darblapas

Baterijas

Bateriju Ceļš (Decembris 2018).

Anonim

Baterijas

Pamataprīkojums


jautājums 1

Ja es gribētu uzbūvēt akumulatoru darbināmu elektrisko urbi, vai būtu labāk izmantot primāro šūnu baterijas vai sekundāro šūnu baterijas "# 1"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Otrās" šūnu baterijas būtu labāk izmantot tādam pielietojumam kā elektriskā urbjmašīna, jo nebūtu jādomā par to, ka tik daudz primāro šūnu bateriju jāizmet pēc likmes, ko tās varētu "patērēt", darbinot šādu ierīci.

Piezīmes:

Būtībā šis jautājums ir panākt, lai studenti izpētītu, kāda ir atšķirība starp primāro un sekundāro šūnu. Jautājuma formulēšana praktiskā kontekstā padara to interesantāku un ietver arī citus praktiskus jautājumus (ekonomika, saglabāšana utt.).

2. jautājums

Nosakiet dažus "primārā" šūnu tipus, kā arī dažus "sekundārus" šūnu tipus. Katram no šiem akumulatora tipiem jānorāda standarta izejas spriegumi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Primārā šūnu veidi un spriegumi:

• ogleklis: 1, 5 volti
• Alkaline: 1, 5 volti
• Litijs: 1, 8 līdz 3, 68 volti, atkarībā no precīzas ķīmiskās grims
• Mercuric-oksīds: no 1, 35 līdz 1, 4 volti

Sekundārā šūnu veidi un spriegumi:

• Svina-skābes: 2, 1 volti
• niķeļa-kadmija: 1, 2 volti
• Sudraba cinks: 1, 5 volti

Pārbaude: kādi ir drošības un vides aizsardzības jautājumi attiecībā uz ķīmiskajām vielām, ko izmanto baterijās, gan primārajos, gan sekundārajos veidos?

Piezīmes:

Izaiciniet savus skolēnus, lai norādītu dažus šūnu tipus, izņemot to, kas ir norādīts atbildes sadaļā.

Piezīme: dati par tipiskām šūnu izejas spriegumiem, kas ņemti no elektroniskās inženiera rokasgrāmatas 20. nodaļas, 5. izdevums (rediģējis F. Mazda).

3. jautājums

Baterijas uzglabā enerģiju ķīmisko saišu formā starp atomiem. Ja ar akumulatora kontaktligzdām ir izveidota pilnīga ķēde, strāvas avots sākas akumulatora iekšpusē un caur ķēdi. Ķīmiskās reakcijas sākas akumulatora iekšienē, tajā pašā laikā tiek veidota ķēde, kas deg šo strāvu. Tomēr, ja visas ķīmiskās vielas ir noplicinātas, pašreizējais izbeigsies. Tas notiek, kad baterija "nomirst".

Paskaidrojiet, kas notiek, ja akumulators tiek uzlādēts, un kāda elektriskā ierīce (-s) ir jāpievieno akumulatoram, lai to uzlādētu. Savā atbildē esiet pēc iespējas precīzāk.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Uzlādēšana ir ķīmisko reakciju maiņa akumulatora izlādes laikā. Lai tas notiktu, dažiem ārējiem enerģijas avotiem jāuzlādē strāva, atrodoties pa bateriju.

Piezīmes:

Ir svarīgi atzīmēt saviem skolēniem, ka ne visi akumulatoru tipi var uzlādēt, pat ja daudzas "primārās" šūnas nelielā mērā var atjaunoties, tos ievietojot ar lādēšanas (reversa strāvas) ciklu.

4. jautājums

Uzzīmējiet shematisku shēmu, kurā redzams, ka DC ģenerators uzlādē akumulatoru, un vēl viens shematisks akumulatora izlādēšanās pretestības slodzē. Savā zīmējumā noteikti norādiet bultiņas, kurās norādīts uzlādes strāvas virziens.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Uzdevuma jautājums Nr. 1: kā akumulatora un ģeneratora spriegums salīdzināt, lai baterija varētu būt strāvas padeve "atpakaļ" caur to "atzīmē paslēptas"> Piezīmes:

Studentiem ir ļoti svarīgi saprast strāvas virzienu, izmantojot akumulatoru, gan uzlādējot, gan iztukšojot. Noderīgs skatījums uz šo tēmu ir domāt par akumulatoru vai nu kā par elektroenerģijas avotu, nevis par slodzi . Kādos apstākļos (uzlādēšana vai izlāde) akumulators spēlē avota un slodzes lomu?

