АвтоКак измерить емкость аккумулятора автомобиля – как проверить, какая необходима для конкретного автомобиля, и как восстановить её в домашних условиях

Как измерить емкость аккумулятора автомобиля – как проверить, какая необходима для конкретного автомобиля, и как восстановить её в домашних условиях

Содержание

Как безошибочно определить емкость аккумуляторной батареи и восстановить ее?

Основные технические параметры автомобильной АКБ значительно влияют на возможность запуска двигателя машины. Один из таких параметров является емкость. Что это за характеристика, как определить емкость аккумуляторной батареи и как при необходимости ее восстановить — ответы на эти и другие вопросы вы можете найти ниже.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Полезные сведения для автовладельцев о емкости автомобильного аккумулятора

Емкость автомобильного аккумулятора является наиболее значимым и основным показателем в работе АКБ, этот показатель измеряется в ампер-часах. Номинальное значение этого параметра должно быть указано в сервисной книжке к автомобилю, а также на корпусе батареи.

Расчет и определение

Как проверить эту характеристику? В учетом данного показателя автовладелец может выявить величину силы тока аккумуляторной батареи, в соответствии с чем происходит разряд АКБ до минимально допустимого напряжения, которое должно быть равно 10.8 вольт. Если на этикетке АКБ указывается параметр в 72 Ач, это говорит о том, что данный девайс позволяет выдавать около 3.6 ампер тока на протяжении двадцати часов. Когда данный цикл закончится, значение напряжения упадет примерно до 10.8 вольт.

Формула определения емкости — Cp = Ik * t, в данном случае:

  • Cp — непосредственно значение емкости, которое нужно вычислить;
  • k — параметр Пейкерта — ученого, рассчитавшего эту формулу;
  • t — значение времени.

Число Пейкерта представляет собой постоянное значение для выявления типа аккумулятора. В частности, если речь идет о свинцовых изделиях, то в данном случае это значение может варьироваться в районе 1.15-1.35. В любом случае, этот параметр можно выявить в соответствии с номинальной емкостью АКБ.

Также рассчитать необходимый параметр можно и в соответствии с формулой E = En (In/I){p-1}, в данном случае:

  • En — номинальная характеристика;
  • Е — реальная величина;
  • In — характеристика тока разряда.

При вычислении следует учитывать и такую величину, как резервный параметр. В частности, речь идет о временном промежутке, в течение которого аккумулятор может питать электрооборудование и все потребители энергии при отключенном генераторном устройстве. Как правило, для вычисления используется величина в 25 ампер.

Нужно учитывать, что расчет значения емкости должен осуществляться с учетом разных конструктивных и технических особенностей АКБ.

В данном случае речь идет об условиях эксплуатации, значении объема активной составляющей, а также о параметре толщины пластин, установленных внутри конструкции. Кроме того, на емкость АКБ также влияют и значение разрядного тока с температурой раствора рабочей жидкости в банках.

Фотогалерея «Схемы для измерителей емкости»

Особенности проверки

Если с расчетом все понятно, то перейдем к вопросу проверки. В любом случае, диагностика производится в соответствии с информацией, указанной ниже. Как вариант, для тестирования можно приобрести специальный измеритель, а сама диагностика может быть произведения путем проведения КТЦ (контрольного тренировочного цикла).

Измеритель можно соорудить и своими руками, для этого вам понадобится специальная схема, приведенная выше. Также следует отметить, что для сборки измерителя потребуется сопротивления, котором можно рассчитать по формуле R = U/I, где U — это параметр напряжения батареи, а I — это значение разрядного тока.

Чтобы соорудить измерительный девайс, который покажет наиболее точные результаты диагностики, нужно правильно подобрать значение разрядного тока. Оно выбирается с учетом номинальной емкости батареи и цикла разряда, последний может составить 10 или 20 часов, в зависимости от аккумулятора. На практике же для разряда АКБ можно использовать обычную лампу с соответствующей мощностью (автор видео — канал transistor815).

