电流是电荷在导体中定向移动形成的,电流反映了导体中电子的运动情况。
电流的大小反映了导体中电子运动的快慢,电流的物理意义是单位时间内通过导体横截面的电荷量,通过电流的大小可以计算出导体中电子的运动总电荷量。电流的单位决定了电荷量的测量精度,电流的单位是安培(A),安培表示单位时间内通过导体横截面的电荷量为库仑。
蓄电池的电压和电流特性之间存在着密切的关系,这种关系决定了电池的性能和使用寿命。在实际应用中,需要根据电池的特性和使用要求,合理控制充电和放电过程中的电压和电流。
1.充电过程:当电池以恒定电流进行充电时,其电压、电动势以及电解液密度会随时间呈现出特定的变化规律。
快速上升阶段:由于极板孔表层迅速形成硫酸,导致孔内电解液密度急剧增加,从而使得电池的端电压和电动势迅速上升。
稳定上升阶段:随着硫酸的生成与扩散达到平衡,蓄电池的端电压和电动势随电解液密度的缓慢增加而上升。
急剧上升阶段:当端电压达到2.3~2.4V时,大部分活性物质被转化为二氧化铅和铅,若继续充电,电解液中的水将被电解产生气泡,形成所谓的沸腾现象,导致端电压急剧上升至2.7V。
急剧下降阶段:若继续充电,即为过充,会导致活性物质脱落和电池容量下降。
2.放电过程:电池的放电特性是指在恒流放电过程中,其电压、电动势和电解液密度随时间变化的规律。
初始阶段:由于极板孔内的硫酸有限且周边硫酸无法及时补充,导致电解液密度迅速下降,从而引发端电,压的迅速降低。
相对稳定阶段:在密度差的作用下,硫酸的扩散速度加快,使得放电电压和电流得以维持。
尾声阶段:随着放电接近尾声,由于电解液密度的降低和硫酸铅的积累,导致离子扩散速度减慢、孔隙变小以及内阻增大,从而使得端电压快速下降。当端电压降至某—临界点(如1.7V)时,应停止放电以避免电池过度损耗。