5. jautājums

Kāda ir ķīmiskās akumulatora ampēšanas jauda? Ko tas nozīmē, ja akumulators tiek novērtēts, teiksim, 150 amp-stundas?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Akumulatora ampērstes vērtējums ir aptuvens rādītājs tam, ka tā ir derīga kalpošanas ilgums uz vienu lādiņu.

Sekojošais jautājums: kāpēc ne tikai novērtēt baterijas stundās, nevis amp-stundās? Tā kā laiks, ko mēs visticamāk interesējamies, ir laiks, kāpēc uztraukties par pašreizējo (ampēri) lietošanu?

Piezīmes:

Kaut gan amp-stundu akumulatora reitings pamatkoncepcija ir vienkārša, ir svarīgi saprast, ka reālās akumulatora izlādes pazīmes ir ļoti nelineāras, un tāpēc vienkāršā "ampēru stundu" pieeja var radīt ārkārtīgi neprecīzas prognozes attiecībā uz akumulatora darbības laiku.

6. jautājums

Kāda ir vislabāk funkcionējošā sekundāro šūnu tehnoloģija mūsdienās, ņemot vērā enerģijas uz vienu masas vienību?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šeit nav nozīmes sniegt atbildi, jo tas mainīsies, kad attīstīsies akumulatora tehnoloģija. Tomēr savā atbildē jums ir jānorāda faktiskais enerģijas blīvuma skaitliskais rādītājs salīdzinājumam ar citiem klasesbiedru pētījumiem!

Piezīmes:

Šādi jautājumi ir jautri, jo tie ļauj studentiem veikt pētījumus par jaunākajām tehnoloģijām. Jautājiet viņiem, kur viņi ieguva informāciju atbildei!

7. jautājums

Pieņemsim, ka es vēlējos spuldzes ieslēgt tālvadības kamerā ar saules enerģiju, uzlādējot lielu bateriju banku. Akumulatora baterijai ir jābūt iespējai darbināt desmit 60 vatu spuldzes astoņas stundas bez uzlādēšanas. Sistēmas spriegums ir 115 volti. Cik liela ir akumulatoru baterija, kopumā amp-stundās?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Nepieciešama jauda vismaz 41, 7 amp-stundas, pie 115 voltu.

Piezīmes:

Jautāt saviem skolēniem, ko viņi iesaka akumulatora bankas jaudai, ja viņi izstrādā šo sistēmu. Vai viņi precīzi norāda 41, 7 amp-stundas? Kāpēc vai kāpēc ne?

8. jautājums

Pieņemsim, ka 12 voltu svina-skābes akumulatoram ir iekšējā pretestība 20 miloomi (20 mΩ):

Ja īssavienojums novietots uz šī lielā akumulatora spailēm, bojājuma strāva būtu diezgan liela: 600 ampēri!

Tagad pieņemsim, ka trīs no šīm baterijām ir tieši savienotas paralēli viena ar otru:

Samaziniet šo paralēli pieslēgto bateriju tīklu vai nu Thévenin vai Norton ekvivalenta shēmā, un tad, ja ir tieša īssavienojuma, atkārtoti aprēķiniet bojājuma strāvu, kas pieejama pie trīs akumulatoru baterijas.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Man vainas = 1800 amp

Pārbaudes jautājums: paskaidrojiet, kāda ir šī jautājuma praktiskā nozīme paralēli pieslēgtām baterijām, un kā Thévenin's vai Norton's theorems padara šo jēdzienu vieglāk izskaidrot kādam citam. Kādus drošības jautājumus var izraisīt lielu bateriju paralēlā savienošana, piemēram, šīs "piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, vai viņi izmantoja Tēvenīna teorēmu vai Nortona teorēmu, lai atrisinātu vainas pašreizējo. Vai studenti demonstrē analīzi, lai redzētu, kas ir visvieglāk saprotams.

