"Аккумуляторные батареи"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

« ПУГАЧЁВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ЛИЦЕЙ »

Методическая разработка

открытого урока

(технологическая карта)

«Аккумуляторные батареи»

Профессия 23.01.03 «Автомеханик»

Выполнил:

преподаватель специальных

дисциплин Грачев В.А

2017 г.

План занятия №1

Дисциплина: МДК 01.02. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей.

Профессия: 23.01.03 «Автомеханик»

Курс: первый

Группа: 18

Дата проведения: 10.11.2017г.

Тема: Аккумуляторные батареи.

Цели занятия: формирование профессиональных компетенций с использованием информационно - коммуникационных технологий в профессиональном образовании.

Дидактическая (обучающая):

- дать представление о назначении, устройстве и техническом обслуживании аккумуляторных батарей;

- формировать первичные знания об основных неисправностях аккумуляторных батарей; о технологии проведения технического обслуживания; об основных работах, проводимых при проведении технического обслуживания аккумуляторных батарей; приборах применяемых при проведении технического обслуживания аккумуляторных батарей.

Воспитательная:

- профессиональная направленность;

- воспитание сознательности и ответственности студента;

- формирование общечеловеческих ценностей;

- формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельной;

- воспитание трудолюбия;

- понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

- самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

Развивающая:

- формирование познавательного и профессионального интереса;

- развитие внимания, памяти, воображения, воли;

- формирование логического и рефлексивного типа мышления;

- развивать творческие способности.

Вид занятия: слайд-лекция

Тип урока: сообщения новых знаний

Методы занятия:

- информационно-развивающие (рассказ, беседа);

- наглядные (показ, демонстрация);

- практические (воспроизводящие упражнения, решение проблемных ситуаций).

Внутрипредметные связи:

- характеристика двигателей внутреннего сгорания;

-техническое обслуживание электрооборудования автомобилей.

Межпредметные связи:

- Физика;

- Химия.

Оборудование и методическое обеспечение урока:

- Компьютер (ноутбук);
- Экран.
- Мультимедийная установка.
- Раздаточный материал.

Студент должен:

Знать:

- устройство аккумуляторных батарей;

- приемы и сроки проведения технического обслуживания аккумуляторных батарей;

- инструменты и приспособления для проведения технического обслуживания аккумуляторных батарей;

- технику безопасности при проведении технического обслуживания аккумуляторных батарей.

Уметь:

- диагностировать аккумуляторные батареи;

- проводить техническое обслуживание аккумуляторных батарей;

- организовать свою деятельность;

- работать в команде;

- осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного, выполнения профессиональных задач;

- анализировать работу;

- осуществлять контроль и нести ответственность за результат своей работы.

Литература:

- Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт автомобиля. Финогенова Т.Г, Митронин В.П. 2012г. Академия;

- Ремонт автомобильного электрооборудования. Доронкин В.Г. 2012г Академия;

- Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей. Селефанов В.В., Бирюков М.К. 2012г. Академия;

- Устройство легковых автомобилей. Нерсесян В.И. 2007г Академия.

Ход занятия:

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Здравствуйте! Садитесь!

Проверка готовности аудитории к уроку (чистота, порядок, классная доска, мел), проверка посещаемости.

Тема сегодняшнего урока: «Аккумуляторные батареи».

Перед изучением новой темы повторим основные понятия и определения из курса физики и химии.

1. Активизация базовых знаний.

Повторение основных понятий и определений и определений из курса физики и химии.

1. Назовите проводники электрического тока? (твердые тела- металлы, сплавы, жидкости- растворы солей, кислот и щелочей).

2. Какие материалы не являются проводниками электрического тока? (твердые тела — дерево, резина, эбонит, пластмассы, стекло, т; жидкости- дистиллированная вода, вещества в газообразном состоянии).

3. Дайте определение электрического тока. (Это упорядоченное движение заряженных частиц (электронов в металлах и ионов в жидкостях).

