|
Реферат: Сахариды (Химия)
Содержание
1. Моносахариды
2. Дисахариды
3. Полисахариды
К углеводам относятся сахара и вещества, превращающиеся в них при
гидролизе. Углеводы – продукты растительного и животного происхождения.
Наряду с белками и жирами, они являются важнейшей составной частью пищи
человека и животных; многие из них используются как техническое сырье.
Углеводы подразделяют на моносахариды, дисахариды и полисахариды.
Моносахариды – простейшие углеводы, они не подвергаются гидролизу – не
расщепляются водой на более простые углеводы.
Глюкоза, или виноградный сахар, С6Н12О6 – важнейший из моносахаридов;
белые кристаллы сладкого вкуса, легка растворяющиеся в воде. Содержится в
соке винограда, во многих фруктах, а также в крови животных и человека.
Мышечная работа совершается главным образом за счет энергии, выделяющейся
при окислении глюкозы.
Глюкоза является шестиатомным альдегидоспиртом; строение ее можно
представить формулой (а):
Н Н ОН ОН О
6
НОСН2 – С 5 * - С 4 * - С 3 * - С 2 * - С 1
(а)
ОН ОН Н ОН Н
Глюкоза
Н Н ОН О
6 1
НОСН2 – С 5 * - С 4 * - С 3 * - С 2 * - СН2 ОН
(б)
ОН ОН Н
Фруктоза
Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов крахмала и целлюлозы
(под действием ферментов или минеральных кислот). Применяется как средство
усиленного питания или как лекарственное вещество, при отделке тканей, как
восстановитель – в производстве зеркал.
Фруктоза, или плодовый сахар, С6Н12О6 - моносахарид, спутник глюкозы
во многих плодовых и ягодных соках; значительно слаще глюкозы; в смеси с
ней входит в состав меда. Представляет собой шестиатомный кетоноспирт;
строение фруктозы выражает приведенная выше формула (б).
В формулах глюкозы (а) и фруктозы (б) показано характерное для всех
моносахаридов относительное пространственное расположение атомов Н и групп
ОН при входящих в углеродную цепь ассиметрических атомов углерода (они
помечены звездочками).
Ассиметрический атом – это атом, в соединение которого имеется атом
углерода, связанный с четырьмя разными атомами или группами атомов.
Моносахариды как альдегидо- или кетоноспирты являются соединениями со
смешанными функциями; природа их усложнена возможностью внутримолекулярных
взаимодействий спиртовых гидроксильных групп с альдегидной или кетоновой
карбонильной группой. Благодаря этому моносахариды существуют и вступают в
реакции не только в открытой цепной форме, но еще и в циклических формах.
Углеродная цепь моносахарида, например глюкозы (а), может принимать
конформацию «клешни» (см. ниже формула в); при этом 1-й С-атом , несущий
карбонильную группу, сближается со спиртовой группой при 5-ом С-атоме;
атом Н из группы ОН перемещается (как показано пунктирной стрелкой) к
карбонильному кислороду, а кислород при 5-ом С-атоме соединяется с 1-м
(карбонильным) С-атомом (это тукже показано пунктирной стрелкой).
Конформация – это различные формы, которые может принимать цепь в
пространстве, благодаря возможности вращения атомов вокруг оси связи.
В результате замыкается шестичленное, содержащее атом кислорода,
кольцо. Так образуются две цикличные ?- и ?- формы глюкозы, отличающиеся
пространственным расположение атома Н и группы ОН при 1-м (в цикле он
становится ассиметричным) С-атоме. Это можно представить перспективными
формулами (:
[pic]
Перспективные формулы чаще пишут упрощенно – без символов С,
образующих кольцо и соединенных с ними символов Н:
[pic]
В формулах циклических форм показано (пунктирной стрелкой), что
возможен обратный переход атома Н из группы ОН при 1-ом С-атоме к
кислороду кольца. Последнее при этом раскрывается и образуется цепная
форма.
