ПРИРОДЕ ВЕЩЕЙИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯКОМПОНЕНТЫ | ОСмотрите на iPad:как добывали электричествоПОЛТОРА ЛИМОНАКак получить ток, имея кислоту и пару электродов? Очереднойэксперимент ставят Алексей Воробьев‑Обухови Михаил Колодочкин.Под лимоном в последнее времяпонимают вовсе не цитрусовый плод, а аппетитную пачкуденег – на покупку аккумулятораее точно хватит. Однако же и обыкновенный лимон способен вырабатыватьток – даром что кислота в нем не серная, а… Какая, кстати? Лимонная?СОБИРАЕМ БАТАРЕЮРецепт известен: две пластинки из разных металлов, например из медии цинка, воткнуть в беззащитныйфрукт. Почему обязательно из разных?Для протекания тока нужна асимметрия:одинаковые электроды поведут себяодинаково, толку от их соседства будетпонадобится 15 лимонов, включенных один за другим. И всё бы хорошо,но ток, рождаемый одним, даже самым«сильным» лимончиком, составляетот силы 1 мА! Чтобы выжать хотя бысотню ампер, нужно увеличить числоплодов в сто тысяч раз – получаетсяполтора миллиона лимонов. Неудивительно, что под капотами вместоящиков с цитрусовыми обосновалисьсвинцовые аккумуляторы.Электроды свинцового аккумулятора тоже разные: отрицательныйсделан из порошкообразного свинца,а положительный – из пасты его двуокиси. Они погружены уже не в мякотьлимона, а в раствор серной кислоты – Скромнаяэнергетикалимонной батареикомпенсируетсявнешностьюи запахом.мало. А вот цинк и медь растворяютсяв кислоте с разной скоростью, и соответствующие электроды приобретаютразличные электрические потенциалы.У меди он ниже, к ней и двинутся электроны. Если соединить пластинки междусобой, то вольтметр, подключенныйв такую цепь, покажет наличие напряжения. Забавный факт: за направлениеэлектрического тока в электротехникеусловно принимают не движение толпыэлектронов, а прямо противоположноеему. Таким образом, в нашем эксперименте медный электрод получает знак«+», а цинковый – знак «–».ЗАПРОСЫ РАСТУТЧетырех лимонов хватит для пробуждения к жизни индикаторного светодиода.А сколько их потребуется, чтобы крутануть стартер? Давайте прикинем. Испытанный нами цитрус выдал примерно0,8 В – значит, для напряжения в 12 Вэлектролит. По мере разряда оба электрода постепенно становятся одинаковыми, превращаясь в так называемыйсульфат свинца PbSO4, потребляя серуиз электролита, чья плотность уменьшается. С течением времени он всёближе к дистиллированной воде. Когдаоба электрода станут одинаковыми,никакого тока из аккумулятора ужене выжмешь (как и из лимона с двумяодинаковыми пластинками внутри).Чтобы зарядить аккумулятор,к нему подключают внешний источникэлектроэнергии. Происходит обратныйпроцесс: сера возвращается в электролит, а оба электрода постепенно восстанавливаются до первоначальногосостава. Но лимон так не подзарядить.Конечно, все описанное – сильноупрощенная модель современной батареи. Для придания ей вибростойкости,долговечности, снижения саморазрядав свинцовый сплав вводят небольшиеколичества сурьмы, кальция, ряд других присадок. Очень важна чистотаэлектролита: даже ничтожные примесимеди и особенно железа резко ускоряют саморазряд, поэтому воду из-подкрана доливать никак нельзя.Так называемые кальциевые аккумуляторы – по сути, те же свинцовые,но с небольшой добавкой упомянутогометалла. Их преимущества: очень низкий саморазряд (это позволяет хранитьна складах уже залитые и готовыек работе батареи) и меньшая склонность к выкипанию электролита призарядке (аккумулятор становится практически необслуживаемым).ЭТО ПРИГОДИТСЯНа морозе химические процессы замирают, поэтому батарея не только хужеотдает ток, но и отказывается принимать заряд. Отсюда и неожиданныеотказы крутить стартер: если поездкикратковременны, электролит не успевает прогреться – заряд не восстанавливается. При этом генератор работает исправно, но красная лампочкаотсутствия зарядки не загорается. Ещеодна зимняя особенность. Помните,мы говорили о падении плотностиэлектролита и превращении активноймассы электродов в сульфат свинца?И то и другое увеличивает внутреннее сопротивление аккумулятора –при большой нагрузке изрядная частьвольтов останется в батарее, а не пойдет на стартер.Что еще стоит знать о стартерныхбатареях? Во‑первых, никогда не допускайте глубокого разряда. Это приведетк необратимой сульфатации пластин – при заряде большая их часть таки не восстановится до исходного состояния, что равноценно потере емкости.Такая батарея вроде бы заряжается,выдает 12,6 В, но накапливает при этомтак мало энергии, что ее может не хватить даже на однократный пуск.А слабо поставить на машинумощную батарею – от танка? Если она,конечно, влезет. Эффект будет скромным: при коротких зимних поездкахтакой аккумулятор все равно малопомалу разрядится, разве что позжештатного. В заряженном состояниион, конечно, сможет дольше крутитьстартер. Но это нужно лишь тем, у когомашина неисправна: то ли свечи заливает, то ли искры нет… Обладателям жемощной «музыки» лучше озаботитьсяподбором генератора, соответствующего энергопотреблению: в нормальном режиме именно он обеспечиваетвсех потребителей, а вовсе не батарея!Лимоны же оставим для чаепития.Каждый должен заниматься своимделом.140 За рулем 03/2012140_Seminar.indd 14003.02.2012 17:15:57
