電源

一陸特試験に関係した鉛蓄電池の問題

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(問)

次の記述は、シール型鉛蓄電池について述べたものである。このうち正しい記述の番号はどれか。

1.構成する単セルの電圧は、約12[V]である。

2.電解液には希塩酸、正極には二酸化鉛、負極には金属鉛がそれぞれ用いられる。

3.密閉構造となっており、電解液は外部に流出しない。

4.定期的に補水を行う必用がある。

5.電解液の比重は、放電が進むにつれて低下する。

シール型鉛蓄電池は、充電することで繰り返し使うことができる「蓄電池」の一種です。

こんな形のもの、高校(中学?)で習った方もいるかもしれません。
私も習いましたが、すっかり忘れてました(笑)。

忘れてたとしても、試験までに覚えれば全く問題ありません。

では早速、各選択肢を順番に見ていきたいと思います。

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1.先に結論から言うと、シール型鉛蓄電池を構成する単セルの電圧は、公称2.0[V]です。

一般的に、電力を供給する目的で無線中継所などに設置されている蓄電池は、この「セル」がいくつも集まった状態です。

蓄電池の全体電圧は、例えばセルが24個あると2×24=48[V]、セルが50個あると2×50=100[V]となります。

なお、公称とは「(名前や値が)表向きに発表されているもの」という意味で、蓄電池の場合も、メーカーが表向きに発表している値が2.0[V]ということです。

まぁ公称云々はあまり気にしなくていいと思います。

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2.電極に使われる部分は正しいのですが、電解液に用いられるものは希硫酸です。

ちなみに二酸化鉛とは、鉛に酸素が結び付いたものです。
二酸化鉛が正極側なので、真逆に覚えないよう注意してください。

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3.その通りです。電解液が流動しないので「ドライバッテリー」とも呼ばれています。
また、液漏れする心配がないので横に寝かせて置くこともできます。
※天地を真逆にした状態で置くことはできません。

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4.シール型鉛蓄電池では、定期的な補水は不要です。補水が必要なのは、別の種類の「ベント型鉛蓄電池」の方になります。
これについては、後で少し紹介したいと思います。

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5.その通りです。電解液の比重とは、水と電解液の重さの相対的な比をいいます。

例えば電解液の比重が1.2の場合、電解液の重さは水の1.2倍となります。

放電によって、負極と正極それぞれで酸化還元反応が起こり、最終的に電解液内の硫酸の濃度が減るため、電解液の比重は低くなります。

なお、充電した場合は放電時と逆の反応が起きますので、電解液の比重は高くなります。

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以上より、正しい記述の番号は35になります。

ベント型鉛蓄電池とは?

ベント型鉛蓄電池は「液式バッテリー」とも呼ばれ、電解液の入った容器に2つの電極板を挿入した蓄電池です。

仕組みはシール型鉛蓄電池と似ていますが、こちらは容器が完全には密閉されていません。

このため、反応によって生じた酸素や水素は外部に逃げていき、時間の経過と共に電解液中の水分が失われるため、定期的な補水が必要となります。

※余談ですが、密集している状態のセルに補水する作業は、水をこぼさないようにかなり気を使ってます。

加えて、蓄電池の位置によっては中途半端に屈んだ体勢で補水するので、割とハードです(笑)。

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中継所の保守担当になると、色々なタイプの蓄電池に携わる可能性が高くなります。

試験が終わって余裕ができたら、蓄電池ごとの特徴にも目を通してみてください。

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