Природная кристаллическая глюкоза (виноградный сахар) представляет
собой циклическую ?-форму (т. пл. моногидрата 83? С, безводной 146? С).
При растворении в воде она, как показано выше на схеме, переходит в цепную,
а через нее в ?-форму; при этом устанавливается динамическое равновесие
между всеми(. ?-форма также может быть выделена в кристаллическом виде (т.
пл. 148-150? С); в водном растворе и она образует равновесную систему,
содержащую все формы. Цепная же форма существует лишь в растворах, причем
в очень небольших количествах (доли процента), а в свободном виде не
выделена.
Изомерные формы соединений. Способные переходить друг в друга,
называют таутомерными формами, или таутомерами, а само существование их –
явлением таутомерии; оно весьма распространено среди органических
соединений.
Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии
минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу,
расщепляясь на две молекулы моносахаридов.
Свекловичный , или тростниковый, сахар 9сахароза), С12Н22О11 –
важнейший из дисахаридов. Получается из сахарной свеклы (в ней содержится
до 28% сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника ( откуда и
происходит название); содержится также в соке березы, клена и некоторых
фруктов. Сахароза – ценнейший пищевой продукт. При гидролизе она
распадается с образованием молекулы глюкозы и молекулы фруктозы (образующая
смесь этих моносахаридов называется инвертным сахаром):
С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6
сахароза глюкоза фруктоза
Полисахариды . эти углеводы во многом отличаются от моно- и
дисахаридов – не имеют сладкого вкуса, в большинстве не растворимы в воде;
они представляют собой сложные высокомолекулярные соединения, которые под
каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с
образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном
итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие
представители полисахаридов – крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы
построены на звеньях – С6Н10О5 -, являющихся остатками шестичленных
цикличных форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды; поэтому состав и
крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (С6Н10О5) х . Различие же в
свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией
образующих их моносахаридных молекул: крахмал построен из звеньев ?-, а
целлюлоза – ?-формы глюкозы.
Крахмал - (С6Н10О5) х - белый (под микроскопом зернистый) порошок,
нерастворимый в холодной воде; в горячей – набухает, образую коллоидный
раствор (крахмальный клейстер); с раствором йода дает синее окрашивание
(характерная реакция). Молекулы крахмала неоднородны по величине –значение
х в них колеблется от сотен до 1000-5000 и более.
В технике превращения крахмала в глюкозу (процесс осахаривания)
осуществляется путем кипячения его в течении нескольких часов с
разбавленной серной кислотой (каталитическое влияние серной кислоты на
осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 г. русским ученым
К.С.Кирхгофом). чтобы из полученного раствора удалить серную кислоту, к
нему прибавляют мел, образующий с серной кислотой нерастворимый сульфат
кальция. Последний отфильтровывают и раствор упаривают. Получается густая
сладкая масса, так называемая крахмальная патока, содержащая, кроме
глюкозы, значительное количество других продуктов гидролиза крахмала.
Патока применяется для приготовления кондитерских изделий и для различных
технических целей.
Если требуется получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут
дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный
после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут
выпадать кристаллы глюкозы.
При нагревании сухого крахмала до 200-250 ? С происходит частичное
разложение его и получается смесь менее сложных, чем крахмал,
полисахаридов, называемая декстрином. Декстрин применяется для отделки
тканей и изготовление клея. Превращением крахмала в декстрин объясняется
образование блестящей корки на печеном хлебе, а также блеск накрахмаленного
белья.
Целлюлоза, или клетчатка, (С6Н10О5) х – волокнистое вещество, главная
составная часть оболочек растительных клеток. Величина х в молекулах
целлюлозы обычно составляет около 3000, но может достигать 6000-12000.
Наиболее чистая природная целлюлоза – хлопковое волокно – содержит 85-90 %
целлюлозы. В древесине хвойных деревьев целлюлозы содержится около 50 % (в
состав древесины на ряду с целлюлозой входят ее спутники, среди них
важнейшими являются лигнин – природный полимер, построенный из нескольких
ароматических кислородосодержащих соединений ряда бензола, и гемицеддюдозы
– родственные целлюлозе полисахариды).
