الدرس: 4-2-2 البطارية الثانوية

1. ماذا نعني بالبطارية الثانوية؟

هي احدى أنواع البطاريات التي يمكن إعادة شحنها.

2. ما هي مواصفات البطارية الثانوية؟

• يمكن إعادة شحنها.
• تتفاعل المواد الكيمائية التي تحتويها البطارية فتتحول إلى طاقة كهربائية.
• من أمثلتها بطارية السيارة وبطارية أيون الليثيوم وبطارية اللابتوب.

3. ما الفرق بين البطارية الأولية والبطارية الثانوية من حيث نوع الوسط الكيميائي الداخل في كل منهما؟

• البطارية الأولية: ذات وسط صلب مثل الخلية الكلفانية البسيطة والخلية الجافة.
• البطارية الثانوية: ذات وسط سائل مثل بطارية السيارة وبطارية الأيون – ليثيوم.

4. لماذا يفضل استعمال البطارية الثانوية لتجهيز تيارات صغيرة المقدار ولفترات متقطعة؟

لأن سحب كمية عالية من التيار في فترة زمنية قصيرة يقصر عمر الخلية.

5. لا ينصح بخزن البطارية الثانوية لفترات قصيرة؟

لأن الخزن يقلل من كفاءتها 12 %.

6. بماذا تتميز البطارية الثانوية (بطارية السيارة)؟

يمكن إعادة شحنها.

يمكن سحب تيار عالي منها خلال فترة زمنية قصيرة لذا توصل أقطابها بأسلاك غليظة لتتحمل الحرارة العالية الناتجة من مرور التيار.

7. ما هي مكونات بطارية السيارة؟

وعاء مصنوع من البلاستيك أو المطاط الصلب.

تحتوي على (3 – 6) خلايا كل خلية مكونة من صفائح يحيط بها محلول إلكتروليتي كثافته النسبية (1.3) عندما تكون تامة الشحن.

8. ما هي مكونات المحلول الإلكتروليتي في بطارية السيارة؟

يتكون من حامض الكبريتيك والماء المقطر كثافته النسبية (1.3).

9. ما نوع ربط الخلايا في بطارية السيارة؟

نوع الربط التوالي.

10. ما هي مكونات بطارية الرصاص؟

• ألواح الرصاص (قطب سالب) وألواح أوكسيد الرصاص (قطب موجب).
• محلول إلكتروليتي (حامض الكبريتيك).

11. كيف ينشأ فرق الجهد في بطارية الرصاص؟

من التفاعل الكيميائي بين الرصاص وألواح أوكسيد الرصاص حيث يتولد فرق جهد كهربائي.

12. وضح عملية شحن بطارية السيارة مع الرسمة؟

• نربط البطارية بمصدر تيار مستمر (شاحنة) ونصل القطب الموجب للمصدر الشاحن مع القطب الموجب للبطارية ونصل القطب السالب للمصدر الشاحن مع القطب السالب للبطارية المراد شحنها.
• إن مقدار القوة الدافعة الكهربائية (emf) لبطارية السيارة (127) وعندها شحنها بمصدر شاحن يجب أن يكون مقدار فولطية المصدر الشاحن أكبر بقليل من مقدار القوة الدافعة الكهربائية للبطارية (حوالي 147) آخذين بنظر الاعتبار الجهد الضائع في المقاومة الداخلية للبطارية وأسلاك التوصيل.
• ترفع الأغطية البلاستيكية للبطارية في أثناء عملية شحن البطارية للتخلص من الغازات المتولدة نتيجة التفاعلات الكيميائية التي تحصل داخلها. 1.41 E ه اند 4 شاحنة البطارية (المصدر الشام).

13. ما سبب كون مقدار فولطية المصدر الشاحن لبطارية السيارة مثلاً أكبر بقليل من مقدار القوة الدافعة الكهربائية للبطارية؟

لوجود جهد ضائع في مقاومة البطارية الداخلية ومقاومة أسلاك التوصيل.

14. لماذا ترفع الأغطية البلاستيكية عند عملية الشحن؟

للتخلص من الغازات المتولدة نتيجة التفاعلات الكيميائية التي تحصل أثناء عملية الشحن.

15. ماذا نعمل عند نقصان المحلول الإلكتروليتي في بطارية السيارة؟

نظيف ماء مقطر إليها وحسب الحاجة بالإضافة إلى حامض الكبريتيك.

16. ما هي الإجراءات اللازم اتخاذها للعناية ببطارية السيارة وإدامتها؟

تجنب سحب تيار عالي من بطارية السيارة ولفترة زمنية طويلة نسبياً لأن ذلك يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة تتسبب في تلف البطارية.

أن يكون مستوى المحلول الحامضي (الإلكتروليت) أعلى من مستوى صفائح البطارية بقليل.

عدم ترك البطارية لمدة طويلة من غير استعمالها لأن ذلك يؤدي إلى تكون طبقة عازلة من الكبريتات على ألواحها.

17. ما المقصود بـ (بطارية (أيون - الليثيوم)؟

هي نوع من البطاريات الثانوية التي يعاد شحنها مرات عديدة دون أن تضعف أو تستهلك، وتوجد بأشكال وأحجام مختلفة مثل بطارية اللابتوب وبطارية الموبايل.

18. ماذا تمثل الشرائح الملفوفة داخل غلاف البطارية؟

• القطب الموجب (مصنوع من أوكسيد كوبلت الليثيوم).
• العازل تصنع من البلاستك تعمل على عزل القطب الموجب عن القطب السالب وتسمح للأيونات بالمرور من خلالها.
• القطب السالب (مصنوع من الكاربون).

ملاحظة: تفقد بطارية أيون الليثيوم حوالي % 5 من شحنتها في الشهر في حالة عدم استعمالها، أما البطارية الجافة تفقد حوالي % 20 من شحنتها في الشهر في حالة عدم استعمالها.

19. لماذا توصل بطارية السيارة بأسلاك توصيل غليظة؟

لكي تتحمل الحرارة العالية الناتجة من مرور التيار الكهربائي العالي الذي يتم سحبه منها فلا تنصهر.

20. ما مساوئ كل مما يأتي:

سحب تيار عالي ولفترة زمنية طويلة من البطارية؟

يؤدي ذلك إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة تسبب تلف البطارية.

نقصان كمية المحلول الحامضي (الإلكتروليتي) في البطارية دون مستوى صفائح البطارية؟

يقلل من كمية المواد المتفاعلة فتقل كفاءة البطارية.

ترك البطارية لمدة طويلة من غير استعمالها؟

يؤدي ذلك إلى تكون طبقة عازلة من الكبريتات على ألواح البطارية يؤدي إلى تلفها.

21. بماذا تتميز بطارية أيون - الليثيوم؟ أو ما هي الفائدة العملية بطارية (أيون - الليثيوم)؟

• الاحتفاظ بالشحنة الكهربائية أكثر من أية بطارية مشابهة.
• يمكن إعادة شحنها.
• يمكن صنعها بأحجام وأشكال مختلفة تلائم مختلف الأجهزة التقنية.

22. بماذا تتميز مكونات بطارية أيون - الليثيوم؟

• تتميز بوجود مادة بلاستيكية عازلة بين القطب الموجب والسالب للبطارية على شكل شريحة رقيقة ملفو بشكل لولبي تسمح للأيونات بالمرور من خلالها.
• الغلاف الخارجي متين يتحمل الضغط العالي والحرارة المتولدة داخل البطارية ويحتوي على صمام أمان للحماية.