 |
| مكونات بطارية السيارة |
بطارية السيارة التي يمكن اعاده شحنها او البطارية التقليدية (بطارية الرصاص أكثر أنواع البطاريات استخداما في السيارات) هي محور موضوعنا اليوم عن مكونات بطارية السيارة وايضا بعض النصائح الهامه في التعامل مع البطارية.
تعرف باسم البطارية الرصاصية Lead-Acid Batteries وذلك نسبة إلى عنصر الرصاص (Pb) المكون الأساسي لألواح الخلايا أو اسم البطارية الحمضية نسبة إلى حامض الكبريتيك في المحلول الإلكتروليتي، كما يطلق عليها أحيانا البطارية التقليدية.
مكونات بطارية السيارة
 |
| مكونات بطارية السيارة |
تتكون البطارية الرصاصية ١٢ فولت ( 12V ) من ٦ خلايا موصلة مع بعضها على التوالي، وتملأ بحامض الكبريتيك المذاب في الماء المقطر ، كل خلية سوف تنتج فرق جهد مقداره حوالي ٢ فولت (2V).
تتكون البطارية الرصاصية (الحمضية) من:
- شبكات الألواح
- الألواح الموجبة
- الألواح السالبة
- الفواصل
- العناصر و الخلايا
- المحلول الإلكتروليتي (المحلول الكهربائي)
- صندوق للبطارية (جسم البطارية) وبه فراغات للخلايا وأغطية للخلايا وسدادات ملولبة للخلايا بها فتحات تهوية (سدادات التهوية) .
شبكات الألواح (Grids)
شبكات الألواح عبارة عن قضبان (أعمدة) أفقية تقطعها قضبان رأسية، وتصنع من سبائك الأنتيمون والرصاص (حوالي ٥ أنتيمون لزيادة متانة الألواح)، تملا الشبكات بعجينة من المادة الفعالة تحفظ في مكانها بواسطة القضبان الرأسية والأفقية وتصبح في النهاية ألواحا مسطحة.الألواح الموجبة Positive Plates
الألواح الموجبة (+) في البطارية عبارة عن شبكات ألواح مليئة بعجينة من ثاني أكسيد الرصاص تستخدم كمادة فعالة للألواح الموجبة.الألواح السالبة Negative Plates
الألواح السالبة(-) في البطارية عبارة عن شبكات ألواح مليئة بعجينة الرصاص الإسفنجي تستخدم كمادة فعالة للألواح السالبة.الفواصل Separators
تصنع الفواصل من مادة مسامية غير موصلة للكهرباء مثل ألياف السيليلوز المشبعة بالراتنجات أو من مواد بلاستيكية متنوعة أو من المطاط المسامي أو من الألياف الزجاجية، وكانت تصنع في السابق من الأخشاب المسامية. توضع الفواصل بين الألواح الموجبة والسالبة حتى لا تتلامس المواد الفعالة في هذه الألواح أثناء تمددها فتفقد الطاقة الكهربائية المخزنة بها.
يجب أن تكون الفواصل مقاومة للأحماض ومتينة ومسامية بدرجة كافية تسمح بسهولة للمحلول الإلكتروليتي بالمرور من خلالها.
العناصر و الخلايا Elements and Cells
 |
| مكونات خلية البطارية |
العنصر عبارة عن مجموعة من الألواح الموجبة والسالبة تتداخل فيما بينها وتعزل عن التلامس بواسطة الفواصل (يوضع لوح سالب يليه فاصل ثم لوح موجب ثم فاصل،.... وهكذا حتى ينتهي العنصر بلوح سالب).
بحيث ان يتم توصيل الألواح الموجبة مع بعضها عن طريق شريط معدني strap أو قضيب وصل وكذلك الحال بالنسبة للألواح السالبة.
يتم تجهيز مجموعة من العناصر بنفس الطريقة وبنفس عدد الخلايا المطلوبة في البطارية.
لاحظ ان
يوضع كل عنصر في فراغ خاص به في صندوق البطارية ويغمر في المحلول الإلكتروليتي ويطلق عليه حينئد اسم الخلية . وكل خلية لها فرق جهد دائرة مفتوحة (لا يوجد حمل موصل على الخلية) مقداره ٢.١ فولت (2.1V).
على سبيل المثال:
فإن البطارية ١٢ فولت (V 12) لها ٦خلايا (Cells 6) وعليه يكون:
فرق جهد الدائرة المفتوحة (لا يوجد حمل موصل على البطارية) لهذه البطارية هو ١٢.٦ فولت (V 12.6). المحلول الإلكتروليتي (Electrolyte)
كما ذكرنا من قبل، فإن مادة ثاني أكسيد الرصاص (الألواح الموجبة) ومادة الرصاص الإسفنجي (الألواح السالبة) هي المواد الفعالة في البطارية. لا يمكن أن تصبح هذه المواد فعالة إلا بغمرها في المحلول الإلكتروليتي الذي هو عبارة عن سائل مكون من حامض الكبريتيك و ماء مقطر . |
| مكونات محلول البطارية |
وظيفة حامض الكبريتيك في المحلول الإلكتروليتي هي :
- يعطي الكبريتات التي تتفاعل كيميائيا مع ثاني أكسيد الرصاص والرصاص (المواد الفعالة على الألواح) وتطلق هذه التفاعلات الطاقة الكهربائية المطلوبة من البطارية.
- هو المسؤول عن حمل الإلكترونات داخل البطارية فيما بين الألواح الموجبة والألواح السالبة.
المحلول الإلكتروليتي في البطارية تامة الشحن عبارة عن ٣٦ %حامض كبريتيك و ٦٤/ ماء بكثافة حجمية (نوعية) حوالي ١.٢٧٠ كجم/لتر وتصل هذه القيمة في بعض البطاريات تامة الشحن إلى ١.٢٨٥ كجم/لتر .
يجهز الصندوق من الداخل بأعصاب عريضة بارزة في القاع، مصنوعة من مادة الصندوق نفسها، ترتكز عليها الألواح حتى لا تتلامس نهاياتها السفلية بالقاع، وحتى يكون هناك فراغ يسمح بترسيب المواد المتساقطة من التفاعلات الكيميائية وتجنبا لحدوث قصر بين الألواح. يغطى الصندوق بعد تجميع الأعمدة ووضعها في أقسامها بغطاء من مادة الصندوق نفسها، يلحم معه بمادة لاصقة لمنع تسرب أو انسكاب السائل، ولحفظ البطارية من الغبار والمواد الغريبة.
يوجد في الغطاء فتحات بعدد الأقسام لملء المدخرة بالمحلول الحامضي(الإلكتروليت) وتسد بسدادات مقلوظة من البلاستيك ذات ثقوب لا تسمح بخروج السائل، بينما تسمح بتسرب الغازات الناتجة من التفاعلات الكيميائية أثناء التفريغ.
جسم البطارية Battery Casing
او صندوق البطارية يصنع من مادة عازلة تتحمل الحرارة والصدمات ولا تتأثر بالحمض، مثل البكاليت أو الإيبونيت أو المطاط الصناعي أو البلاستيك. يقسم الصندوق بحواجز إلى عدة أقسام حسب عدد الخلايا، و يكون كل قسم منفصلا عن الآخر ويحتوي على عمود كامل (خلية).يجهز الصندوق من الداخل بأعصاب عريضة بارزة في القاع، مصنوعة من مادة الصندوق نفسها، ترتكز عليها الألواح حتى لا تتلامس نهاياتها السفلية بالقاع، وحتى يكون هناك فراغ يسمح بترسيب المواد المتساقطة من التفاعلات الكيميائية وتجنبا لحدوث قصر بين الألواح. يغطى الصندوق بعد تجميع الأعمدة ووضعها في أقسامها بغطاء من مادة الصندوق نفسها، يلحم معه بمادة لاصقة لمنع تسرب أو انسكاب السائل، ولحفظ البطارية من الغبار والمواد الغريبة.
يوجد في الغطاء فتحات بعدد الأقسام لملء المدخرة بالمحلول الحامضي(الإلكتروليت) وتسد بسدادات مقلوظة من البلاستيك ذات ثقوب لا تسمح بخروج السائل، بينما تسمح بتسرب الغازات الناتجة من التفاعلات الكيميائية أثناء التفريغ.
أغطية وسددات الخلايا Cell Covers and Vent Plugs
سطح البطارية يحتوي على أغطية الخلايا. يمكن صنع أغطية الخلايا من قطعة واحدة أو يصنع غطاء منفصل لكل خلية وتصنع غالبا من البلاستيك المقاوم للأحماض.يجب أن يحتوي غطاء البطارية التقليدية على فتحات تهوية تستخدم لتزويد البطارية بالماء وتركب عليها سدادات ملولبة بها ثقوب تنفيس مصممة بحيث تسمح بهروب غازات الهيدروجين والأوكسجين المتصاعدة من التفاعلات الكيميائية أثناء الشحن أو التفريغ خارج البطارية ولكن لا تسمح بخروج المحلول الإلكتروليتي.
أقطاب البطارية Battery Terminals
في العديد من البطاريات تكون أقطاب التوصيل في أعلى البطارية ويتميز القطب الموجب بقطر أكبر من القطب السالب، كما تتميز أطرافه بالعلامات التى تشير إليها أو الألوان، حيث إن اللون الأحمر يمثل القطب الموجب واللون الأسود يمثل القطب السالب وذلك لضمان عدم التوصيل العكسي للبطارية.
وتوجد ثلاثة أنواع من الأقطاب وهي:
وأطراف توصيل الكيابل مع البطاريات ذات أنواع وأشكال عديدة، ويتم تركيبها في نهاية طرف الكيبل وتستخدم لضمان جودة التوصيل الكهربائي بين البطارية والأنظمة والدوائر الكهربائيه والإلكترونية في السيارة.
والكيابل الموجبة عادة يكون لونها أحمر، بينما الكيابل السالبة يكون لونها أسود.
يتم ربط الكيابل الموجبة مع الأقطاب الموجبة للبطاريات والمفتاح المغناطيسي لبادئ الحركة (السلف او المارش) أو المرحل.
بينما الكيابل السالبة يتم ربطها مع الأرضي على كتلة محرك المركبة.
وتوجد ثلاثة أنواع من الأقطاب وهي:
 |
| انواع اقطاب البطارية |
- القطب عل شكل (L).
- القطب الرأسي الاسطواني .
- القطب الجانبي.
كابلات توصيل البطارية
 |
| كابلات البطارية |
وهي اهم مما تعتقد فكثير من الأعطال يكون السبب فيها كابلات البطارية ويجب أن تكون أقطار كيابل توصيل البطارية كافية لحمل التيار الكهربائي اللازم للمتطلبات المختلفة أثاء دورة عمل البطارية. وبشكل عام مساحة مقطع الكيابل المستخدمة في توصيل البطاريات تتراوح بين ١٣ و ١٩ مم للبطاريات 12فولت وتتحمل تيارا كهربائيا شدته تتراوح بين ٥٠ و ٦٠ أمبير.
يتم ربط الكيابل الموجبة مع الأقطاب الموجبة للبطاريات والمفتاح المغناطيسي لبادئ الحركة (السلف او المارش) أو المرحل.
بينما الكيابل السالبة يتم ربطها مع الأرضي على كتلة محرك المركبة.
نصائح هامه للحفاظ علي البطارية
- عدم تحميل البطارية بأجهزة كهربائية استطاعتها فوق استطاعة البطارية.
- عدم فحص البطارية لمعرفة قوة التيار باستخدام سلك تخط بين القطبين او بمعني عدم عمل كوبري بين طرفي البطارية.
- أثناء نزع البطارية عن السيارة واعادة تركيبها، يجب مراعاة تركيب الأقطاب الموجبة والسالبة بالشكل الصحيح لضمان سلامة دارة الشحن.
- عدم تفريغ البطارية تفريغا زائدا، وخاصة باستخدام جهاز كهربائي ذي استطاعة عالية مثل (المقلع).
- تثبيت البطارية على السيارة باستعمال مواد مرنة، لضمان عدم التحريك أثناء سير السيارة على الطريق.
- وضع البطارية في السيارة في مكان معرض للتهوية.
- وضع غطاء دافئ نسبيا على البطارية في الأجواء الباردة جدا.
- الانتباه لشد رؤوس الكبل على الأقطاب بشكل جيد، من أجل عدم حدوث أي شرارة كهربائية، وبالتالي نقل كامل التيار من البطارية، وخاصة إلى المقلع.
أسئلة متكررة FAQ
فيما يلي بعض الاسئلة الشائعة حول البطارية ومكوناتها :
تعمل بطارية السيارة على:
- تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية (مرحلة الشحن).
- تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية(مرحلة التفريغ).
هل الشحن الزائد يضر البطارية ؟
نعم الشحن الزائد يضر البطارية لأنه يحلل الماء الموجود مع الحمض، فتنطلق فقاعات الأوكسجين حول القطب الموجب والهيدروجين حول القطب السالب، وهذا يسبب ضررا على المادة الفعالة على الألواح. ويسبب ارتفاع حرارة البطارية .ما المقصود بسعة البطارية ؟
تعرف سعة البطارية بأنها مقدار ما تعطيه البطارية من أمبير ساعة (Ampere/hour) قبل انخفاض جهد الفولتية لكل خلية إلى (1.8V)، وبمعنى آخر: أنه إذا استخدمنا مدخرة سعتها (60A.h) وقمنا بتوصل معها حمل كهربائي يسحب منها تيار مقداره (6A )ستستطيع البطارية تزويد الحمل الكهربائي بهذا التيار لمدة (10) ساعات.