Значение целлюлозы очень велико. Достаточно указать, что огромное
значение хлопкового волокна идет для выработки хлопчатобумажных тканей. Из
целлюлозы получают бумагу и картон, а путем химической переработки – целый
ряд разнообразных продуктов: искусственное волокно, пластические массы,
лаки, бездымный порох, этиловый спирт и др.
Наиболее распространенный промышленный способ выделения целлюлозы из
древесины заключается в обработке измельченной древесины при повышенных
температуре и давлении раствором гидросульфита кальция Са(НSО3)2. При
этом древесина разрушается, содержащийся в ней лигнин переходит в раствор,
целлюлоза же остается в неизмененном виде. Затем целлюлозу отделяют от
раствора , промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку.
Целлюлозу, полученную описанным выше способом, часто называют сульфитной
целлюлозой.
Целлюлоза не растворяется в воде, диэтиловом эфире и этиловом спирте,
она не расщепляется под влиянием разбавленных кислот, устойчива к действию
щелочей и слабых окислителей.
При обработке на холоду концентрированной серной кислотой целлюлоза
растворяется в ней, образуя вязкий раствор. Если этот раствор вылить в
избыток воды, выделяется белый хлопьевидный продукт, так называемый
амилоид, представляющий собой частично гидролизованную целлюлозу. Он сходен
с крахмалом по реакции с йодом (синее окрашивание; целлюлоза не дает этой
реакции). Если не проклеенную бумагу опустить на короткое время в
концентрированную серную кислоту и затем сейчас же промыть, то образующийся
амилоид склеивает волокна бумаги, делая ее более плотной и прочной. Так
изготавливается пергаментная бумага.
При продолжительном действии на целлюлозу концентрированных растворов
минеральных кислот она при нагревании подвергается гидролизу, конечным
продуктом которого является глюкоза.
В молекулах целлюлозы содержатся спиртовые гидроксильные группы: в
каждом остатке глюкозы таких групп три и формулу целлюлозы можно
представить так : [С6Н7О2(ОН)3]х. Поэтому из нее могут быть получены
простые и сложные эфиры.
Сложные эфиры целлюлозы и азотной кислоты – нитраты целлюлозы
(нитроцеллюлоза) – могут иметь состав [С6Н7О2(ОН)2(ОNO2)]х,
[С6Н7О2(ОН)(ОNO2)2]х и [С6Н7О2(ОNO2)3]х. Они идут на изготовление
бездымного пороха (пироксилина), целлулоида, нитролаков и т.д. Из
уксуснокислых эфиров целлюлозы (ацетаты целлюлозы, или ацетилцеллюлоза),
например [С6Н7О2(ОСОСН3)3]х, изготовляют негорючую фото- и кинопленку,
различные прозрачные пластические массы и лаки.
Большое промышленное значение имеет химическая переработка целлюлозы в
искусственное волокно.
Производство искусственного волокна из целлюлозы осуществляется тремя
способами: вискозным, ацетатным и медноаммиачным.
Для получения волокна по вискозному способу целлюлозу обрабатывают
едким натром, а затем сероуглеродом. Образующуюся оранжевую массу,
называемую ксантогенатом, растворяют в слабом растворе слабого натра,
получая так называемую вискозу. Последнюю продавливают через специальные
колпачки с мельчайшими отверстиями (фильеры) в осадительную ванну,
содержащую водный раствор серной кислоты. При взаимодействии с серной
кислотой щелочь нейтрализуется, и вискоза разлагается, расщепляя
сероуглерод и образую блестящие нити несколько измененной по составу
целлюлозы. Эти нити представляют собой вискозное волокно.
При получении по ацетатному способу раствор ацетата целлюлозы в
ацетоне продавливается через фильеры навстречу теплому воздуху.ацетон
испаряется и струйки раствора превращаются в тончайшие нити – ацетатное
волокно.
