Пионер-электротехник - Стрелков Петр Георгиевич. Страница 6
Газовые аккумуляторы относятся к новым источникам постоянного электрического тока. Их достоинством является исключительная простота конструкции, весьма высокая экономичность, так как они не требуют цветных металлов и дорогостоящих материалов. Они очень удобны в эксплуатации: их можно хранить продолжительное время как в заряженном, так и в разряженном состоянии. Эти аккумуляторы не боятся больших зарядных и разрядных токов, что резко сокращает время их зарядки. На такие аккумуляторы не оказывают никакого вредного влияния быстрые разрядки и короткое замыкание.
По конструкции газовый аккумулятор (рис. 7) напоминает свинцово-поташный аккумулятор.
Рис. 7. Простейший газовый аккумулятор и его части (а — общий вид аккумулятора; б — конструкция основных частей): 1 — сосуд; 2 — электролит; 3 — электроды; 4 — крышка; 5 — зажимы; 6 — распорка.
Он состоит из непрозрачного сосуда и двух одинаковых электродов мешочного типа. В каждом мешочке помещается гальванический уголь, окруженный активированным углем.
Электролитом служит раствор поваренной соли.
Принцип работы газового аккумулятора состоит в том, что во время зарядки на его электродах образуются и длительное время сохраняются запасы атомов водорода и хлора. При разрядке аккумулятора эти газы взаимодействуют между собой, создавая электрический ток.
В момент зарядки аккумулятора происходит электролиз раствора. На катоде в мешочке запасается водород, а на аноде — в другом мешочке — запасается хлор. Возникшие во время электролиза атомы водорода и хлора заполняют мельчайшие поры активированного угля и лишаются возможности объединяться в молекулы. Таким образом, применение в электродах активированного угля позволило накапливать запасы газов и содержать их в атомном состоянии.
Газовые аккумуляторы стали возможны после того, как были найдены вещества, обеспечивающие раздельный сбор, хранение и атомный режим газов в аккумуляторе. Такие вещества называют адсорбентами, то есть веществами, обладающими способностью поглощать газы, пары и жидкости.
Явление адсорбции происходит на поверхности поглощающих веществ. Поэтому, чем больше поверхность адсорбентов, тем больше молекул газа или пара они поглощают.
Хорошей поглотительной способностью обладает обычный древесный уголь, так как в нем большая поверхность образуется за счет огромного количества пор.
Самым лучшим адсорбентом является активированный уголь, получаемый в результате специальной обработки обычного древесного угля. В 1 грамме активированного угля общая поверхность достигает 10000 кв. метров. Вот почему в качестве электродов в газовом аккумуляторе был взят активированный уголь.
Простейший газовый аккумулятор легко изготовить самим.
Возьмите стеклянную пол-литровую банку, окрасьте ее снаружи асфальтовым лаком или черной эмалью (можно оклеить черной бумагой). Важно, чтобы свет не проникал внутрь аккумулятора. Любой свет оказывает сильное влияние на газы и разряжает аккумулятор.
Подберите два угольных стержня от накальных элементов или дуговых фонарей. Сшейте два мешочка из хлопчатобумажной ткани. Вставьте в мешочек угольный стержень с прикрепленным выводом на верхнем конце и набейте вокруг него активированный уголь. Зашейте мешочек сверху и плотно обвяжите его прочными машинными или суровыми нитками. Чем больше витков сделаете и сильнее их затянете, тем надежнее будет контакт порошка с угольным стержнем и тем лучше будет работать аккумулятор. Второй мешочек изготовляется таким же способом.
Активированный уголь можно приобрести в магазинах химических реактивов или использовать активированный уголь из старых противогазов. Для получения емкости в 1 ампер-час потребуется 50–90 граммов активированного угля на два мешочка.
Электролит составьте по следующему рецепту. На каждый стакан кипяченой воды всыпьте 1–1,5 столовой ложки поваренной соли. Вставьте мешочки в сосуд и залейте его электролитом. Сосуд закройте деревянной крышкой, пропитанной парафином. Сверху на крышке против электродов укрепите выводы, а в середине крышки сделайте отверстие для заливки и смены электролита. Это отверстие закройте пробкой.
Зарядка газового аккумулятора производится так же, как и обычного кислотного аккумулятора.
Вывод от одного мешочка соедините с отрицательным полюсом источника зарядного тока. Это будет как бы отрицательная пластина аккумулятора (водородный электрод), обозначьте его знаком минус (—). Другой мешочек — с положительным полюсом источника зарядного тока через реостат. Этот мешочек будет служить положительной пластиной (хлористый электрод), обозначьте его знаком плюс (+). Для зарядки одного аккумулятора требуется напряжение 4,5 вольта. Зарядка заканчивается, когда напряжение на зажимах газового аккумулятора будет равно 2,2–2,5 вольта.
Если вы хотите применить эти аккумуляторы в походах, то скрепите их электроды хомутиками из пластмассовых пластинок или из полосок оргстекла, как показано на рисунке 7, а. Распорки не позволят электродам перемещаться.
Для лучшей работы аккумулятора необходимо сменять электролит один-два раза в неделю.
ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ
Пионеры-электротехники должны хорошо знать правила и простейшие приемы электромонтажных работ. Эти знания и умения всегда могут пригодиться в жизни: при изготовлении приборов и моделей, при ремонте домашних электронагревательных приборов и осветительной сети как дома, так и в школе, при электрификации сцены, когда устраиваются школьные вечера и постановки.
Электрический ток передается по проводам от электростанции к зданиям, в которых расположены потребители тока — различные осветительные и силовые установки.
Осветительные установки предназначены для создания искусственного освещения, а силовые — для приведения в действие машин, станков и другого оборудования.
Осветительная установка состоит в основном из проводки, осветительных арматур, коммутационных аппаратов, защитных устройств и непосредственных приемников электрической энергии.
В состав проводки входят провода, шнуры, кабели вместе со всеми изоляторами и крепежными деталями.
К осветительной арматуре относятся различные патроны, люстры, бра, плафоны, соединительные и крепежные детали.
Коммутационные аппараты — это выключатели, розетки, вилки, рубильники, при помощи которых включаются и отключаются потребители электроэнергии.
Защитные аппараты представляют собой предохранительные коробки с плавкими предохранителями, распределительные щитки, ограничители тока и проч.
Электроэнергия от электростанций передается на большие расстояния по оголенным проводам, подвешенным на металлических опорах или деревянных столбах.
В крупных городах электроэнергию передают по изолированным кабелям, проложенным в земле.
Чтобы не было утечки тока через столбы, на них укрепляются изоляторы, к которым привязываются провода.
Для ввода электрического тока в здание от воздушного провода делается отводка, которую называют снижением. Отводка производится от ближайшего к зданию столба.
Ввод тока в здание при подземной проводке производится от специальных трансформаторных подстанций, установленных во дворах крупных домов.
Монтаж квартирной проводки и установка осветительных устройств
При монтаже любой проводки следует строго помнить, что электрический ток в осветительной сети представляет собой большую опасность для жизни и здоровья человека. Поэтому монтаж новой электропроводки и ремонт старой производится при выключенном из сети токе, то есть при вывернутых пробках в квартире.
В квартирах проводку электрического тока делают изолированными проводами — шнуром, свитым в виде веревки из двух многожильных проводов. Эти провода имеют два слоя изоляции: первый слой состоит из резины, а второй, верхний, — из хлопчатобумажной оплетки. В подвальных помещениях проводку делают проводами со специальной влагоустойчивой изоляцией.