מצברים לרכב הם מרכיב בסיסי בכלי רכב מודרניים, המספקים את האנרגיה החשמלית הנדרשת להתנעת המנוע, להפעיל מערכות חשמל שונות ולהבטיח חווית נהיגה חלקה. בעוד שרוב האנשים מבינים את הפונקציה הבסיסית של מצבר לרכב, המדע מאחורי המכשירים הללו הוא מרתק ומורכב. במאמר זה, נתעמק במדע מאחורי מצברים לרכב, ונחקור את פעולתם הפנימית, הסוגים והתחזוקה שלהם.
היסודות של מצברים לרכב
בבסיסו, מצבר לרכב הוא מכשיר אלקטרוכימי שאוגר ומספק אנרגיה חשמלית. הוא מורכב ממספר מרכיבים מרכזיים:
לוחות חיוביים ושליליים: בתוך הסוללה יש לוחות חיוביים ושליליים העשויים מעופרת דו-חמצנית (PbO2) ועופרת ספוג (Pb) בהתאמה. לוחות אלה ממלאים תפקיד מכריע בתגובות האלקטרוכימיות של הסוללה.
אלקטרוליט: הלוחות שקועים בתמיסה של חומצה גופרתית (H2SO4), המשמשת כאלקטרוליט. תמיסה חומצית זו מקלה על זרימת אלקטרונים בין הלוחות, ומאפשרת לסוללה לייצר אנרגיה חשמלית.
מפריד: למניעת קצרים יש מפריד בין הלוחות החיוביים והשליליים. מפריד זה עשוי בדרך כלל מחומר נקבובי המאפשר מעבר יונים תוך מניעת מגע ישיר בין הלוחות.
מעטפת: הסוללה סגורה במארז עשוי פלסטיק או חומר אחר שאינו מוליך למניעת דליפה ולהבטחת בטיחות. לעיתים המעטפת נסדקת ולכן חשוב להזמין מוסך נייד לצורך החלפת מצבר כדי למנוע סיכונים.
הכימיה של מצברים לרכב
מצברים לרכב פועלים על פי סדרה של תגובות כימיות הכרוכות בתנועה של אלקטרונים בין הלוחות החיוביים והשליליים. התגובות הכימיות העיקריות בתוך סוללת רכב טיפוסית חומצת עופרת הן:
פריקה (ייצור חשמל): במהלך פריקה (כאשר הסוללה מספקת חשמל למערכות החשמל של הרכב), דו תחמוצת העופרת (PbO2) על הצלחת החיובית מגיבה עם החומצה הגופרתית (H2SO4) באלקטרוליט, ויוצרת עופרת גופרתית (PbSO4) על הצלחת החיובית ומים (H2O) על הצלחת השלילית. תגובה זו משחררת אלקטרונים, ויוצרת זרם חשמלי המפעיל את הרכב.
טעינה (טעינה): כאשר האלטרנטור של הרכב פועל, הוא מספק אנרגיה חשמלית למצבר, מה שהופך את התגובות הכימיות. זה מטעין את הסוללה על ידי המרת עופרת גופרתית חזרה לעופרת דו חמצנית על הצלחת החיובית ועופרת ספוג על הצלחת השלילית. המים המיוצרים במהלך הפריקה מומרים בחזרה לחומצה גופרתית.
