Файл: Мазель, С. И. Сооружения сельской телефонной связи и проводного вещания учебник.pdf

пряжения при прохождении от источника тока до приемника не превышало 2—2,5% номинала. Токораспределительную про­ водку прокладывают по стенам, металлоконструкциям и в под­ польных каналах.

§ 81. ИСТОЧНИКИ ТОКА

Для обеспечений работы аппаратуры проводной связи и ра­ диовещания применяются гальванические элементы, аккумуля­ торы и генераторы.

Гальванические элементы вырабатывают электрическую энергию за счет происходящих в них химических реакций. Из различных типов гальванических элементов широкое примене­ ние в хозяйстве связи имеют так называе­ мые сухие элементы. У сухого элемента (рис. 156) в качестве положительного по­ люса ( + ) служит угольный стержень /, а

вкачестве отрицательного (—) — цинк 2. Электролитом 3 служит масса, состоящая из раствора нашатыря с примесью хлори­ стого цинка, загущенная пшеничной или картофельной мукой. При помощи выводов (зажима и проводника) элемент включают

вцепь. Цинковый электрод изготовляют в виде коробки, служащей сосудом элемента. При химической реакции между электро­ дом и электролитом на одном полюсе (—) образуется избыток электронов, а на дру­ гом ( + ) — недостаток их, т. е. возникает разность потенциалов. Если полюсы эле­ мента соединить проводником, то в цепи пойдет электрический ток за счет разности потенциалов между полюсами.

Гальванические элементы характеризуются следующими ве­ личинами: электродвижущей силой, максимальным разрядным током и емкостью. Электродвижущая сила э. д. с. обусловлива­ ется типом элемента, т. е. материалом его электродов, вещест­ вом электролита и деполяризатора и не зависит от размеров элемента. Когда элемент присоединен к замкнутой цепи, напря­ жение на его полюсах несколько меньше э. д. с. и понижается при увеличении тока за счет падения напряжения на внутрен­ нем сопротивлении элемента. Э. д. с. сухих элементов равна

1,5 В.

Каждый элемент можно разряжать током не свыше опреде­ ленной величины (максимальный разрядный ток). Не следует допускать короткого замыкания полюсов элемента и испытывать «элементы на искру».

287

Емкостью элемента называют количество электричества, ко­ торое он способен отдать при разряде током не свыше макси­ мально допустимого. Емкость элементов измеряют в ампер-ча­ сах (А-ч), один ампер-час — это количество электричества, про­ текающего по цепи в течение одного часа при токе величиной

водин ампер. Емкость элемента зависит от его размеров.

Втех случаях, когда требуется получить большую э. д. с., чем создает один элемент, несколько элементов соединяют по­ следовательно. Общая э. д. с. в этом случае будет равна сумме э. д. с. всех элементов. Для увеличения максимального разряд­ ного тока и емкости элементы соединяются параллельно. Иногда применяют смешанное соединение элементов, при котором увели­ чивается и э. д. с. и разрядный ток.

Конструкция вышеописанного элемента носит название «стаканчиковой». Кроме отдельных элементов, промышленность вы­ пускает сухие анодные батареи, состоящие из большого количе­ ства последовательно соединенных небольших по размеру эле­ ментов стаканчиковой конструкции. Емкость этих батарей неве­ лика, так как они предназначены для питания анодных цепей электронных ламп, потребляющих ток 5—30 мА.

настоящее время кроме батарей из элементов стаканчико­ вой конструкции выпускают батареи, собранные из элементов «галетного» типа. Отдельные элементы имеют вид плоской ле­ пешки. Брикет, спрессованный из агломеративной массы, явля­ ется положительным электродом. К брикету приложен картон, пропитанный раствором нашатыря, а к картону прижата цин­ ковая пластинка, выполняющая роль отрицательного электрода. Батарея по конструкции напоминает Вольтов столб. Галетные батареи наряду с преимуществами в виде простоты конструкции и дешевизны производства имеют существенные недостатки, а именно: значительное внутреннее сопротивление и большая по­ ляризация, чем у батарей стаканчикового типа, и поэтому они применяются только как анодные батареи.

Электрическим аккумулятором называется такой прибор, ко­ торый способен накоплять (аккумулировать) в себе электриче­ скую энергию, получаемую от внешнего источника тока, сохра­ нять ее в течение некоторого времени и затем отдавать обратно во внешнюю цепь. Накапливание электрической энергии в акку­ муляторе происходит во время заряда, при котором электриче­ ская энергия внешнего источника внутри аккумулятора превра­ щается в химическую энергию. Во время разряда аккумулятора химическая энергия переходит снова в энергию электрическую.

Аккумуляторы являются вторичным источником тока, так как для обеспечения действия их необходим еще и другой, первич­ ный источник электрической энергии, от которого аккумуляторы могут быть заряжены. Такими источниками являются генера­ торы постоянного тока (в настоящее время почти не применяе­ мые) или выпрямительные устройства переменного тока.

288

По своему устройству аккумуляторы делятся на две основ­ ные группы: кислотные (свинцовые) и щелочные. Каждая из этих групп подразделяется на ряд типов, отличающихся друг от друга по емкости и конструкции.

Простейший кислотный аккумулятор состоит из двух свинцо­ вых пластин, опущенных в раствор серной кислоты. В таком виде между его пластинами разности потенциалов нет. Чтобы в аккумуляторе возникла электродвижущая сила, его нужно за­ рядить, т. е. пропустить через него постоянный ток.

Во время заряда в аккумуляторе происходит химическое раз­ ложение серной кислоты (H2SO4), причем на отрицательном по­ люсе выделяется водород, а на положительном — кислород. По­ следний окисляет поверхность положительной пластины и она покрывается слоем перекиси свинца; отрицательная же пла­ стина остается чисто свинцовой.

