Todo mundo que já lidou com baterias recarregáveis sabe que suas principais características são tensão e capacidade de carga. Mas, para manter o desempenho da bateria, um parâmetro igualmente importante é a densidade da bateria. É claro que estamos falando da densidade do eletrólito na bateria. Mas muitas vezes é essa expressão de gíria que é usada. Monitorar a concentração de eletrólitos é tão necessário quanto carregar regularmente a fonte de corrente.
O que é afetado pela densidade de eletrólitos
A maioria das baterias usa placas de chumbo e o meio de trabalho é o ácido sulfúrico diluído em água. A saturação da solução, medida em gramas / cm3, é a característica que afeta a capacidade da bateria de acumular carga para uso posterior.
Projeto da bateria de chumbo-ácido
A concentração de ácido na solução eletrolítica e o desempenho da bateria estão diretamente relacionados.
- Em baixa densidade, a capacidade da fonte atual de acumular a capacidade de carga que garante seu desempenho também diminui. Em baixa densidade, a bateria descarrega mais rapidamente e não fornece a corrente máxima definida.
- Se o valor deste parâmetro cair abaixo de um determinado valor, a geada no eletrólito poderá congelar e a bateria falhará completamente.
- Mas em alta densidade, o processo de sulfatação das placas de chumbo é fortemente acelerado. Isso significa que, com uma carga fraca da bateria, é formado sulfato de chumbo, que não é mais convertido quando é carregado de volta ao chumbo. Isso também leva a uma diminuição na capacidade de acumular a carga necessária e, com o tempo, à falha completa da bateria.
Portanto, é importante manter o valor desse parâmetro de acordo com os padrões estabelecidos e testados. Uma redução significativa ou excesso de valores regulatórios não contribui para o trabalho produtivo da bateria.
Frio no qual o conteúdo da bateria pode congelar são mostrados na figura.
O ponto de congelamento de uma solução ácida aquosa, dependendo de sua densidade
Indicadores normativos de densidade eletrolítica
Certamente, muitos motoristas familiarizados com os problemas de manutenção do desempenho da bateria conhecem a figura de 1,27 g / cm3. Essa é considerada a densidade ideal na qual as baterias ácidas são capazes de maximizar suas capacidades.
Mas esse valor não é verdadeiro para todos. tipos de baterias e suas atribuições de trabalho. Além disso, a densidade ideal varia para diferentes temperaturas nas quais a bateria precisa trabalhar. Portanto, os valores ideais no inverno e no verão serão ligeiramente diferentes.
Finalidade das baterias de chumbo-ácido
- As baterias de partida são projetadas para fornecer a máxima corrente possível ao dar partida em vários motores. Isto é, antes de tudo, baterias de carro. O valor padrão da densidade para eles é de 1,26 - 1,28 g / cm3.
- As baterias de tração devem fornecer motores elétricos CC por um longo período de tempo. Uma de suas aplicações são carros elétricos e outros veículos de propulsão elétrica.O melhor valor da densidade de eletrólitos para essas baterias também está na faixa de 1,26 a 1,28 g / cm3.
- Baterias estacionárias são usadas para alimentar todos os circuitos e dispositivos elétricos. Geralmente localizado em um local dentro de casa. Um valor reduzido de 1,22 - 1,24 g / cm3 é recomendado para eles.
Dependente da temperatura
A temperatura circundante muda - os valores de densidade da solução ácida aquosa também mudam. Com o aumento da temperatura, a capacidade da bateria de acumular carga aumenta em cerca de 1% a cada grau. Com a diminuição da temperatura, é claro, essa capacidade diminui. Portanto, é recomendável manter a bateria em valores de alta densidade em clima frio e reduzir esses indicadores para clima quente.
Desempenho da bateria em diferentes temperaturas, dependendo da densidade
Obviamente, ninguém lidará com mudanças a cada salto no clima. Pouco antes do início do tempo frio, é útil aumentar ligeiramente a densidade da bateria e antes da temporada de verão - diminuí-la. Além disso, existem normas de densidade ideal para áreas com climas diferentes. Esses valores normativos devem aderir a todo o ano, com raras exceções. Para diferentes regiões, é considerado normal:
- Em climas frios 1,27 - 1,30 g / cm3
- Na banda do meio 1,25 - 1,28 g / cm3
- Em áreas quentes 1,22 - 1,25 g / cm3
Mais detalhadamente, essas especificações são indicadas na tabela.
