Tópicos:
- Geral
- Operação
- Construção da bateria
- Mais e menos placas
- Células de bateria
- Carregando descarregando
- capacidade
- Corrente de partida a frio
- Desconecte os terminais da bateria
- Comece com cabos jumper
Geral:
A função da bateria é fornecer energia aos consumidores nos momentos em que o alternador fornece pouca ou nenhuma energia, por exemplo, na partida do motor. A bateria é um buffer que armazena energia. A energia fornecida pelo alternador é armazenada na bateria e deve ser liberada novamente quando necessário. Como a energia elétrica é difícil de armazenar, a energia elétrica fornecida pelo alternador é convertida em energia química. Se a bateria tiver que fornecer energia elétrica aos consumidores, a energia química é convertida novamente em energia elétrica.
Se a bateria do carro estiver em boas condições, mas voltar a ficar vazia após algumas horas parada, pode haver algum problema. consumidor clandestino.
Operação:
A bateria contém várias placas finas de chumbo em um recipiente com ácido sulfúrico. O chumbo combina-se com o enxofre. Ocorre então uma reação química. O chumbo é convertido em sulfato de chumbo (PbSO4).
O ácido sulfúrico diluído é uma mistura de ácido sulfúrico e água desmineralizada (purificada). O ácido sulfúrico diluído é frequentemente chamado de eletrólito. Quando as placas de chumbo são conectadas a um dispositivo de carregamento, as placas de chumbo sofrerão uma alteração. A placa conectada ao negativo libera enxofre para o eletrólito. O sulfato de chumbo é convertido em chumbo poroso. A placa conectada ao positivo absorve oxigênio do eletrólito e libera enxofre para o eletrólito. Esta placa contém diocida de chumbo (PbO2) após o carregamento. O processo acima cria uma diferença de tensão entre as placas positiva e negativa.
Se um consumidor estiver conectado às placas de chumbo que foram carregadas da maneira acima mencionada, fluirá uma corrente. O dióxido de chumbo da placa positiva é convertido novamente em sulfato de chumbo. O chumbo poroso da placa negativa também é convertido em sulfato de chumbo. Ao carregar e descarregar as baterias, ocorre uma alteração nas placas positivas e negativas (efeito químico). O eletrólito também sofre alterações durante a carga e a descarga. Quando a bateria está descarregada, as placas positivas e negativas consistem em sulfato de chumbo. O enxofre usado para formar sulfato de chumbo foi extraído do eletrólito. O eletrólito de uma bateria descarregada possui, portanto, baixo teor de enxofre. Com uma bateria carregada, o sulfato de chumbo das placas foi transferido para o eletrólito. O eletrólito tem então um alto teor de enxofre. Como as partículas de enxofre são as partículas mais pesadas do eletrólito, a massa específica do eletrólito aumenta à medida que o estado de carga da bateria aumenta. O eletrólito de uma bateria totalmente carregada tem uma massa semelhante a 1280 kg/m3. quando a bateria está completamente descarregada, o eletrólito tem uma massa específica de 1140 kg/m3. Para efeito de comparação: a água tem uma massa específica de 1000 kg/m3.
Construção da bateria:
As baterias são compostas por várias células, cada célula contendo várias placas positivas e negativas. Cada célula tem uma tensão de aproximadamente 2V. Uma bateria de 12 V possui 6 células conectadas em série. As placas positivas e negativas são separadas umas das outras por separadores.
Placas positivas e negativas:
As placas positivas estão conectadas ao pólo positivo, as placas negativas ao pólo negativo. Para evitar erros de ligação, ambos os pólos estão marcados e o pólo positivo tem sempre um diâmetro maior que o pólo negativo. As placas positivas e negativas são conectadas entre si por uma peça de ponte. As placas consistem em uma grade de estruturas de chumbo. As grades são preenchidas com pasta (uma mistura de pó de chumbo, ácido sulfúrico e aplicações diversas). Os separadores são feitos de plástico e celulose. Durante a conversão de energia na bateria, mais calor é desenvolvido na placa positiva do que na placa negativa. Para evitar empenamento da placa positiva, a placa positiva é sempre colocada entre duas placas negativas.
Células de bateria:
Todas as células da bateria são preenchidas com o chamado eletrólito, uma mistura de água destilada e ácido sulfúrico. Água destilada (também chamada de desmineralizada) é a água da qual foram removidos contaminantes como cal e compostos de cloro. Nas baterias mais antigas, as células possuem aberturas de enchimento. A água desmineralizada pode ser reabastecida através destas aberturas. A abertura de enchimento pode ser fechada com uma tampa de enchimento. Com baterias mais novas, o enchimento não é mais possível. São baterias isentas de manutenção onde o consumo de água é tão baixo que não é necessário reabastecer.