Менее распространенным является медноаммиачный способ, при котором
используется характерное свойство целлюлозы – ее способности растворяться в
аммиачном растворе оксида меди (II) [ Cu(NН3)4](ОН)2 (реактив Швейцера).
Из этого раствора действием кислот вновь выделяют целлюлозу. Нити волокна
получают продавливанием медноаммиачного раствора сквозь фильеры в
осадительную ванну с раствором кислоты.
Рассмотрим получение этилового спирта с помощью моно- и полисахаридов.
Этиловый (винный) спирт, или этанол, СН3СН2ОН (темп. кип. 78,4 є С) –
одно из важнейших исходных веществ в современной промышленности
органического синтеза. Для получения его издавна пользуются различными
сахаристыми веществами, например виноградным сахаром,, или глюкозой,
которая путем «брожения», вызываемого действием ферментов, вырабатываемых
дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт. Реакция протекает
согласно схеме:
С6Н12О6 2 С2Н5ОН + 2 СО2 ^
глюкоза этиловый
спирт
Глюкоза в свободном виде содержится, например, в виноградном соке, при
брожении которого получается виноградное вино с содержанием спирта от 8 до
16 %.
Исходным продуктом для получения спирта может служить полисахарид
крахмал, содержащийся, например, в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы,
кукурузы. Для превращения в сахарные вещества (глюкозу) крахмал
предварительно подзаваривают горячей водой и по охлаждении добавляют солод
– проросшие, а затем просушенные и растертые с водой зерна ячменя. В
солоде содержится диастаз (сложная смесь ферментов), действующих на процесс
осахаривания крахмала каталитически. По окончании осахаривания к
полученной жидкости прибавляют дрожжи, под действием фермента которых
(зимазы) образуется спирт. Его отгоняют и затем очищают повторной
перегонкой.
В настоящее время осазариванию подвергают только другой полисахарид
–целлюлозу (клетчатку), образубщую главную массу древесины. Для этого
целлюлозу, подвергают гидролизу в присутствии кислот (например, древесные
опилки при 150-170 є С обрабатывают 0,1-5% серной кислотой под давлением
0,7 – 1,5 Мпа). Полученный таким образом продукт также содержит глюкозу и
сбраживается на спирт при помощи дрожжей (гидролизный спирт).
( В перспективных формулах атомы, образующие кольцо, расположены
как бы в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа;
жирными линиями обозначаются связи между атомами кольца, выдающимися
вперед к наблюдателю.
( В равновесной системе моносахаридов образуются и их
циклические формы с пятичленным кислородосодержащим кольцом; они
неустойчивы и в свободном кристаллическом виде не выделены. Однако
известны многие природные и синтетические соединения, являющиеся
производными пятичленных циклических форм моносахаридов
Реферат на тему: Свинцовые аккумуляторы
Кислотные свинцовые аккумуляторы являются наиболее распространенными
среди вторичных химических источников тока. Обладая сравнительно высокой
мощностью в сочетании с надежностью и относительно низкой стоимостью.
Эти аккумуляторы находят разнообразное практическое применение. Своей
популярностью и широким маштабом производства они обязаны стартерным
батареям, предназначенным для различных средств передвижения и прежде всего
автомобилей. В этой области их монопольное положение устойчиво и
сохраняется долгое время. На базе свинцовых аккумуляторов комплектуется
подавляющее большинство стационарных и значительная часть вагонных
батарей. Успешно конкурируют с щелочными тяговые свинцовые аккумуляторы.
Все более широкое распространение получают малоуходные стартерные батареи,
а также безуходные батареи, предназначенные в основном для питания приборов
бытовой электроники. Если в конце 20в номинальная удельная энергия лучших
свинцовых аккумуляторов достигла 8 Вт*ч/кг и 300-500 циклов, лучшие тяговые
аккумуляторы обладают ресурсом до 1800 циклов.
Разрядные токи аккумуляторных батарей при пуске двигателя стартером
составляют 100-1000 А в зависимости от мощности стартера и температуры
пуска. С понижением температуры пуска и увеличением мощности стартера,
потребляемые стартером токи, увеличиваются.