Valores padrão de densidade de eletrólitos da bateria para várias condições de temperatura
Como verificar a densidade de eletrólitos em uma bateria de ácido
Para testar essa característica, estão disponíveis medidores simples, chamados hidrômetros ou densímetros para automóveis. Seu trabalho é baseado na aplicação da lei de Arquimedes, ou seja, a capacidade da carga afundar em diferentes profundidades, dependendo da densidade do líquido. Estruturalmente, o hidrômetro contém:
- Balão de vidro ou plástico.
- Flutuador de vidro com carga e marcações correspondentes aos valores medidos.
- Uma lâmpada de borracha é usada em um lado do balão, projetada para atrair eletrólitos para o balão.
- No lado oposto, há um bico de borracha através do qual o líquido é retirado do orifício de enchimento da bateria.
O valor medido é determinado pela linha na bóia, à qual o líquido coletado no hidrômetro atinge.
Hidrômetro de carro de boia simples
Existem hidrômetros mais simples, nos quais existem vários pesos pequenos, com pesos diferentes para cada um. Em cada peso (ou no balão à sua frente) é aplicado o valor de densidade correspondente. O resultado da medição é determinado pelo valor máximo dos pesos pop-up. Esse hidrômetro é mais barato, mas não possui precisão suficiente.
Hidrômetro automotivo multi-flutuador
A própria medição do hidrômetro é realizada da seguinte forma:
- O nariz do hidrômetro cai na bateria através do orifício de preenchimento. Existem dispositivos não com borracha, mas com um nariz de plástico. Nesse caso, você deve mergulhá-lo no eletrólito com cuidado para não danificar as placas de chumbo.
- Usando uma pêra, um eletrólito é coletado em um balão. Para hidrômetros com um único flutuador, é necessário controlar a quantidade de fluido coletado. Deve ser suficiente para que a bóia flutue livremente dentro da lâmpada. Mas você também não pode obter muito líquido. Em seguida, a bóia pode descansar contra a borda superior da lâmpada. As leituras do hidrômetro neste caso não serão confiáveis.
- Depois de tomar o líquido, olhamos - pelo contrário, quais os riscos que o nível está no flutuador. Os números próximos ao risco indicarão o valor da densidade.
Para hidrômetros com vários flutuadores, o valor da densidade é determinado pelos flutuadores. O peso flutuante com o número máximo mostra apenas o resultado da medição.
Lendo usando um hidrômetro
Para baterias recarregáveis de várias células, a verificação é realizada separadamente em cada banco.
O preço usual da divisão em hidrômetros de bateria é de 0,01 g / cm3. Mas os hidrômetros também estão disponíveis com uma escala mais precisa.
Após a conclusão das medições, é necessário enxaguar cuidadosamente o hidrômetro com água destilada.
Condições em que as medições devem ser tomadas
Antes de iniciar as medições da concentração de eletrólito, é necessário aderir a regras simples. E, em alguns casos, será necessário corrigir as leituras do hidrômetro, dependendo das condições em que foram obtidas.
A condição mais necessária é manter o nível de fluido necessário na própria bateria. A densidade será medida corretamente, mas para uma operação segura da bateria, será necessário trazer o nível ao normal. E isso levará a uma mudança na densidade.
Nível de carga da bateria
A densidade do eletrólito muda quando a bateria é carregada / descarregada. Com uma descarga, diminui, com uma carga, aumenta. Dependendo do grau de descarga da bateria, os valores mudam da seguinte maneira.
Dependência das leituras do hidrômetro no grau de carga da bateria
Dificilmente é possível determinar com precisão o nível de descarga. Portanto, você deve primeiro carregar completamente a bateria, aguardar algumas horas e somente depois fazer as medições.
Se alguma ação foi realizada com uma solução de ácido água - adicionando água destilada ou o próprio ácido, você não deve medir a densidade imediatamente após eles. É necessário aguardar até que o líquido adicionado seja completamente misturado na bateria.
Temperatura durante as medições
A calibração dos hidrômetros padrão é orientada para uma temperatura de +25 ° C. Para obter leituras mais precisas, as medições da densidade de eletrólitos devem ser realizadas na mesma temperatura. No inverno, a bateria testada deve ser levada para um local quente e deixada aquecer até a temperatura desejada. Mas você não deve fazer medições literalmente em casa. Uma solução ácida pode estragar acidentalmente móveis ou roupas. É melhor usar uma sala aquecida adaptada para esse trabalho.
Se não for possível realizar medições a uma temperatura recomendada de 20 a 25 ° C, você poderá realizar medições a qualquer temperatura e, em seguida, use a tabela de correção:
Valores de correção para medições em diferentes temperaturas
A verificação regular da densidade do eletrólito na bateria permitirá não apenas mantê-lo em condições ideais para o trabalho, mas também identificar possíveis problemas e mau funcionamento em tempo hábil.
