са својим ученицима, укључујући такве принципе као што су двоструко слепих тестирања, тест и контролне групе и статистичка корелација.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →