Bilim Teknik Elektrik Elektronik Endüstriyel Nasıl Çalışır ?

Akü Nasıl Çalışır ?

Halk dilinde yaygın olarak akü olarak bilinen akümülatörler, akım toplar ya da batarya olarak da adlandırılabilirler. Akümülatörlerin amacı elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürerek depolamak ve gerektiğinde bu enerjiyi tekrar elektrik enerjisine çevirerek kullanımını sağlamaktır. Genellikle otomotiv sektöründe doğru akımla çalışan tüm sistemlere güç sağlamak amacı ile kullanılmaktadırlar.

Otomobillerde marş dinamosunun çalışmasında rol oynayan akümülatörler bunun yanında elektrik enerjisinin depolanması, kesintisiz gücün sağlanması ve gerekli bakımın yapıldığı sürece uzun yıllar boyunca kullanılabilecek bir enerji sağlaması gibi işlemlerde de kullanılır. Kesintisiz ve yedek enerji ihtiyacı için bilinen, ekonomik ve en eski yöntem olarak bilinirler. Aküler büyük çoğunlukta asitlik özelliği gösteren sıvılar sayesinde çalışmalarını sürdürürler ancak teknolojinin gelişmesi ile sıvı özellik göstermeyen asit maddeler ile de akü işlevleri yapılabilmektedir. Bu yeni akümülatör içeriğinin bakıma ihtiyacı yoktur. Bu nedenle daha kullanışlıdırlar ve kapalı devrelerde yaygın olarak kullanılırlar.

Aküler doğru akımla çalışan tüm devreleri çalıştırabilmektedirler. Benzinle çalışan bir motorun 12 voltluk akümülatörü genellikle birbirine seri olarak bağlanmış altı adet alt akümülatörden meydana gelir. Aynı zamanda bu alt akümülatörlerinde kendi altlarında yine birbirine seri bir şekilde bağlanmış 4 pozitif 5 de negatif olmak üzere toplam 9 plakası vardır. Bu plakalar kurşun – antimuan alaşımından oluşan bir petek üzerine aktif maddelerin sıvanması neticesinde meydana gelmişlerdir.

Akümülatörlerin alt elemanlarını oluşturan plakalardan pozitif olanları aktif madde olarak kurşun dioksit bulundururken, negatif olan plakalar ise aktif madde olarak saf kurşun içermektedirler. Tüm bu plakalar arasına elektrik geçirgenliğini önleyen ayırıcı maddeler konur. Bu özel ayırıcıların özelliği elektriği geçirmeyip, kimyasal tepkimelere ortam hazırlamalarıdır. Bunu üzerlerinde bulundurdukları minik gözenekler sayesinde mümkün hale getirirler. Yaygın olarak kullanılan akülerde genellikle %39 oranında sülfürik asit ile %61 oranında su karışımından meydana gelen elektrolit bulunur. Tüm elemanlar seri köprüler ile bağlanmıştır.

Akümülatörün Çalışması:

Dolu halde olan bir akünün negatif plakasının üzerinde saf kurşun bulunur. Pozitif yüklü plakasının üzerinde ise koyu kahverengi olan kurşun dioksit bulunmaktadır. Bu levhalar yoğunluğu 1,27 olan sulu sülfürik asit çözeltisi içerisinde bulunurlar. Negatif ile pozitif plakalar arasında iyon geçişmeleri olur ve bu sayede elektrik akımı meydana gelir. Bir akümülatörden çekilen elektrik akımının büyüklüğü, pozitif ile negatif plakalar arasında meydana gelen iyon değişimlerinin miktarına bağlıdır. Genellikle plakalar üzerindeki aktif maddelerin mümkün olduğunca fazla olması tercih edilir. Bu nedenledir ki akümülatörler birçok pozitif ve negatif plakalardan meydana gelir. Bunun amacı yüzey genişliğini arttırarak aktif maddelerin yüzeyinin genişletilmesidir.

Bir aküdeki elektrik akımının maksimum değerlerde görülebilmesi için daha fazla iyon geçişinin sağlanması amaçlanmalıdır. Bu nedenle akülerde negatif plakaların sayısı pozitif plakalardan daha fazladır. Bu sayede pozitiften çekilen iyonların sayısı daha fazla olacak serbest iyon bulunmayacaktır.

Akümülatörlerin içerisinde bulunan aktif maddelerin zamanla özelliklerini yitirmesi nedeniyle artık elektrik depolanması işlemi gerçekleştirilemez duruma gelir. Bunun nedeni aşağıdaki üç durumda açıklanır.

1. Çözeltideki asit yoğunluğunun azalması ve bu nedenle elektrik akımının yavaşlaması,

2. Plakalardaki aktif maddeler olan saf kurşun ve kurşun dioksitin zamanla kurşun sülfata dönüşmesi ve bu nedenle aktifliklerin azalması,

3. İç direncinin büyümesi ve bu nedenle EMK değerinin düşmesi.