4. Что такое сила тока? (Это количество электричества, тоесть зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника в одну секунду).

5. Какие вы знаете способы соединения проводников электрического тока?(последовательное, параллельное и смешанное соединение проводников).

6. Что такое электролит? (Электролитом называется жидкий проводник, в котором подвижными носителями зарядов являются только ионы).

III. Усвоение новых знаний

1) Назначение аккумуляторных батарей

Стартерная аккумуляторная батарея на автомобиле выполняет несколько функций, основной из которых является питание электрическим током стартера, откуда и берет свое название - стартерная.

Кроме того аккумуляторная батарея питает электрическим током и другие потребители электрической энергии автомобиля при не работающем двигателе (системы зажигания, освещения, сигнализации, музыкальны приборов, бортовых компьютеров, противоугонной системы и т.п.). Кроме того при работе двигателя на малых оборотах, если мощности генератора не хватает, то недостаток электроэнергии восполняется за счет аккумулятора. При пуске двигателя в холодное время года стартерная аккумуляторная батарея должна обеспечивать отдачу еще большей силы тока. Таким образом, аккумуляторная батарея должна обладать не большими габаритами и массой, большим запасом электрической энергии (емкостью), малым внутренним сопротивлением - чтобы отдавать большой ток, и малым саморазрядом, большим сроком службы и прочностью, быть надежной в эксплуатации и простой в обслуживании.

На автомобилях применяют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, конструкция которых позволяет разряжать их током, в 3-5 раз превышающим их номинальную стоимость. Например, аккумуляторная батарея емкостью в 60А.ч. может питать стартер током 180-300А, что сравнимо со сварочным током при электро-дуговой сварке.

Обратите внимание на плакат: перед вами рисунок устройства аккумуляторной батареи.

2) Устройство аккумуляторной батареи

Основной деталью аккумуляторной батареи, обеспечивающей прочность и жесткость является ее корпус - бак(4). Бак изготавливается из кислотостойкого не электропроводного материала - эбонита, полиэтилена или пластмассы. Внутрь бака запрессовываются кислотостойкие вставки. На дне бака выполнены ребра (3).на которое опираются полублоки положительных (2) и отрицательных (1) пластин. В пространстве между дном бака и пластинами будет скапливаться шлак, который осыпается с пластин и это предотвратит замыкание разноименных пластин между собой. Бак разделен перегородками на отсеки.

Отрицательные и положительные пластины состоят из решетки, отлитой из сплава свинца и сурьмы, которые выполняют роль каркаса. В решетку вмазывается активная масса пластин, приготовленная в виде пасты. Благодаря пористости активной массы, активная площадь поверхности пластин увеличивается в 600-800 раз. Активной массой отрицательных пластин является губчатый свинец с наполнителем, который предотвращает уплотнение этой массы, а положительных пластин - двуокись свинца РЬО₂.

Следует отметить, что состав активной массы постоянно совершенствуется в направлении повышения емкости, прочности и долговечности пластин, снижения склонности к сульфотации - образованию не разрушающихся кристаллов соединения P₂SO₄ на пластинах.

С помощью специального приспособления одноименные пластины привариваются к мостикам с выводными штырями (8), образуя полублоки. Полублоки собираются в блоки таким образом, чтобы положительные пластины входили между отрицательными. Чтобы не было короткого замыкания, между положительными и отрицательными пластинами устанавливают изоляторы - сепараторы (9). изготовленные из микропористого материала.

Блоки пластин устанавливают в отсеки бака, так называемые банки. С помощью перемычек через штыри отдельные блоки соединяются последовательно между собой, образуя аккумуляторную батарею. Крайние штыри предназначаются для подсоединения батареи к потребителям электроэнергии. Банку закрывают крышкой (6), в которой предусмотрены отверстия для заполнения банки электролитом. Заливное отверстие закрывается пробкой (5). В пробке имеется вентиляционное отверстие, сообщающее полость аккумулятора с атмосферой, что необходимо для выхода газов (водорода, кислорода), выделяющихся при химических реакциях.