9. jautājums

Šim lieljaudas akumulatora pārbaudes ķēdei, šķiet, ir problēma. Testa slēdža slēgšanas vietā voltmetra drosme paliek nemainīga neatkarīgi no slēdža stāvokļa. Tas notiek pat tad, ja ir zināms, ka testējamā baterija ir vāja:

Citas problēmas, kas saistītas ar problēmu, ietver faktu, ka reostatu iestatījumam, šķiet, nav nekādu atšķirību voltmetra indikācijā, kā arī, ka dzesēšanas ventilatora motors nedarbojas, kad ir nospiests slēdzis.

Nosakiet iespējamos šīs ķēdes defektus, kas var izraisīt šeit uzskaitītos simptomus. Arī paskaidrojiet, kāpēc katrs no jūsu ierosinātajiem defektiem varētu izraisīt novērotos simptomus.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Iespējamie traucējumi ietver sabojātās vadi vai atvērtus savienojumus šādos ķēdes punktos (atzīmēti ar "X"):

Piezīme: ir vēl viena kļūmes iespēja, ka es šeit neesmu uzskaitījis!

Piezīmes:

Apspriediet šo vienkāršo shēmu ar saviem skolēniem, uzdodiet viņiem, kā viņi diagnosticēja šo problēmu un kādus iespējamos defektus tas varēja noskaidrot. Iedrošiniet viņus diagnosticēt vairāk nekā vienu iespēju!

Gadījumā, ja studentam rodas jautājums par to, kāds ir dzesēšanas ventilators, pasaki viņiem, ka tas ir paredzēts, lai to lietotu atdzesē reostatam.

10. jautājums

Daži sausu šūnu bateriju marki ir aprīkoti ar iebūvētu lādēšanas indikatoru, kas atrodas vienā pusē. Spiežot divus baltus punktus, tiek aizvērta ķēde, kas uzsilda sloksni un norāda uz akumulatora uzlādi, mainot krāsu.

Salīdziniet šī vispārējā dizaina uzlādes indikatora precizitāti, izmantojot voltmetru, lai izmērītu atklātā strāvas akumulatora spriegumu. Kāda mērīšanas metode ir precīzāka akumulatora uzlādes indikācija un kāpēc "# 10"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

Termiskā sloksnes uzlādes indikators faktiski ir precīzāka akumulatora uzlādes indikācija nekā atklātā strāvas sprieguma pārbaude.

Izaicinājuma jautājums: ja nav tāda "uzlādes indikatora" akumulatora pusē, kā jūs varētu veikt precīzu akumulatora uzlādes novērtējumu?

Piezīmes:

Šis jautājums ir praktisks, jo esmu redzējis, ka studenti izmēra akumulatora atveres ķēdes spriegumu un paziņo, ka tas ir "labs", kad tas patiešām ir beidzies tā lietderīgās lietošanas laika beigās. Tas nenozīmē, ka vienkāršs voltmetrs nav lietderīgs, lai noteiktu akumulatora uzlādi. Acīmredzot, ja atklātā strāvas sprieguma pārbaude ražo neparasti zemu spriegumu, mēs zinām, ka akumulators ir miris. Jautājums ir, kādā stāvoklī (-os) ir "labs" sprieguma mērījums, kas ir uzticams atbilstoša akumulatora uzlādes indikators?

11. jautājums

Ko tas nozīmē, ja baterija vai bateriju banka saņem peldošo lādiņu? Ko tas nozīmē, ja akumulators vai bateriju banka saņem izlīdzinošo lādiņu?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Peldošais" lādiņš ir ļoti zems uzlādes līmenis, tikai pietiekami, lai uzturētu pilnīgu uzlādes stāvokli, neskatoties uz normālajām slodzes svārstībām strāvas kopnei. "Izlīdzināšanas" lādiņš ir pārlādēšanas stāvoklis, kas tiek veikts, lai izlīdzinātu ķīmiju visās akumulatora šūnās.