Carregando descarregando:
O estado de carga de uma bateria pode ser medido com um medidor de ácido. Um bom carregador de bateria reduz automaticamente a corrente se a tensão de carga exceder 2,35 V por célula (ou seja, aproximadamente 14 V para uma bateria de 12 V). Se este valor for excedido, as moléculas de água são decompostas em oxigênio e hidrogênio, criando gás hidrogênio. Se for produzido muito deste gás, ele forma uma mistura explosiva (oxigênio).
- Carregamento normal:
Durante o carregamento normal, a capacidade da bateria é restaurada para 100%. A magnitude da corrente de carga é de 5 a 10% da capacidade. Uma bateria com capacidade de 40 Ah é carregada com uma corrente de carga de 2 a 4 A durante o carregamento normal. - Carregamento rápido: As baterias que são completamente descarregadas rapidamente podem ser parcialmente carregadas novamente por meio do carregamento rápido. A corrente de carga é de 30 a 50% da capacidade da bateria. Para uma bateria com capacidade de 40Ah, a corrente de carga é de 12 a 20 A. O carregamento rápido não é usado com tanta frequência. Muitos carregadores rápidos também podem ser usados como starter e carregador normal.
- Carregamento lento: Se uma bateria não for usada por um longo período de tempo, ocorre perda de tensão devido à autodescarga. Ao conectar constantemente um carregador lento à bateria, a bateria é sempre mantida cheia. A corrente de carga é de aproximadamente 0,1% da capacidade da bateria. Uma bateria com capacidade de 40 Ah é então carregada com uma corrente de 0,04 A. Existem carregadores de bateria que mudam automaticamente para carregamento lento no final do carregamento normal.
- Carregamento de buffer: Com o carregamento de buffer, os consumidores e o dispositivo de carregamento estão conectados à bateria. O carregador fornece uma corrente tal que a bateria permanece praticamente cheia. A bateria fornece a corrente de pico aos usuários. O carregamento do buffer ocorre quando o alternador carrega a bateria e simultaneamente fornece energia aos usuários. O alternador possui um regulador de tensão ajustado para 14,4 V para uma instalação de 12 Volts. Após a partida, o alternador carrega rapidamente por um tempo. A corrente de carga cai drasticamente durante a condução. Quando a bateria está totalmente carregada, a corrente de carga torna-se tão pequena que o carregador apenas mantém a bateria carregada.
Se o carro estiver na garagem, é bom ter a bateria no carregador lento. A bateria tem então uma vida útil menor do que uma bateria que muitas vezes fica descarregada por um longo período e é rapidamente recarregada pelo dínamo. Uma bateria descarrega se um consumidor permanecer ligado quando o motor for desligado (como a iluminação). Se uma bateria estiver totalmente descarregada (completamente vazia), a bateria será danificada internamente. Isso reduz drasticamente a vida útil.
Capacidade:
A capacidade da bateria é a quantidade máxima de energia elétrica que a bateria pode conter. A capacidade é expressa em Ah (ampere-hora) e é determinada com base nos resultados dos testes. Exemplo: Uma bateria tem capacidade de 60 Ah. Esta bateria pode fornecer uma corrente de 20A por 3 horas. (60Ah: 20h = 3A). A tensão terminal não cairá abaixo de 1,75 V por célula.
Corrente de partida a frio:
Em geral, pode-se assumir que a magnitude da corrente de partida a frio é de 4 a 5 vezes a capacidade da bateria. A corrente de partida a frio fornece informações sobre a velocidade com que a bateria pode fornecer energia elétrica. Para baterias de arranque utilizadas em automóveis, a corrente de arranque a frio é ainda mais importante que a capacidade. A corrente de partida a frio diminui acentuadamente à medida que a temperatura diminui. Isso ocorre porque as reações químicas ocorrem muito mais lentamente em temperaturas mais baixas. As condições sob as quais a corrente de partida a frio é medida são determinadas antecipadamente.
De acordo com as normas DIN: a corrente de partida a frio é a corrente máxima que a bateria pode fornecer a uma temperatura de 255 K (-18 graus) por um determinado tempo, com tensão suficiente:
- Após 30 seg. Descarregada com a corrente de partida a frio, a tensão terminal ainda deve ser de pelo menos 1,5 V por célula.