Разберем, без чего аккумулятор не будет вырабатывать электрический ток. Это электролит. Его готовят из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды. Кислоту и воду смешивают в кислотоупорных сосудах, приливая кислоту тонкой струйкой в воду. Если же лить воду в кислоту, происходит бурная реакция, кислота разбрызгивается и выплескивается из сосуда, а попав на тело, вызывает ожоги (при химических реакциях выделяется определенное количество теплоты, которая увеличивает температуру).

Соотношение кислоты и воды в электролите определяют по его плотности. Проверяют плотность электролита ареометром. Уровень электролита измеряют стеклянной трубкой. Уровень и плотность электролита проверяют в каждой банке батареи. Степень заряженности батареи под нагрузкой определяют нагрузочной вилкой с вольтметром.

Маркировка аккумуляторных батарей: 6СТ-90ЭМ

6- число аккумуляторов по 2В;

СТ- стартерные;

90- емкость в ампер-часах;

Э- эбонит, П- пластмасс –материал из которого изготовлен бак;

М- мипор- материал сепаратора

3) Принцип действия аккумуляторной батареи

В электролите - растворе кислоты H2SO4 в воде Н₂О происходит разложение серной кислоты на ионы Н⁺Н⁺ и SO4 ^--, т.е. водород отдает свой электрон кислотному остатку. Химически активный кислотный остаток может взаимодействовать с активной массой пластин с образованием соединения PbS0₄.

На отрицательных пластинах эта реакция возможна, если свинец освободится от двух электронов и станет положительно заряженным Р⁺⁺ + S0₄^-- = PbS0₄.

На положительных пластинах реакция будет более сложной. Для образованияPbS0₄ необходимо, чтобы соединение РЬС₂ разложилось на ионы

Pb⁺⁺⁺⁺ О^--О^--

Ионы водорода Н⁺ и кислорода О^-- будут соединяться с образованием молекулы воды Н2О, а вот для образования РЬО₂ свинцу необходимо дополнительно получить два электрона. Таким образом, на отрицательных пластинах наблюдается избыток электронов, а на положительных - их недостаток. Если соединить клеммы положительной и отрицательной пластин внешним проводником, то по нему электроны будут переходить с отрицательного полюса на положительный, а это и есть тот электрический ток, который аккумулятор будет отдавать потребителю.

Таким образом, при разряде аккумуляторной батареи на положительных и отрицательных пластинах будет накапливаться соединение PbS0₄, а количество Рb0₂ и Рb будет уменьшаться. С уменьшением активной массы пластин будет уменьшаться и количество электричества, выдаваемое аккумуляторной батареей своим потребителям. В этом случае говорят: аккумулятор садится. Для восстановления работоспособности аккумуляторной батареи нужно разложить соединение PbSО₄ на исходные компоненты РbО2 и Рb, в этом случае говорят: аккумулятор нужно зарядить. Этот процесс возможен, если через аккумуляторную батарею пропустить ток от внешнего, более сильного источника в направлении встречном току аккумуляторной батареи.

В общем виде процесс электрохимических преобразований в аккумуляторной батарее можно представить следующим образом:

PbO_{2 +} Pb + H₂SO_{4 ===============} 2PSO_{4 +} H₂O

Окончание зарядки определяют по выделению газов из электролита, т.е. по кипению аккумулятора.

На автомобилях устанавливают два источника тока аккумуляторной батареи и генератор - более сильный источник. При работе двигателя на больших оборотах энергии генератора хватит и для потребителей и для подзарядки аккумуляторной батареи.

4)Неисправности аккумуляторных батарей:

-Загрязнение;

-Трещины в баке;

- Окисление выводных штырей (клемм);

- Пониженный уровень электролита;

-Сульфатация пластин - образование кристаллов PbS0₄, которые не

разрушаются при заряде.

