АККУМУЛЯТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, обратимые гальванические элементы, способные возобновлять запасы своей энергии от постороннего источника. Существует много различных систем электр. А-в, но в технике военно-морского дела получил применение только свинцовый А., впервые предложенный в 1859 г. Гаст. Плантэ и до сего времени подвергающийся усовершенствованиям и изменениям конструкции. Основания устройства и действия свинцовых А. следующие: если взять две свинцовых (Pb) пластины и, опустив в разбавленную серную кислоту (H2SO4), соединить одну из пластин с положительным полюсом динамо-машины, а другую — с отрицательным, и пропустить через элемент ток, то, под влиянием электролиза жидкости, пластина, соединенная с + динамо, покроется перекисью свинца (Pbo2) под влиянием выделяющегося кислорода (О). Если после этого изменить направление внешнего тока, то на пластине, покрытой перекисью свинца, начнет выделяться при электролизе серной кислоты уже водород (H) (переносящийся всегда по направлению тока), который и восстановит ее в губчатый свинец (Pb), а на другой пластине от выделяющегося кислорода (O) образуется перекись свинца (Pbo2). Таким образом, под влиянием пропущенного от постороннего источника электрического тока и происшедшей от него химической работы в элементе, строение электродов и плотность электролита изменились, элемент зарядился и стал способным сам производить электрическую энергию. Если после этого соединить пластины элемента между собой через внешнюю цепь, то появится ток обратного иаправления зарядному; он пойдет внутри элемента от пластины с губчатым свинцом (Pb) к пластине с перекисью свинца, при чём разность потенциалов в цепи будет около 2,1 вольта. Под влиянием тока внутри элемента начнет выделяться на пластине с перекисью свинца (Pbo2) водород (Н), восстановляющий ее в окись свинца (Pbo), которая под действием серной кислоты (H2SO4) обратится в сернистый свинец (Pbso4); на пластине же губчатого свинца (Pb) под влиянием тока начнет выделяться кислород (O), который окислит ее в окись свинца (Pbo), обращающуюся под влиянием серной кислоты в тот же сернокислый свинец (Pbso4). Таким образом, электроды элемента станут однородны, исчезнет разность потенциалов, и элемент разрядится и перестанет давать ток. Для того, чтобы он стал вновь способен к действию, его нужно снова зарядить от постороннего источника электричества, как было выше указано. Емкость А., т. е. то количество электричества, которое он может дать при разрядке, будет тем больше, чем больше количество действующих веществ перекиси и губчатого свинца, но так как электролитическим путем слой действующего вещества получается на поверхности, то емкость А. Плантэ пропорциональна поверхности пластин. Для облегчения образования действующей массы на пластинах ученик Плантэ, Камилл Фор предложил в 1881 году делать пластины из свинцовых решеток, вмазывая туда тесто из разбавленных серной кислотой окислов свинца. Впоследствии в технике стали развиваться оба типа пластин, как поверхностные — Плантэ, так и массовые — Фора, которые и разделили все разнообразный системы А. на две главных группы. Среди различных систем свинцовых А. необходимо упомянуть разработанный в 1883 году трудами наших морских офицеров, во главе с Е. К. Тверитиновым, А. "образца Минного офицерского класса", долго применявшийся на судах нашего флота для питания боевой цепи освещения, взрывов мин и других вспомогательных целей. А. этот по своему времени был весьма совершенный. В настоящее время более распространены А. крупных фирм Travail Electrique de Métaux GEM, Nouvelle Societé Fulmen, Тюдор и других. Главнейшие свойства, характеризующие качества А., следующие: 1) Емкость, т. е. количество электричества, которое может дать заряженный аккумулятор при различных режимах разрядки. Выражается она в ампер-часах. Режим разрядки характеризуется числом часов нахождения А. под током. Для сравнения различных систем А., емкости относят к 1 килогр. полного веса собранного А. с жидкостью и отношение это называют удельной емкостью; точно так же и силу разрядного тока, отнесенную к 1 килогр. полного веса с жидкостью, называют удельным разрядным током А. В лучших типах морских А., удельная емкость при 3-х часовом режиме разрядки около 10 ампер-часов. 2) Производительность, т. е. количество энергии, отдаваемой А. при разряде; она выражается в уатт-часах (произведением ампер-часов на среднее напряжение при разрядке). 3) Отдача. Важным фактором для оценки достоинства А. служит его отдача. Количественная отдача получится от разделения числа ампер-часов разрядки на число ампер-часов зарядки и нормально она бывает от 0,8—0,9. Отдача по энергии получится от разделения количества энергии, получаемой при разрядке, на количество энергии, расходуемой на зарядку и колеблется практически от 0,65—0,75. Отсюда ясно, как мало выгодна эксплуатация А. для получения электрической энергии и почему последние получают применение только в тех случаях, когда по местным условиям является неудобным использовать другой источник её получения. Применение А. в воен.