- Após 150 seg. Quando descarregado com a corrente de partida a frio, a tensão terminal ainda deve ser de pelo menos 1V por célula.
Desconectando os terminais da bateria:
A bateria deve ser desconectada durante determinados trabalhos (por exemplo, airbags, motor de partida, alternador). Caso contrário, poderá ocorrer um curto-circuito ou um airbag poderá disparar involuntariamente. Nestes casos basta desmontar o pólo negativo. O terminal positivo pode então permanecer na bateria. Nunca remova apenas o pólo positivo! Se tocar na carroceria (que serve de terra e, portanto, está conectada ao pólo negativo), ocorrerá um curto-circuito. Quando a bateria é removida, o pólo negativo deve ser sempre removido primeiro e depois o pólo positivo.
A bateria nunca deve ser desconectada enquanto o motor estiver funcionando. Os motores atuais são totalmente controlados eletronicamente. A electrónica pode ser seriamente danificada pelos picos de corrente provenientes do alternador.
No passado, um motor diesel (não controlado eletronicamente) podia ser desconectado desta forma, porque a bomba de combustível era acionada mecanicamente e os injetores abriam a uma determinada pressão de injeção. A operação mecânica permitiu que o motor continuasse funcionando sem bateria após a partida.
Iniciando com cabos jumper:
Se a bateria estiver vazia, a bateria deverá ser carregada antes que o motor possa ser ligado novamente. É possível instalar a bateria em outro carro usando cabos jumper. É importante que sejam usados cabos de ligação bons (grossos). Cabos finos geram muita resistência em altas correntes e, portanto, ficam muito quentes. Existe a possibilidade de um motor mais pesado/maior não poder ser ligado com cabos muito leves.
A ordem de conexão é importante; Nunca conecte os cabos positivo (vermelho) e negativo (preto) a uma bateria ao mesmo tempo, pois você pode rapidamente sofrer um curto-circuito devido aos contatos do outro lado do cabo se tocarem. Portanto, siga esta ordem:
- Conecte o cabo negativo a um carro e o outro lado do cabo negativo ao outro carro.
- Em seguida, conecte o cabo positivo a um carro e depois ao outro. Não importa se o cabo positivo é conectado primeiro e depois o cabo negativo, ou vice-versa.
Agora ambas as baterias estão paralelas entre si. Se as baterias estiverem em paralelo, a tensão permanece em 12v. Portanto, não é verdade que a tensão total da bateria seja agora de 24 volts. Seria o caso se as baterias estivessem ligadas em série, o que acontece, por exemplo, com os veículos eléctricos/híbridos. Para mais informações sobre circuitos em série e paralelo (usando resistores como exemplo), consulte a página corrente, resistência de tensão.
Agora que os cabos da bateria estão conectados, o alternador do carro em “carregamento” carrega a bateria vazia. É melhor deixar isso por um minuto, caso contrário o motor pode não conseguir dar partida. Especialmente se este for um motor diesel pesado. Depois de um minuto (ou mais), o carro pode ser ligado com a bateria descarregada.
As ações tomadas ao desmontar os cabos jumper também são importantes; Como o carro que fornece assistência de partida ao outro carro ainda transfere muita corrente de carga através dos cabos de ligação para a bateria vazia, não é bom remover os cabos de ligação de uma só vez. A corrente/tensão de carga é muito alta durante o carregamento, mas quando você desconecta um cabo, a corrente não pode ir a lugar nenhum, exceto para os componentes eletrônicos do seu carro. Ocorre então um pico de corrente, que também pode acabar nas unidades de controle. Este problema pode ser evitado ligando todos os consumidores pesados no carro de carregamento (ou seja, o carro que carrega a bateria vazia). Pense no aquecimento do vidro traseiro, iluminação, se necessário. aquecimento de assento, etc. Ao desmontar um cabo jumper, o pico de corrente pode ser distribuído nesses componentes que já requerem muita energia. As unidades de controle são então poupadas. A desmontagem dos cabos jumper também é feita na mesma ordem da conexão; primeiro o cabo positivo ou negativo de ambos os carros e depois o outro. Nunca remova ambos de uma bateria ao mesmo tempo.
É melhor carregar uma bateria vazia com um carregador de bateria, porque um dínamo a carrega com a corrente de carga máxima. Um carregador de bateria ajusta a corrente de carga às condições da bateria. Quando uma bateria está profundamente descarregada (ou seja, quando a tensão da bateria cai abaixo de 6 Volts), ela fica danificada internamente. Isso reduz drasticamente a vida útil.
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