यह देखा गया है कि चार्जिंग के दौरान

Question

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A: वोल्टेज में वृद्धि होती है

Explanation & Concepts:
लेड-एसिड बैटरी की चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, बाहरी विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिससे टर्मिनल वोल्टेज में वृद्धि, पानी की खपत और इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता में वृद्धि होती है।

Working Principle: जैसे ही चार्जिंग होती है, करंट डिस्चार्ज की विपरीत दिशा में बहता है। सकारात्मक प्लेट पर रासायनिक अभिक्रिया $PbSO_4 + 2H_2O ightarrow PbO_2 + H_2SO_4 + 2H^+ + 2e^-$ है, जबकि नकारात्मक प्लेट पर यह $PbSO_4 + 2e^- ightarrow Pb + SO_4^{2-}$ है। ये अभिक्रियाएं लेड सल्फेट का उपभोग करती हैं और एनोड पर लेड पेरोक्साइड ($PbO_2$) और कैथोड पर स्पंजी लेड ($Pb$) को पुनर्जीवित करती हैं, जिससे सल्फ्यूरिक एसिड ($H_2SO_4$) का विशिष्ट गुरुत्व बढ़ जाता है।

Key Formulas: $2PbSO_4 + 2H_2O + 	ext{विद्युत ऊर्जा} ightarrow Pb + PbO_2 + 2H_2SO_4$

Key Points: चार्जिंग अपने प्रारंभिक चरण में एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है।; इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व बढ़ जाता है क्योंकि $H_2SO_4$ का उत्पादन होता है।; चार्जिंग के दौरान टर्मिनल वोल्टेज सेल के नाममात्र EMF से अधिक हो जाता है।; चार्ज चक्र के अंत की ओर गैसिंग (हाइड्रोजन/ऑक्सीजन का निकलना) होती है।

Advantages: रासायनिक अभिक्रिया की उत्क्रमणीयता (Reversibility); उच्च ऊर्जा घनत्व

Disadvantages: डिस्चार्ज अवस्था में रखने पर सल्फेशन; एसिड रिसाव से जंग लग सकता है

Applications: ऑटोमोटिव स्टार्टिंग सिस्टम; अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई (UPS); सौर ऊर्जा भंडारण

Additional Info: जब बैटरी पूरी तरह चार्ज हो जाती है, तो गैसिंग होती है जिससे पानी की कमी हो सकती है।. विकल्प A सही है क्योंकि चार्जिंग EMF डिस्चार्ज EMF से अधिक होता है।. विकल्प B सही है क्योंकि सेल विद्युत शक्ति को अवशोषित करता है।. विकल्प C सही है क्योंकि $SO_4$ आयन प्लेटों से वापस इलेक्ट्रोलाइट में छोड़े जाते हैं।

Answer: D सही है — सूचीबद्ध सभी प्रभाव (वोल्टेज वृद्धि, ऊर्जा अवशोषण, और विशिष्ट गुरुत्व में वृद्धि) लेड-एसिड बैटरी चार्जिंग प्रक्रिया के मौलिक संकेतक हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि लेड-एसिड सेल में, विशिष्ट गुरुत्व चार्ज की स्थिति (SoC) के लिए एक सीधा प्रॉक्सी है। उच्च विशिष्ट गुरुत्व उच्च चार्ज स्तर को इंगित करता है।

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Option B: सेल द्वारा ऊर्जा अवशोषित की जाती है

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Option C: $H_2SO_4$ का विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity) बढ़ जाता है

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Option D: उपरोक्त सभी

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