-морск. технике началось с 80 гг. прошлого столетия. А. применялись на судах, как запасные источники энергии для электрического освещения, т. к. их можно легко укрыть в наиболее защищенных частях судна, и потому А. труднее подвергались выводу из действия от попадания случайных снарядов, чем паро-динамы с их трубопроводом. Кроме того, А., как легко переносимые источники энергии, применяются для взрывов мин, для освещения прицелов и мушек во время ночной стрельбы и для питания радиостанций. Но особое значение в военно-морской технике эл. А. получили с появлением подводных лодок, как незаменимый источник энергии для работы их двигателей при подводном ходе. Действительно, от подводной лодки, идущей под водой, требуется, чтобы плавучесть её, т. е. разность её веса и веса вытесняемой ею воды, была постоянна (см. Подводное плавание[ВТ 1]), и лодка при своем движении не оставляла следа на поверхности моря. Легче всего этих условий достичь, применяя как подводный двигатель электромоторы, питаемые током от мощных А-х батарей, т. к. при расходе энергии вес А. остается постоянным, на температуру и состав атмосферы в лодке разрядка А. не влияет, и электромоторы при работе не оставляют следа на поверхности моря. Поэтому почти все существующие подводные лодки снабжаются батареями А., как источником энергии для подводного хода; на некоторых же, преимущественно малых лодках, они являются единственным источником энергии для передвижения лодки, как в надводном, так и в подводном положениях. Вес батареи достигает на некоторых лодках 30% от всего их надводного водоизмещения. Практика различных флотов выработала особые требования, предъявляемые А. подводных лодок, и для них создался особый тип элементов. Для получения лучшего типа в некоторых государствах устраиваются периодические конкурсы А., результаты которых держатся в большом секрете. В судовых А., помимо повышения основных качеств элементов — емкости, производительности и отдачи — приходится обращать особое внимание на следующие их свойства: способность А. выдерживать в случае надобности быстрые разряды; способность А. дольше держать заряд (уменьшение саморазряда); выносливость и долговечность А. (обычно требуют гарантии в 250 полных разрядок); ускорение зарядки, весьма важное по тактическим соображениям (чтобы лодка была способна скорее возобновлять запас энергии и становиться вновь дееспособной); прочность элементов, равно как способность выдерживать тряску и качку без порчи и пролития жидкости; тщательную укупорку элемента и легкость удаления газов из элемента при зарядке. От установки батарей на лодках требуется, чтобы изоляция А. от корпуса была возможно лучшая, элементы были бы легко доступны осмотру, установлены возможно прочнее и вентиляция помещения А. была бы возможно лучше, дабы меньше газов выделялось в другие помещения лодки. А. батарея требует за собой весьма тщательного ухода и в случае небрежности или упущений грозит, помимо больших материальных потерь, опасностью взрыва. Необходимо постоянно следить: 1) за изоляцией батареи; 2) за удалением выделяющихся из неё газов; последнее особенно важно в конце зарядки, когда газы выделяются очень обильно, отчего образуется в воздухе гремучая смесь, могущая привести к взрыву. Надо усиливать во время зарядки вентиляцию лодки; не провентилировав последнюю, запрещается идти под воду. Необходимо также после больших разрядок немедленно возобновлять заряд А. во избежание их сульфатации (затвердения сернокислого свинца). Надо строго следить за химическим составом, количеством и плотностью электролита, которые необходимо поддерживать согласно указанию фирмы. Следует обращать самое серьезное внимание на соблюдение командой лодки при работе с А. правил гигиены; были случаи свинцовых и кислотных отравлений, во избежание которых, помимо усиления вентиляции, надо соблюдать чистоту рук и улучшать питание команды специальными противоядными продуктами, как молоко и пр. Стоимость А. батарей весьма велика, в грубых цифрах около 2.000 руб. за тонну А-в. Между тем опыт показал, что в среднем срок службы А-й батареи около 5 лет; отсюда видно, как дорога эксплуатация этого источника энергии, с применением которого на подводных лодках пока приходится мириться. (Лейтенант С. Кукель. Электрические аккумуляторы. Курс Учебного Отряда подводного плавания. Либава, 1908 г. L. Jumau. Les accumulateurs Electriques. Paris, 1907. (2 èd.). F. Dolezalek. Die Theorie des Bleiakkuraulators Halle a. S. 1901. D. Wada. Secondary Battaries, London. 1903. L. Lyndon. L’accumulateur Electrique. Paris, 1904).
Примечания редакторов Викитеки
- ↑ Указанной статьи нет в данном издании.