1、關(guān)于干電池的放電實(shí)驗(yàn)主 講 人: 蘇 瑤班 級(jí)：電子1班時(shí) 間：2014.09.06實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)掌握干電池的基本工作原理 2、學(xué)習(xí)掌握干電池的基本特性 3、掌握測(cè)量干電池的有關(guān)特性的方法 4、了解干電池的應(yīng)用1、測(cè)量各類干電池的容量2、測(cè)量各類干電池的的放電特性曲線3、測(cè)量接觸電阻的大小4、測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)儀器 豐藍(lán)電池五號(hào)七號(hào)各一只，德賽電池五號(hào)七號(hào)各一只，南孚電池五號(hào)七號(hào)各一只，華太電池五號(hào)七號(hào)各一只，七號(hào)金鉑力電池一只，一號(hào)豐藍(lán)電池一只，電池盒兩只，電流表一只，電壓表一只，電阻箱一個(gè)，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)原理1、干電池的工作原理 干電池屬于化學(xué)電源中的原電池，是一種一次性電

2、池，它碳棒以為正極，以鋅筒為負(fù)極，把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o外電路。在化學(xué)反應(yīng)中由于鋅比錳活潑，鋅失去電子被氧化，錳得到電子被還原。 普通干電池大都是錳鋅電池,中間是正極碳棒,外包石墨和二氧化錳的混合物,再外是一層纖維網(wǎng).網(wǎng)上涂有很厚的電解質(zhì)糊,其構(gòu)成是氯化氨溶液和淀粉,另有少量防腐劑.最外層是金屬鋅皮做的筒,也就是負(fù)極,電池放電就是氯化氨與鋅的電解反應(yīng),釋放出的電荷由石墨傳導(dǎo)給正極碳棒,鋅的電解反應(yīng)是會(huì)釋放氫氣的,這氣體是會(huì)增加電池內(nèi)阻的,而和石墨相混的二氧化錳就是用來(lái)吸收氫氣的.但若電池連續(xù)工作或是用的太久,二氧化錳就來(lái)不及或已近飽和沒能力再吸收了,此時(shí)電池就會(huì)因內(nèi)阻太大而輸出電流太小而失去作

3、用.但此時(shí)若將電池加熱,或放置一段時(shí)間,它內(nèi)部的聚集氫氣就會(huì)受熱放出或緩慢放出.二氧化錳也到了還原恢復(fù),那電池就又有活力了!2、電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量用公式U=E-Ir，改變滑動(dòng)變阻器R，記錄電流表與電壓表的示數(shù)，組成方程組，解出方程組就可得到該電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻3、電池的容量測(cè)定 采用恒放電法，測(cè)量電池的容量。 （1）、因?yàn)榇朔椒ū仨氈离姵氐膬?nèi)阻與電動(dòng)勢(shì)，所以要先測(cè)量電池的內(nèi)阻與電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量方法由上得到。 （2）、用公式C=E/(R+r)*t就可以測(cè)量出電池的容量，可是此方法存在這一些誤差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的不準(zhǔn)確性。4、放電特性曲線的測(cè)量 采用人工描點(diǎn)法，采用橫負(fù)載放電，當(dāng)連接在負(fù)載上的電壓表

4、變化時(shí)，就記錄下相應(yīng)的時(shí)間與數(shù)據(jù)，最后能采用excel軟件，畫出圖標(biāo)5、接觸電阻的測(cè)量 采用對(duì)比的的實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行測(cè)量接觸電阻接觸電阻r=E/I-R-r就可以算出，其就是接入電池盒與不接入電池盒進(jìn)行接觸電阻的對(duì)比測(cè)量一、測(cè)量各類干電池的容量一、測(cè)量各類干電池的容量1、五號(hào)華泰電池容量 380MA恒流放電，放電1小時(shí)32分35秒，計(jì)t=5555s，電流I=0.38A，用C=qt得到電容量C=2110.92、七號(hào)南孚電池容量 385MA恒流放電，放電1小時(shí)21分，計(jì)t=4860s，電流I=0.385A，用C=qt得到電容量C=1871.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析二、測(cè)量各類干電池的的放電特性曲線二