В результате получается элемент

сдвумя разнородными пластина­ ми, погруженными в раствор кис­

лоты.

Во время разряда аккумуля­ тора направление тока противо­ положно направлению зарядного тока. Поэтому химические про­ цессы при разряде происходят в обратном порядке: на положи­ тельной пластине выделяется во­ дород, а на отрицательной — кис­ лород. Через некоторое время обе пластины становятся почти оди­

наковыми по химическому составу, и тогда э. д. с. аккумуля­ тора значительно уменьшается. Если аккумулятор снова заря­ дить, то он опять будет в течение некоторого времени давать ток, пока не разрядится.

Следовательно, электрическая энергия накапливается в ак­ кумуляторе не непосредственно, а путем создания новых хими­ ческих веществ, образующихся при заряде. Энергия зарядного тока расходуется на создание новых веществ, а при разряде эти вещества разлагаются и в большей степени отдают энергию, затраченную на их образование.

Нормально аккумулятор на полезную нагрузку отдает при­ мерно 75% энергии, полученной при заряде. Остальные 25% те­ ряются на нагревание электролита пластин и т. гк Кислотный аккумулятор имеет э. д. с., равную 2 В.

Применяемые в предприятиях связи стационарные кислотные аккумуляторы по своей конструкции сложнее, чем это описано выше (рис. 157).

Отрицательные пластины бывают только одного типа. Пла­ стина разделена на квадраты (ячейки). Внутри каждой ячейки помещена активная масса (сульфат свинца). Пластина с обеих сторон закрыта тонкими перфорированными листами свинца, благодаря чему масса не выпадает, а электролит через отвер­ стия проникает внутрь пластины.

Положительные пластины бывают двух типов: С и СК, изго­ товленные из чистого свинца и имеющие ребристую поверхность, СП и СПК, активная масса у которых заключена в эбонитовые трубки (панцирь) с большим числом тонких прорезей для про­ никновения электролита.

Пластины собирают в стеклянных, керамических или свинцо­ вых баках. Свинцовые баки представляют собой деревянный ящик с внутренней свинцовой рубашкой; для подвески пластин внутри устанавливают стеклянные листы.

Разноименные пластины изолируют друг от друга специаль­ ными листами фанеры и деревянными палочками. Емкость акку­ мулятора зависит от числа пластин и их размеров. Наименьшее число пластин в аккумуляторе — три: две отрицательные и одна между ними положительная. Отрицательных пластин всегда на одну больше, чем положительным. Кроме того, имеются и пе­ реносные кислотные аккумуляторы закрытого типа (автомобиль­ ные и радионакальные или радиоанодные).

В качестве электролита применяется химически чистая сер­ ная кислота с удельным весом 1,84, растворенная в дистилли­ рованной воде. Для стационарных аккумуляторов удельный вес (плотность) электролита должен быть 1,18, а в переносных — 1,21—1,25. Плотность раствора измеряется ареометром.

При полном заряде плотность электролита в аккумуляторе возрастает до 1,27—1,28, при разряде — снижается до 1,17.

Кислотные аккумуляторы устанавливаются на специальных стеллажах, изготовленных из деревянных брусьев. Бруски и опорные тумбочки в целях предохранения от разрушения кисло­ той покрывают два раза горячей олифой и окрашивают специ­

альной кислотоупорной краской. Длина стеллажей не должна быть более 6 м.

Кроме кислотных применяются щелочные аккумуляторы. Пластины таких аккумуляторов представляют собой стальные рамки, в которых помещены плоские коробки с большим коли­ чеством отверстий. В эти коробки закладывается масса, состоя­ щая из гидрата закиси никеля и графита (на положительных пластинах), а на отрицательных — из специально приготовлен­ ного железного порошка. Э. д. с. такого аккумулятора равна

По сравнению с кислотными, щелочные аккумуляторы значи­ тельно легче по весу, механически более прочны, не портятся при коротких замыканиях, более долговечны и безвредны, так как не выделяют вредных газов, как это наблюдается в кислот­

290

ных аккумуляторах. Но они дороже кислотных, имеют меньшую э. д. с., а внутреннее сопротивление их больше, чем кислотных.

Электролитом в щелочных аккумуляторах служит раствор едкого калия КОН или едкого натра NaOH, т. е. щелочи (от­ куда и название щелочные).

Промышленность выпускает щелочные аккумуляторы двух типов: железо-никелевые ЖН и кадмиево-никелевые КН.

Щелочные аккумуляторы нашли широкое применение на ма­ лых телефонных станциях (емкостью до 100 номеров) и исполь­ зуются в основном в режиме заряд— разряд.

Для резервного питания транзисторных усилителей провод­ ного вещания ТУПВ также применяются щелочные аккумуля­ торы, работающие в режиме постоянного подзаряда.

На телефонных и телеграфных станциях большой емкости применяются исключительно стационарные свинцовые аккуму­ ляторы, которые имеют больший срок службы и лучшие элект­ рические характеристики.

Сведения о наиболее распространенных типах аккумуляторов приведены в табл. 27.

* В обозначении типа аккумуляторов буква С обозначает стационарный для продолжи­

Кислотные аккумуляторы устанавливаются в специальных изолированных помещениях — аккумуляторных, вход в которые осуществляется через тамбур, так как помещения аккумулятор­ ной взрывоопасны. Для удаления вредных газов помещение должно быть оборудовано самостоятельной системой вентиля­ ции. Потолок и стены должны быть окрашены кислотоупорной краской, а полы — асфальтированы. Освещение оборудуется .спе­ циальными плафонами.