Отдача аккумулятора.

Разряжаясь, аккумулятор никогда не может отдать в цепь то же количество энергии, которое он получил при заряде. Отдача аккумулятора будет всегда меньше, так как часть энергии тратится в аккумуляторе на нагревание электролита и химические процессы, не имеющие прямого отношения к работе аккумулятора.

Для аккумулятора обычно указывают его «отдачи» по количеству электричества и энергии. Отдачу аккумулятора по энергии часто называют к. п. д. аккумулятора. Среднее значение отдачи по количеству электричества равно 85—90%, т. е. около 10—15% всего количества электричества, которое было сообщено аккумулятору, тратится в нём самом (на нагрев электролита, на химическое преобразование электродов). Отдача аккумулятора по энергии, т. е. к. п. д., представляет собой отношение работы, которую аккумулятор производит при разряде (Wр), к работе, которую приходится затратить на заряд аккумулятора (Wз).

Назначение и принцип действия аккумулятора.

Для приведения в действие электрических аппаратов, освещения электровоза, т. е. для питания цепей управления, освещения и сигнализации, необходим источник электрической энергии постоянного тока с напряжением 50 В. При работающем мотор-вентиляторе таким источником является генератор управления. В том же случае когда генератор управления не работает, электрические цепи управления, освещения и сигнализации получают питание от аккумуляторной батареи, которая обладает свойством запасать в себе энергию при заряде и отдавать ее при последующем разряде. В период заряда подводимая к аккумулятору электрическая энергия превращается в химическую, а при разряде идет обратное преобразование запасенной химической энергии в электрическую. Аккумулятор представляет собой сосуд с электролитом, в котором находятся положительный и отрицательный электроды. Аккумуляторы разделяют на щелочные и кислотные в зависимости от применяемого электролита и материала пластин. На электровозах применяют щелочные аккумуляторы. В щелочных аккумуляторах кадмиево-никелевых батареях в качестве положительного электрода используют гидроокись никеля. Отрицательные пластины состоят из кадмия, железа и их окислов. Эти электроды опущены в электролит, состоящий из раствора едкого кали или едкого натра.

   При разряде заряженного аккумулятора гидроокись никеля положительных электродов превращается в гидрозакись никеля, а кадмий и железо отрицательных электродов окисляются. При этом процессе между электродами возникает э. д. с. и по замкнутой внешней цепи идет ток. Внутри аккумулятора ток между электродами проходит через электролит. Если активная масса положительных или отрицательных пластин полностью химически прореагировала, э. д. с. аккумулятора снижается до нуля. Чтобы аккумулятор мог снова создать э. д. с, нужно его зарядить, т. е. превратить гидрозакись никеля на положительном электроде в гидроокись никеля, а на отрицательном электроде восстановить кадмий и железо. Эти химические реакции проходят под действием тока, идущего между электродами в противоположном направлении относительно процесса разряда. С этой целью электроды аккумулятора подключают к одноименным зажимам источника электрической энергии постоянного тока, э. д. с. которого выше напряжения на аккумуляторе. Полностью заряженный аккумуляторный элемент имеет э. д. с. около 1,45 В. При нагрузке напряжение на нем сразу уменьшается из-за относительно высокого внутреннего сопротивления. Обычно при разряде его напряжение постепенно уменьшается с 1,2—1,3 В до наименьшего допустимого значения 1,0 В. При заряде напряжение аккумулятора быстро увеличивается до 1,75 В, затем несколько понижается и опять замедленно возрастает до 1,85 В.

   Напряжение 50 В в цепях электровоза получают за счет последовательного соединения нескольких десятков аккумуляторов (элементов). Их называют аккумуляторной батареей.

   Чтобы аккумуляторная батарея обеспечила энергией электрические цепи, она должна обладать достаточной емкостью (А-ч), под котором понимают количество электричества, отдаваемого полностью заряженным аккумулятором при его разряде номинальным током до наименьшего допустимого напряжения. Так, например, если полностью заряженный аккумулятор разрядился при номинальном разрядном токе 10 А до наименьшего допустимого напряжения в течение 12 ч, то его емкость составляет 120 А-ч.