Pārbaudes jautājums: kvalitatīvi runājot, pie kāda sprieguma ir jānosaka barošanas avots, lai akumulatora banka "peldētu" pretēji, lai "izlīdzinātu" akumulatora banku?

Piezīmes:

Svarīgi ir spriest šāda veida maksas stratēģijas, jo daudzas ar baterijām darbināmas sistēmas ar automātiskiem lādētājiem ir paredzētas konkrētam uzlādei vai arī iespēja pārslēgties no dažādiem uzlādes veidiem. Neizpildot akumulatoru vai akumulatoru bateriju pareizi, tas samazināsies un / vai samazināsies.

12. jautājums

Svarīgs vienādojums, lai prognozētu svina-skābes šūnas kapacitāti, sauc Peukterta formulu :

I n t = C

Kur

I = izlādes strāva, ampēri

n = nemainīgs, īpaši kamerai (parasti no 1, 1 līdz 1, 8)

t = izkraušanas laiks

C = nemainīgs, īpaši akumulatoram (mainās atkarībā no amp-stundas jaudas)

Paskaidrojiet, kā Peukterta formula attiecas uz vienkāršāku "amp-stundas" formulu.

Arī aprēķiniet akumulatora izlādes laiku, kura n vērtība ir 1, 2 un C vērtība 200, ņemot vērā izlādes strāvu 25 ampēri.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Formula "amp-stunda" ir lineāra, bet Peukterta formula nav (vismaz attiecībā uz n vērtībām, kas nav vienādas).

Piemērošanas problēmas izpildes laiks ir 4, 2 stundas.

Piezīmes:

Uzdod vienam no saviem skolēniem rakstīt Peukterta vienādojumu uz tāfeles klases priekšā kopā ar standarta amp-stundas formulu. Skatoties blakus, ir tikai viena atšķirība starp diviem vienādojumiem, un tā ir eksponents n.

13. jautājums

Akumulatoram ir reklamēta jauda 600 amp-stundas, kas ņemta no testiem, kas veikti 8 stundu laikā (ja jauda amp-stundās = It). Saskaņā ar Peukterta formulējumu, kāda pašreizējā izlādes ātruma rezultātā akumulators pilnībā izlādējas pēc 3 stundām (pieņemsim, ka vērtība ir 1, 35)?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

155 ampēri

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem aprēķināt pašreizējā daudzuma prognozi, izmantojot "vienkāršu" amp-stundas vienādojumu, lai izlādēšanās laiks būtu 3 stundas. Jūsu skolēnu vērtējumā, kas ir reālāk prognozēt, Peukterta formula vai amp-stundas (tā) formula?

14. jautājums

Dažkārt atkārtots apgalvojums ir tāds, ka svina-skābes baterijas pašizlādējas lielākā mērā, sēžot uz betona grīdas, nekā tad, kad tās tiek uzstādītas automašīnā vai plauktā vai kādā citā vietā, kur nav tieša kontakta ar betona virsma. Vai šī pretenzija ir patiesa vai ne?

Izstrādājiet eksperimentu, lai pārbaudītu šīs prasības patiesumu, un izveidojiet to tā, lai bojātā akumulatora vienīgais paraugs netiktu pārbīdīts uz testa rezultātiem.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šis ir jautrs temats, lai apspriestu! Veic savus pētījumus un dodieties uz diskusiju laiku, kas sagatavots ar idejām par to, kā pārbaudīt šo prasību.

Piezīmes:

Esmu dzirdējis šo prasību daudzas reizes, bet man vēl nav bijis tādā stāvoklī, ka es varētu pats to pārbaudīt. Pat ja es būtu to pārbaudījis, es joprojām negribētu atdot atbildi! Ir daudz praktisku jautājumu, kas jāņem vērā, uzstādot un testējot baterijas pašizlāde. Šis jautājums sniedz lielisku iespēju pārrunāt zinātnisko metodi ar saviem skolēniem, ieskaitot tādus principus kā dubultmaskēšanas pārbaudes, pārbaudes un kontroles grupas un statistisko korelāciju.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →