本标准适用于J2365型可调内电阻电池
1 基本性能
1.1 J2365型可调内阻电池供中学物理实验验证欧姆定律、测定电池的电动势与内电阻等实验使用。
1.2 电池由正负极板、探针、电池壳体等组成,为半封闭式。
1.3 电池的电☉动势约2V,内电阻5~30Ω连续可调,容量不小于1AH。
1.4 探针的极化电动势不大于40mV。
1.5 整机质量:约0.5kg。
2 技术要求
2.1 电池容量
2.1.1 10小时率效电容量不小于1AH。
2.1.2 以0.3A电流放电,连续放电时间不少于2小时。
2.2 电极板
2.2.1 正极板的材料为氧化铝,负极板为海绵状铝,其配合尺寸宽为46mmo-1,高为50±1mm;厚度:正极极为2.5±0.3mm,负极极为2+0.50mm。
2.2.2 在加速试验的条件下,极板的试验寿命√不小于25个充放循㊣ 环。
2.3 实验效果
电池用于《验证闭合电路欧姆定律》实验时,相对误差ξ 不大于5%。
2.4 内电阻
环境温度在5~30℃时,电池的内电阻可在5~30Ω范围内连续可调。
2.5 探针
2.5.1 探针的极化电动势应小于40mV。
2.5.2 探针由耐◢酸合金制成,在密度为1.28g/cm3,温度为30℃的硫酸溶↓液(电解液)中,24小时的腐蚀量小于3%。
2.5.3 探针为★片状,压制在宽46mmo-1,厚为2.5±0.3mm的耐酸塑料框架中。
2.6 电池壳体
2.6.1 电池壳体包括电解槽和溢液盘,用耐酸塑料制成,无裂缝,不得出现直径大于1.5mm的气泡。
2.6.2 电池槽内々插放极板的插口,配合尺寸宽为46+1.5-0.5mm,厚为3+0.2-0.1mm。电液槽与盖板配合良好∮。
2.7 电池通∞道闸板
通道闸板用耐∞酸不透明材料压制,与电池通道配合良好,调节方便,定位可靠。
2.8 极︼板接线螺钉
接线螺钉用耐酸材料制成,应有一定的机械强度和韧性。正极板上的螺钉用红色,负极板上的用黑色。
2.9 工作条件:
环境温度:0~40℃
相对湿度:≤85%
3 试验方法
3.1 检验电池的容量
3.1.1 电☉池初充电后,电解液度调整到1.28cm3,为0.1A的♀恒电流连续放电》,当电动势降到1.8V时,总放电时间不小于10小时。
3.1.2 电池重新充电,以0.3A恒电流连续放电,当电动势降到1.7V时,总放电时间不少于◥2小时。
3.2 检验极板
3.2.1 用游标卡尺№检验正、负极板的Ψ尺寸,应符合2.2.1要求。
3.2.2 检※验极板寿命
初次充电与3.1.2相同。第二次充电电▃流为0.3A,充电时间5小时,放电电流为0.4A,终止电动势为1.7V,电池连续充放电第25次放电容量不 低于第二次放↘电容量的80%。如果在试▓验中,放电容量低于第二次放电容量的80%时,可作一次╱极板的活化处理。(活化处理时,电解液是1000ml水中加 入4ml浓硫酸)以0.1A电流充电60小时,再进行正常充电。
3.3 检验效果
3.3.1 实验条件
电池充电:电池内电阻取最大值,即通道闸板闸到底。探针与极板之间的距离不大于5mm,两极探针短∩路连接15分钟后』开始做实验。测量内外「电路上电压降的电压表,内电阻不∑ 小于2kΩ/V,精度不低于1.5级
3.3.2 实验电路与方法
实验电路如图206—1所示。分别测出外电路正的电压降为0V(外电路短路),0.5±0.1V;1.0±0.1V;1.5±0.1V及外电路断开时内外电路上的电压降∏。
v-电压表 R-电阻箱 K、K1开关
3.3.3 实验误差按下式计◣算,应符合2.3要求。
e=│(V外+V内)-γ│×100%
式中 e-试验误差
γ-电池★电动势(即开路电压),单位V
V外-外电路上的电压降,V
V内-内电路☆上的电压降,V
3.4 检验内电阻
3.4.1 实验条件
电池充电,电解液密度为1.28g/cm3,电解液高出极板2mm。按图206—2所示的电路进行测量。测量用的电压表的要求ζ与3.3.1同。
电阻箱规格为9999.9Ω(J2361-1型)
k1、k2-开关 v-电压表 R -电阻箱
图206-2测量电池内电阻电路〓图
3.4.2 电池置于5℃的环境中,取出通道闸板。先闭合k2,用电压表粗测出电池的电动势ε,然后闭合开关节k1,调节电阻箱尺的阻值使电压表读数为 ε时,电阻箱阻值R不大于5Ω。
3.4.3 电池置于30℃的环境中,通道闸板闸到底。测量与3.4.2相同,测量箱的阻值应不小于30Ω。
3.5 检验探针
3.5.1 电池通道闸∞板到底,探针插入电池电液槽ζ 内,短路连接15分钟后测量探针的极化电动势。测量电路〓如图206—3所示,毫伏表的精度不低于1.5级,内阻不小 于2kΩ/V。电阻R为5±0.1kΩ。置双刀双掷开关k至1位置,闭合5分钟后k倒向2位置,立即记下毫伏表读数,应小于40mV。
3.5.2 探针从框架中取出,经清洗干燥,用分度Ψ值为0.1mg称量为2000g的三等天平测出质量m1,然后▲浸没在密度为1.28g/cm3,温度为30℃的电解液中,经24小时后,测量质量m2,应符合下面的计算○式: (m1-m2)/m2≤3%
3.6 检验电池壳体
3.6.1 观察电池壳体,应无直径大于1.5mm的气泡。无裂缝。
3.6.2 用极限宽度和极限厚度的塞规检查插放极板的槽口尺寸,应符合2.6.2要求。电液槽↑与盖板的配合良好。
3.7 检电池通道闸板
闸板在电池通道内上下移动,无过↑紧或过松的情况。
4 检验规则
4.1 出厂检验︾内容为3.2.1,3.6.1,3.6.2,3.7条(款)的全部内容。
4.2 检验规则按JY 27—79《教学仪器产品的检验规则(试行)》中第二章规定执行。
4.3 运输「环境性能应按ZBY002—81《仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法》中规」定执行。
4.4 贮存※环境性能按ZBY002—81中规定执行,低温-25℃,高温55℃。
4.5 例行试验要求为本标准技术要求的全部内容。
5 标志、说明书、包装、运输和保管
标志、说明书、包装应符合JY 26—79《教学仪器一般质量要求(试行)》中第六章规∑ 定。
附 录A
电池▆电解液和初充电
A.1 用化学纯浓硫酸和蒸镏比配制电解液,密度为1.28g/.m3。
A.2 电池初充电电流为0.1A,连续充电60小时。充电结束█时,端电太不低于2.03V,并在0.5小时里保持不变。
附 录B
实验误差分析
验证闭合电路欧姆定律的实验误差来自三个方面:
B.1 探针极化电动势ε板=40mV,相对误差
E1=40/2000=2%
B.2 探针与极板之◆间有一段距离,由于电液的△电阻,有一电势降落,其相对误差为
E2=2L1/L×S/S1
式中:L1--探针与极板间的距离为5mm;
L--通道长度100mm;
S--通道横截面;
S1--电液横槽横截面;
通常:
S/S1<1/10
则:E2≤1%
B.3 电表误差
用1.5 级电表,满刻度误差为1.5%,一般不是在满刻度条件使用,误差超过1.5%些,这项误〖差估算为2%。
B.4 上述三项合计最大相对ω 误差为5%。
附加说明:
本标准由国家教⌒育委员会教学仪器研究所←提出。
本标准由江苏省教学仪器公司负责起草。