Причины сульфатации:

а) очень низкий уровень электролита

б) электролит имеет высокую плотность

в) в аккумулятор заливали не дистиллированную воду, а с примесями

г) длительное хранение батареи без подзарядки

д) в случае глубокого разряда батареи (менее 1,7 В на одной банке)

- Разрушение и осыпание активной массы пластин в результате:

а) разряда батареи током большой величины длительное время (например: при запуске двигателя автомобиля долго и непрерывно включен стартер)

б) зарядки батареи током большой величины (максимальный зарядный ток должен быть не более 0,1 от емкости аккумуляторной батареи)

в) длительное и бурное кипение батареи при заряде.

- Саморазряд батареи при не работающем двигателе по причине:

а) большой разности в плотности электролита в отдельных банках (разница должна быть не более чем на 0,01 г/см³).

б) короткое замыкание между пластинами + и - по причине их коробления, грязного электролита, большого количества шлака.

в) наличие следов электролита на поверхности бака

г) утечка тока через систему электрооборудования (сырые провода, плохая изоляция, грязь на клеммах и т.п.)

Аккумуляторы, изготавливаемые по старой технологии, имеют ряд недостатков. Основной из них - кипение электролита - выделение газов Н₂ и О₂. В результате чего уменьшается количество электролита, увеличивается его плотность, а это вредно для аккумуляторной батареи. Кроме того требуется периодическое техническое обслуживание и контроль со стороны владельца автомобиля.

В настоящее время разработан новый дизайн закрытых аккумуляторов, не требующих технического обслуживания. В них нет пробок, отверстий, они герметичны. Такие аккумуляторные батареи не кипят, не расходуют электролит, не требуют технического обслуживания, они более долговечны.

Такие аккумуляторы целесообразно устанавливать на современные автомобили с электронным блоком управления (компьютером), который следит за работой аккумуляторной батареи и не допускает чрезмерного разряда или перезаряда.

IV. Закрепление нового материала.

Игpa в «домино». Студентам раздаются карточки - «домино». На каждой карточке - вопрос и ответ. Один студент зачитывает вопрос, остальные должны найти правильный ответ, студент, у которого карточка с правильным ответом, озвучивает его и зачитывает следующий вопрос.

Игру начинает студент, у которого карточка-домино только с вопросом, заканчивает студент у которого карточка-домино только с ответом.

Карточки- домино

Карточка №1

Как называется химический источник электрической энергии в автомобилях?

Карточка №2

Ответ: Аккумулятор

Из какого материала изготавливают бак аккумулятора ?

Карточка №3

Ответ: Эбонит, пластмасс

Как называется корпус аккумуляторной батареи?

Карточка №4

Ответ: Бак

Какая кислота применяется для приготовления электролита в аккумуляторных батареях?

Карточка №5

Ответ: Серная кислота

Как называются пористые перегородки между пластинами, предупреждающие короткие замыкания?

Карточка №6

Ответ: Сепаратор

Химический элемент, из которого изготовлены пластины аккумуляторной батареи

Карточка №7

Ответ: Свинец

С помощью какого прибора измеряется плотность электролита?

Карточка №8

Ответ: Ареометр (денсиметр)

С помощью чего определяется уровень электролита в аккумуляторной батареи?

Карточка №9

Ответ: Стеклянная трубка

Каким прибором измеряется напряжение в аккумуляторной батарее?

Карточка №10

Ответ: Нагрузочная вилка

1. Подведение итогов урока.

- Обобщается материал пройденной темы.

- Активным студентам выставляются оценки.

1. Домашнее задание.

- Перечислите потребители электрического тока на вашем автомобиле или на автомобиле ваших знакомых?

- Какие из потребителей электрического тока потребляют электроэнергию на стоянках при неработающем двигателе)?