A töltő és az akkumulátor kapcsolata
Az akkumulátor és a töltőberendezés kapcsolata
Válasszunk gondolatban egy olyan töltőberendezést, amelynek üresjárati feszültsége egy tetszőleges értékre állítható be, és ezt kapcsoljuk össze az akkumulátorunkkal.
Okkal merülhet fel bennünk a kérdés, hogy hogyan állítsuk be a töltőnket ahhoz, hogy a töltés a lehető legrövidebb időn belül befejeződjék, anélkül hogy a telepünk bármilyen módon károsodjon, illetve mik azok a legfontosabb tényezők, amelyeket mindenképpen kerülnünk kell. (túltöltés, gázképződés, stb.). Az előző fejezetben megismertek szerint ehhez a töltőáram nagyságát és a töltés alatti, ún. üzemi feszültséget kell tudnunk, mivel ezek ismeretében dönthetjük el, hogy elértük azon értékeket, mellyel már károsíthatjuk a telepünket.
Ha egy ilyen elméleti akkumulátor töltőt és egy telepet alábbi ábra szerint egy-egy ideális feszültséggenerátorral és a belső ellenállásukat helyettesítő ellenállással vesszük figyelembe, akkor a kapcsolásban a töltőáram nagysága az alábbi képlettel lehet felírni.
IT=(UÜT-UÜA) / (RbT+RbA)
A képletet a lehető legegyszerűbben úgy lehet értelmezni, hogy a két üresjárati feszültség közötti különbség hajtja az áramot, a töltőberendezéstől az akkumulátorig. A két berendezés kivezetésén mérhető feszültséget, azaz az üzemi feszültséget kétféleképpen is meghatározhatjuk.
Uüz=IT*RbT=UüA+IT*RbA
A fenti két összefüggés ismeretében leszögezhetjük a következőket:
-a töltőáram csak akkor jön létre, ha töltő üresjárati feszültsége nagyobb, mint az akkumulátor üresjárati feszültsége
-a töltőáramot és az üzemi feszültséget az üres járási feszültségek és a belső ellenállások határozzák meg.
A két következtetés alapján téved az, aki azt hiszi, hogy ha egyszer beállítja a töltőberendezést annak töltő árama és üzemi feszültsége állandó marad, mivel szem előtt kell tartani azt a tényt, hogy töltés közben az akkumulátor belső ellenállása csökken az elektrolit sűrűségének változása miatt. Azzal azonban tisztában kell lennünk, hogy a töltő áramot meghatározó hányados nevezőjét a legtöbb esetben a töltő belső ellenállása határozza meg, hiszen az akkumulátor belső ellenállása rendszerint csak néhány század vagy ezred Ohm, ami a legtöbbször elhanyagolható. Tehát a nevező általában a töltési folyamat alatt csak csekély mértékben csökken. Sokkal lényegesebb hatása van a töltési folyamat jellemzőire, az elektrolitsűrűség-növekedés eredményeként bekövetkező cellafeszültség –növekedésnek. Ráadásul e változás jelentős, főleg hogy ha figyelembe vesszük, hogy az elektrolit töltés közben a hatóanyag közvetlen közelében igen sűrű, hiszen az elkeveredés időt igényel. A töltőáramot meghatározó hányados számlálója tehát a folyamat alatt viszonylag jelentősen csökken, s ez az említett esetben áramcsökkenést von maga után. A fenti gondolatmenet alapján kijelenthetjük, hogy, hogy egy akkumulátor töltő áramát és üzemi feszültségét döntően a töltő üres járási feszültsége és belső ellenállása, valamint az akku töltöttségi foka határozza meg.