Свинцовый аккумулятор представляет собой обратимый электрический источник
тока, в котором при разряде его химическая энергия восстанавливается путем
подвода энергии от внешнего источника (генератора).
Аккумуляторы – устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счет
прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных
реакций.
Окислительно-востановительные электрохимические реакции повторяются
многократно в процессе срока службы свинцового аккумулятора.
Активными массами заряженного свинцового аккумулятора - вступающими в
процесс токообразования, являются двуокись свинца (темно-коричневого цвета)
на положительной пластине, губчатый свинец Pb (темно-серого цвета) на
отрицательной пластине и электролит водный раствор серной кислоты, в
который помещены пластины.
В процессе разряда свинцового аккумулятора активные массы положительной и
отрицательной пластин преобразуются в сернокислый свинец PbSO4. В
электролите, при разряде расходуются ионы сульфата SO4 , плотность
электролита уменьшается от начальных значений (1,25…1.31)*10^3 кг/м^3, до
конечных (1,09..1.15)*10^3 кг/м^3. Расход серной кислоты в процессе разряда
больше около положительной пластины.
В процессе заряда под влиянием тока от внешнего источника электроэнергии на
пластинах происходят обратные процессы восстановления активных масс:
сульфат свинца PbSO4 на положительной пластине преобразуется в двуокись
свинца PbO2, а на отрицательной пластине – в губчатый свинец Pb. Плотность
электролита при этом повышается от(1,09..1.15)*10^3кг/м^3 до
(1,25…1.31)*10^3кг/м^3 из - за освобождения ионов сульфата SO4 при
разложении сульфата свинца PbSO4.
После полного преобразования активных масс положительной и отрицательной
пластин плотность электролита перестает повышаться, что служит признаком
конца заряда аккумулятора. При дальнейшем заряде (переразряде) происходит
разложение воды на кислород и водород, характеризующиеся появлением на
поверхности электролита газовых пузырьков, называемое ”кипение”
электролита.
Окислительно-востановительные реакции, происходящие в свинцовом
аккумуляторе при разряде и заряде, согласно теории двойной сульфатации
могут быть упрощено представлены в виде следующего уравнения:
PbO2+Pb+2H2SO4=PbSO4+2H2
При чтении слева направо уравнение описывает процесс разряда, а справа на
лево процесс заряда.
Окислительно-востановительные реакции происходят на границе раздела
активных веществ пластин и электролита. Для увеличения граничной
поверхности и облегчения доступа электролита пластины свинцового
аккумулятора выполняются простыми.
Основными электрическими характеристиками свинцовых стартерных
аккумуляторных батарей являются электродвижущая сила, напряжение и емкость.
Электродвижущей силой аккумулятора называется разность потенциалов
положительной и отрицательной пластин при разомкнутой внешней цепи. ЭДС
полностью заряженного свинцового аккумулятора составляет около 2,1В. ЭДС
аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких последовательно соединенных
аккумуляторов, равна сумме ЭДС аккумуляторов.
Напряжение аккумуляторной батареи при разряде меньше ее ЭДС на величину
внутреннего падения, обусловленного в основном сопротивлением пластин,
электролита и др. токоведущих деталей.
Емкостью аккумулятора называется количество электричества, выраженное в
ампер-часах, получаемое от аккумулятора при разряде его до допустимого
напряжения. При последовательном соединение аккумуляторов одинаковой
емкости, емкость аккумуляторной батареи равна емкости одного аккумулятора.
Номинальная емкость - это количество электричества, выраженное в ампер-
часах, получаемое при непрерывном разряде полностью заряженной батареи при
температуре +25 током 0,05С20 (С20-номинальная емкость, указанная в
условном обозначении батареи) до достижения конечного напряжения на
полюсных выводах.
Режим заряда и разряда.
Ресурс ЭА составляет 800-1000 циклов у тяговых и 1000-3000 циклов у
стационарных, срок службы 4-10 лет у тяговых и 10-30 лет у стационарных.
