المركم وانواعه وتركيبه والعوامل المؤثرة عليه

المركم المستخدم في السيارة يعمل على تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية في أثناء التفريغ, و تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية و خزنها أثناء الشحن.

انواع البطاريات المستخدمة في السيارة:-

1- البطاريات السائلة
2- البطاريات الجافة

أولا:- البطارية السائلة ( المركم الرصاصي )
من أكثر أنواع المراكم استخداما في السيارات و سمية بالمركم الرصاصي و ذلك بسبب و جود المادة الفعالة في البطارية و المكونة من الرصاص

مما تتركب البطارية السائلة:-

1– الغلاف الخارجي:-

يصنع من المطاط المضغوط أو البكالايت, و يقسم من الداخل إلى حجرات لاحتواء الصفائح و تسمى هذه الحجرات بالخلايا.

2– الغطاء العلوي:-

يصنع من نفس مادة الغلاف الخارجي, و يعمل على حماية الأجزاء الداخلية للمركم من العوامل الخارجية, و يوجد في الغطاء فتحات بعدد خلايا المركم و ذلك لملئ المركم بالمحلول من خلالها.

3– الصفائح:-

و هي عبارة عن ألواح على شكل شبكة تحتوي على فراغات تملئ بالمادة الفعالة ( أول أكسيد الرصاص أو الرصاص ) حسب نوع الصفائح, و تقسم الصفائح إلى نوعين رئيسيين.

أ ) الصفائح الموجبة:-

تملئ فراغات الألواح الموجبة بمادة أول أكسيد الرصاص و تتميز بلونها البني الغامق.

ب ) الصفائح السالبة:-

تملئ فراغات الألواح السالبة بمادة الرصاص ر, و تمييز بلونها الرمادي, و يزيد عدد الألواح السالبة عن الألواح الموجبة بلوح واحد.

4– الصفائح أو الألواح العازلة:-

1- تصنع من مادة عازلة مثل البلاستيك أو المطاط أو الألياف الزجاجية

2- تعمل على الفصل بين الألواح الموجبة و الألواح السالبة

3- يكون احد سطحي الألواح العازلة ناعم الملمس و يكون من جهة الصفائح السالبة

4- السطح الأخر فيكون ذات أخاديد و يكون من جهة الصفائح الموجبة

5- تكون الصفائح العازلة مسامية و ذلك لتسمح بمرور المحلول من خلالها و انتقاله من الألواح الموجبة إلى الألواح السالبة.

5- مركم الرصاصي:-

1- يتكون المحلول من حمض الكبريتيك المخفف

2-  يضاف المحلول إلى المركم بحيث يغطي جميع الألواح

3- يراعى في المحلول كثافته حيث يجب أن تكون بمعدل 1.25 غم/سم3.

آلية عمل المركم:-

تتلخص آلية عمل المركم الرصاصي بالتفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء عمليتي الشحن و التفريغ للمركم, و يمكن توضيح آلية العمل بالتطرق لكل مرحلة على حدا.

مرحلة التفريغ:-

1- عملية تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية

2-عند توصيل حمل كهربائي مع البطارية حيث يستهلك جزء من الطاقة الكهربائية المخزنة في البطارية.
3- نتيجة التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل البطارية تنفصل كبريت SO4 عن الهيدروجين H2  تتحد مع الرصاص Pb على كلى الصفيحتين الموجبة و السالبة مكونة كبريتات الرصاص PbSO4

4-  وتتحد ذرة الأكسجينO2مع الهيدروجين مكونة الماءH2O
في نهاية مرحلة التفريغ يصبح المحلول عبارة عن الماء H2O و الصفائح الموجبة و السالبة مكونة من كبريتات الرصاص PbSO4

المعادلة الكيميائية أثناء مرحلة التفريغ

PbO2 + Pb + 2H2SO4 _______________ PbSO4 + PbSO4 + 2H2O

 

مرحلة الشحن:-

 

1-إعادة تحويا الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية و تخزينها داخل البطارية

2- تتم مرحلة الشحن بتوصيل البطارية مع مصدر للتيار المستمر مثل المولد أو جهاز الشحن

3- التفاعلات الكيميائية التي تحدث في هذه المرحلة معاكسة للتفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء التفريغ

المعادلة الكيميائية أثناء مرحلة الشحن

PbSO4 + PbSO4 + 2H2O ___________________ PbO2 + Pb + 2H2SO4

 

ما المقصود بسعة المركم و جودة المركم:-

عندما تذهب لشراء بطارية السيارة فيقول لك البائع يوجد لدينا بطارية 65 أمبير.ساعة أو 45 أمبير. الساعة فما المقصود بهذا هذا ما يقصد به سعة المركم و يمكن توضيحها بما يلي

تعرف سعة المركم:-

 

بأنها مقدار ما يعطيه المركم من أمبير ساعة قبل انخفاض فولطية كل خلية إلى 1.8 فولط, و بمعنى أخر انه إذا استخدمنا بطارية سعتها 60 أمبير. ساعة ووصل معها حمل كهربائي يسحب منها تيار مقداره 6 أمبير فتستطيع البطارية تزويد الحمل الكهربائي بهذا التيار لمدة 10 ساعات.

العوامل التي تؤثر في سعة المركم:-

1- مساحة سطح الألواح الموجبة و السالبة
2- سمك المادة الفعالة على الصفائح
3- حجم و كثافة محلول البطارية
4- درجة حرارة المحلول
5- مسامية المادة الفعالة و الصفائح العازلة
6- معدل تيار التفريغ