5、、測(cè)量各類干電池的的放電特性曲線1、七號(hào)華太電池（恒負(fù)載放電，電阻=7歐姆）分鐘/min電壓/v電流/ma01.22143.221.21141.431.2140.941.19139.861.18138.69.51.17137.2151.16135.6181.15134.7211.14133.9261.13132.6311.12131.2341.11130.238.51.1128.7421.09127.3441.08126.7471.07125.2501.06124.1521.05123.1561.04121.5571.03120.7601.02119.5621.01118.5651117670

6、.99115.9690.98114.9y = 1E-09x6 - 3E-07x5 + 3E-05x4 - 0.0019x3 + 0.0553x2 - 1.0161x + 143.24050100150020406080電流電流/ma電流/ma多項(xiàng)式 (電流/ma)y = 1E-11x6 - 3E-09x5 + 4E-07x4 - 2E-05x3 + 0.0005x2 - 0.0088x + 1.221300.511.5020406080電壓電壓/v電壓/v多項(xiàng)式 (電壓/v)2、七號(hào)德賽電池（電阻=12.5歐姆）時(shí)間/s電壓/v電流/ma01.281033.51.2710311.51.2610

7、220.51.25101311.2410138.51.23100481.2299601.2198731.29787.51.1997102.51.18961201.17941251.16931621.1592201.51.14912401.1390264.51.12873001.11853241.1833621.09823841.08814001.07794151.06774381.05734671.04714891.03685001.02655121.01645341635560.9959y = 1E-14x6 - 1E-11x5 + 6E-09x4 - 1E-06x3 + 0.0003x2

8、- 0.0978x + 103.180204060801001200100200300400500600電流電流/ma電流/ma多項(xiàng)式 (電流/ma)y = -4E-17x6 + 7E-14x5 - 4E-11x4 + 2E-10 x3 + 4E-06x2 - 0.0014x + 1.276900.511.50100200300400500600電壓電壓/v電壓/v多項(xiàng)式 (電壓/v)3、七號(hào)金鉑力電池（電阻=9.4歐姆） 時(shí)間/分 電壓/伏特 電流/毫安01.11118.721.09117.381.08116.4131.07115.3201.05112.7251.04111.6271.031

9、10.4301.02110381.01108411107430.99106.7480.98106y = 5E-08x6 - 7E-06x5 + 0.0004x4 - 0.0108x3 + 0.1272x2 - 0.8037x + 118.621051101151200102030405060電流電流/毫安毫安電流/毫安多項(xiàng)式 (電流/毫安)y = 6E-10 x6 - 9E-08x5 + 6E-06x4 - 0.0002x3 + 0.002x2 - 0.0123x + 1.10940.9511.051.11.150102030405060電壓電壓/伏特伏特電壓/伏特多項(xiàng)式 (電壓/伏特)4、五

10、號(hào)南孚電池（電阻=3歐姆）分鐘/min分鐘/min分鐘/min01.40 40011.39 40041.38 3954.51.37 39351.36 39271.35 38991.34 386121.33 381131.32 379151.31 377171.30 37419.51.29 371221.28 368251.27 36528.51.26 36232.51.25 359371.24 35641.51.23 35345.51.22 351541.21 349601.20 346651.19 343751.18 340781.17 337841.16 334921.15 3311011

11、.14 3281081.13 3251171.12 3221301.11 3191421.10 3181551.09 3151671.08 3121801.07 3091921.06 3062031.05 3032151.04 3002261.03 2972351.02 2942441.01 2912531.00 2882610.99 285y = 9E-12x6 - 8E-09x5 + 3E-06x4 - 0.0004x3 + 0.0377x2 - 2.1609x + 401.830100200300400500050100150200250300分鐘分鐘/min分鐘/min多項(xiàng)式 (分鐘/

12、min)y = 3E-14x6 - 3E-11x5 + 9E-09x4 - 1E-06x3 + 0.0001x2 - 0.0076x + 1.40.000.501.001.50050100150200250300電壓電壓/v分鐘/min多項(xiàng)式 (分鐘/min)5、五號(hào)豐藍(lán)電池（電阻=4.8歐姆）時(shí)間/min電壓/v電流/ma01.4430311.433012.51.4229941.4129651.429471.3929291.38290111.37288131.36286161.35284181.3428220.51.3328023.51.32278271.3127631.51.327436.

13、51.2927142.51.28269471.27267581.26265641.25263711.24261781.23258831.22257911.212551001.22531091.192511201.182491321.172471471.162451631.152431801.142411981.132392151.122372371.112352521.12332651.092312801.082293061.072273191.062253271.052233421.042213551.032193801.022173901.012154101213y = 6E-13x6 -

14、 8E-10 x5 + 4E-07x4 - 0.0001x3 + 0.0145x2 - 1.215x + 300.670100200300400050100150200250300350400450電流電流/ma電流/ma多項(xiàng)式 (電流/ma)y = 2E-15x6 - 3E-12x5 + 2E-09x4 - 5E-07x3 + 7E-05x2 - 0.0057x + 1.429100.511.5050100150200250300350400450電壓電壓/v電壓/v多項(xiàng)式 (電壓/v)6、一號(hào)豐藍(lán)電池（電阻=16.1歐姆）y = -8E-17x6 + 4E-13x5 - 9E-10 x4

15、+ 8E-07x3 - 0.0002x2 + 0.0085x + 91.3780204060801000500100015002000電流電流/ma電流/ma多項(xiàng)式 (電流/ma)y = - 7E-12x4 + 6E-09x3 - 2E-06x2 - 0.000 x + 1.42700.20.40.60.811.21.41.60500100015002000系列1多項(xiàng)式 (系列1)時(shí)間/s電壓/v電流/ma01.4391.7481.4291691.4190.81301.489.81661.39892301.3888.32451.3787.43251.368614001.2785.714321.

16、2685.114671.2584.914881.2484.514921.238415121.2283.715321.2183.215631.282.615711.1982.115891.1881.815991.1781.216121.168016321.1579.316521.1478.816711.1378.516831.1277.916981.1177.217091.176.617231.097617391.0875.717461.0775.117531.0674.917691.0574.517741.047417851.0373.417911.0269.617981.0169.31805

17、16918130.9968.5三、測(cè)量接觸電阻的大小三、測(cè)量接觸電阻的大小采用對(duì)比試驗(yàn)測(cè)量接觸電阻的大小有線盒E=1.598r=1.79電流I/ma 負(fù)載電阻R/總電阻R/接觸電阻r/37.24042.9571.16718.48086.8485.0589.5160168.2115.7427.7200207.5326.4316260266.334.54有線盒無(wú)線盒無(wú)線盒，E=1.598，r=1.79電流I/ma 負(fù)載電阻R/總電阻R/接觸電阻r/29.55054.1692.40115.4100103.7661.97610.2150156.6674.8777.8200204.723.0826.22

18、50257.7425.952通過(guò)用r=E/I R- r就可以算出接觸電阻,而且有線盒的接觸電阻等于4.5876歐姆，無(wú)線盒的接觸電阻等于3.6576歐姆。通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，計(jì)算出了接觸電阻的大小，而且兩者相差0.93歐姆，可以得出無(wú)線盒的電阻小于有線盒的接觸電阻。四、電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量四、電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量以德賽五號(hào)電池為例電流I/ma電阻/132.41071.42048.63037.14029.85024.960電動(dòng)勢(shì)/v內(nèi)阻/1.531.581.531.491.542.261.541.79平均值通過(guò)E=I*(R+r),任意帶入兩組，組成三個(gè)方程組求得E、I，然后再求平均值，得

19、到最后的電池電動(dòng)勢(shì)為1.54v，內(nèi)阻為1.79歐姆實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充1、電池的自放電 （1）定義：自放電又稱荷電保持能力，它是指在開路狀態(tài)下，電池儲(chǔ)存的電量在一定環(huán)境條件下的保持能力。 一般而言，自放電主要受制造工藝、材料、儲(chǔ)存條件的影響，自放電是衡量電池性能的主要參數(shù)之一。 通常電池儲(chǔ)存溫度越低，自放電率也越低，但也應(yīng)注意溫度過(guò)低或過(guò)高均有可能造成電池?fù)p壞無(wú)法使用。 一般地說(shuō)，常規(guī)電池要求儲(chǔ)存溫度范圍為-20至45。電池充滿電開路擱置一段時(shí)間后，一定程度的自放電屬于正常現(xiàn)象。 IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鎳鎘及鎳氫電池的自放電檢測(cè)方法為，將充滿電的電池在溫度為205，濕度為6520%條件下，開路擱置28天后，以0.2C電流放電到1.0V/只,其放電容量與電池容量的比值即為荷電保持率。（2）類型： 物理