Ведутся исследования по повышению ресурса путем введения добавок –фосфорной
кислоты, улучшения сепараторов, применения воздушного перемешивания и др.
Экономические показатели зависят как от удельных характеристик ЭА, так и от
режима разряда. С увеличением времени разряда удельные капитальные затраты
на единицу мощности растут, а на единицу энерго запаса падают. Удельные
затраты на ЭА изменяются из за колебаний цен на свинец и другие материалы.
Удельные затраты складываются из затрат на единицу мощности (60-80) руб/кВТ
и на единицу энергии (60-100) руб/(кВТч). Удельные затраты на новые ЭА за
рубежом оцениваются в пределах 40-20 долл./кВТ.
Были оценены показатели энергоустановок на основе свинцовых ЭА с
энергозапасом 50МВТч (5и часовой разряд) оценивается в 11млн.долл.т.е.
220долл./кВТч или 1100долл./кВТ.
ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЯВЛЯЕМЫЕ К ИСТОЯНИКАМ ПИТАНИЯ
Современные виды электрических нагрузок , в особенности чувствительное
электронное оборудование , предъявляют высокие требования к качеству
электропитания и его бесперебойной подаче . Обычное качество коммунального
электропитания в большинстве случаев не выдерживает никакой критики .
Главная проблема коммунального электропитания заключается в невозможности
прогнозировать перебои в подаче электроэнергии и недопустимые отклонения ее
параметров . Выбросы в питающих напряжениях , наличие гармонических
составляющих и другие нарушения в электропитании могут приводить к отказу
или разрушению чувствительного оборудования .
Воздействие неблагоприятных факторов коммунальной электросети полностью
исключается при питании нагрузок с помощью систем бесперебойного
электропитания . Их основным элементом являются источники бесперебойного
питания ( ИБП ) , получившие в настоящее время всеобщее признание и широкое
применение .
Основные требования
К системам бесперебойного питания предъявляются следующие требования :
. точность стабилизации выходного напряжения ;
. точность стабилизации выходной частоты;
. синусоидальность выходного напряжения ;
. время и характер перехода питания нагрузки с основной сети на
резервную и обратно ;
. продолжительность работы нагрузки от резервного ( аккумуляторной
батареи – АКБ ) источника ;
. время заряда АКБ после полного (90% ) разряда;
. уровень создаваемых шумов;
. возможность включения системы при отсутствии напряжения основного
питания (“ холодный старт ”);
. наличие защиты от внешних перенапряжений;
. наличие автоматического управления и контроля режима и состояния АКБ.
Выбор ИБП не может быть ограничен оценкой параметров оборудования и должен
определяться совокупностью технических , экономических и экологических
факторов , обеспечивающих необходимые потребительские свойства ИБП .
Выбор структуры ИБП
Решение этого вопроса распадается на ряд задач :
. выбор конфигурации системы бесперебойного электропитания –
централизованная , децентрализованная , смешанная ;
. выбор вторичных источников энергии ;
. оценка необходимости параллельной работы источников бесперебойного
электропитания .
При централизованной структуре сети электроснабжения используется один
достаточно мощный агрегат , с выхода которого электропитание разводится на
все нагрузки . Недостаток такой системы – значительный объем
электромонтажных работ при установке и полная зависимость бесперебойной
работы системы от надежности входного агрегата .
В децентрализованной системе каждый из потребителей получает электропитание
от индивидуального агрегата соответствующей мощности . К недостаткам такой
системы следует отнести необходимость обстоятельного и тщательного
проектирования , а также трассировки связей для исключения взаимного
влияния электромагнитных наводок . Таким системам свойственна высокая
стоимость как при установке , так и при эксплуатации .
Для особо ответственных потребителей можно использовать т. н. смешанную , в
частности древовидную , конфигурацию построения системы электропитания . В
такой структуре на ее входе используется один мощный агрегат , с выхода
которого через индивидуальные агрегаты каждый из потребителей снабжается
электрической энергией необходимого только для него качества . Т. о. ,
данная конфигурация в полной мере приобретает все положительные качества
как централизованных, так и децентрализованных систем и в значительной мере
утрачивает присущие им недостатки , хотя
стоимость систем с такой конфигурацией в несколько раз выше стоимости
каждой из систем с более простой конфигурацией .
Источники энергии
Любая система резервного или автономного электроснабжения предполагает
наличие запаса энергии , который может быть израсходован при необходимости
ввода системы в действие . Запас энергии может содержаться в каком–либо
топливе или электрическом аккумуляторе .
Кроме функции накопления энергии аккумуляторная батарея выполняет еще две
важные функции - стабилизацию электрических параметров системы и усиление
потребляемой мощности . Энергия , запасенная в аккумуляторных батареях ,
без дополнительных преобразований может быть использована лишь как
электроэнергия постоянного тока . Однако большинство широко применяемых
электрических нагрузок предполагают обязательное питание электроэнергией
переменного тока со стандартными параметрами . Поэтому основным режимом
преобразователя энергии является режим преобразования запасенной в
аккумуляторах энергии в электроэнергию переменного тока стандартного
напряжения и частоты ( режим инвертора ) .
При построении систем резервного электроснабжения важным режимом
преобразователя энергии является режим зарядного устройства ,
обеспечивающий возобновление запаса энергии в накопителе от внешней
электрической сети после ее восстановления . В режиме зарядного устройства
преобразователь должен предоставлять возможность :
. трехступенчатой процедуры зарядки аккумуляторной батареи ,
обеспечивающей наиболее полную зарядку и максимальный ресурс батареи ;
. защиты от перезаряда батареи .
Применяемые в системах автономного и резервного электроснабжения
специальные аккумуляторные батареи предназначены для эксплуатации в
условиях многократного глубокого разряда аккумуляторов и отличаются по
конструкции от широко применяемых в автомобильной технике аккумуляторных
батарей стартового типа .
Наиболее часто встречающиеся типы аккумуляторов в зависимости от назначения
и условий эксплуатации :
. свинцово–кислотные обслуживаемые ;
. свинцово–кислотные необслуживаемые ;
. никель–железные ;
. никель–кадмиевые .
Обслуживаемые свинцово–кислотные аккумуляторы обычно применяются для
построения систем электроснабжения общего назначения . Их главный
недостаток – необходимость размещения в хорошо проветриваемом помещении и
периодического контроля за уровнем электролита ; достоинства – более низкая
стоимость , чем у остальных перечисленных типов аккумуляторов .
Необслуживаемые свинцово–кислотные аккумуляторы предназначены
преимущественно для офисных и учрежденческих систем резервного
электроснабжения . Эти аккумуляторы лишены ранее упомянутых недостатков и
могут быть установлены в помещениях без специальной системы проветривания ,
однако они более дороги . Данный тип аккумуляторов используется в в ИБП
систем охраны и безопасности .
Никель–железные аккумуляторы , как правило , предназначены для специального
промышленного применения .
Никель–кадмиевые аккумуляторы являются наиболее надежным и долговечным
типом необслуживаемых аккумуляторов , однако из-за своей высокой стоимости
они могут применяться только в специальных системах электроснабжения .
Кроме мощных систем бесперебойного питания , обеспечивающих
электроснабжение всего объекта напряжением 220 В , в системах безопасности
применяются ИБП , обеспечивающие подачу электроэнергии постоянного тока с
напряжением , характерным для систем охранно – пожарной сигнализации и пр.
, а именно 12 и 24 В . Использование таких устройств с относительно
небольшой мощностью нагрузки позволяет оптимально решать конкретные задачи
бесперебойного питания отдельных охранных приборов или групп приборов .
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1.Богодский В.С. Скундин А. И. Химические источники тока изд. 1981 г.
2Большой энциклопедический словарь.
3 Электронный сайт лантан- т азбука источники бесперебойного питания.
4 Варапаев Химические источники тока.
5 Большая Российская энциклопедия 2001 г.
| |