Основные аспекты восстановления

Если вы произвели замер необходимого параметра и решили, что ваш аккумулятор нуждается в восстановлении, то выполнить такую задачу можно либо с помощью специалистов, либо самостоятельно. Процедура восстановления не займет много времени, но нужно учитывать, что все следует делать правильно, в соответствии с действиями, описанными ниже. В противном случае есть риск просто уничтожить АКБ.

Итак, как восстановить автомобильный аккумулятор:

  1. В первую очередь вам потребуется новый, свежий раствор электролита, значение его плотности должно быть не более 1.28 г/см3. Эта жидкость является рабочей для любого обслуживаемого аккумулятора (кстати, в не обслуживаемых батареях восстановить емкость не получится). В растворе электролита необходимо растворить десульфатизирующую присадку, которая позволит в будущем избежать возможной сульфатации пластин в конструкции. Учтите, что для полного растворения присадки в растворе понадобится не менее двух суток. Также желательно учитывать все моменты и нюансы, которые указаны в инструкции к присадке.
  2. Затем, по прошествии 48 часов в банки аккумуляторной батареи необходимо залить свежий раствор рабочей жидкости. Для диагностики показателя плотности вам потребуется ареометр, с его помощью производится замер характеристики. Как сказано выше, в результате манипуляций с присадками плотность должна быть около 1.28 г/см3.
  3. После выполнения этих действий необходимо будет подключить к батарее щупы от зарядного устройства, при этом учтите, что сами банки на АКБ закручивать не нужно. Для того, чтобы процедура восстановления была выполнена правильно, автомобильный аккумулятор необходимо будет зарядить и разрядить как минимум два раза. При этом для заряда следует использовать минимальный ток, его показатель должен составлять не выше 10% от максимального. В процессе восстановления емкости жидкость в банках не должна закипать или греться, это приведет к нежелательным последствиям. В том случае, если показатель напряжения в результате заряда увеличится до 13.8 вольт, вам надо будет произвести диагностику плотности электролита.
  4. Когда циклы разряда и заряда будут завершены, нужно будет произвести корректировку рабочей жидкости, для этого опять нужно будет проверить ее плотность. Если ее показатель не дотягивает до номинального, то в банки конструкции следует добавить дистиллированной воды. Как сказано выше, оптимальный показатель плотности должен быть 1.28 г/см3.
  5. На следующем этапе, когда плотность будет выравнена, надо будет еще раз разрядить АКБ. Для разрядки используется обычная лампа или резистор, при подключении показатель тока следует установить в 1 ампер. Если же вы разряжаете батарею от мотоцикла, в которой 6 вольт, то ток снижается до 0.5 ампер. В данном случае вам надо будет ждать, пока характеристика напряжения не упадет до 10.2 вольт, но перед этим не забудьте засечь точно время с того момента, как была подключена нагрузка. В итоге полученные данные следует умножить на время, при котором осуществлялся разряд.
    Если в конечном итоге данный показатель оказался значительно ниже нормированного, то процесс разрядки и зарядки автомобильной батареи повторяется еще раз. Этот шаг должен повторяться до того момента, пока характеристика емкости не будет соответствовать стандарту или как минимум, пока не приблизится к нему.
  6. После выполнения всех этих действий процесс может считаться оконченным, а в рабочую жидкость можно добавить еще немного десульфатирующей присадки.
Загрузка ...Загрузка ... Загрузка …

Видео «Как своими руками восстановить емкость очень старой АКБ»

Есть ли смысл заниматься восстановлением этой характеристики в изделии, которому более 10 лет — наглядная инструкция по выполнению этого процесса приведена в ролике (автор видео — канал transistor815).

формула расчёта ёмкости аккумуляторной батареи

Емкость аккумулятора: как рассчитать батарею по формулеНеобходимость рассчитать ёмкость аккумулятора возникает у разных категорий людей. В первую очередь это касается автомобилистов, ведь это важный параметр машины. Так как устройство имеет свойство портиться, его свойства через какое-то время могут измениться. Большую роль это играет в случаях приобретения автомобиля с пробегом — неизвестно, насколько честен продавец. После аварии запчасти вполне могли быть заменены.

Расчёт ёмкости и мощности

Количество энергии, находящееся в батарее, называют её ёмкостью. Для измерения используют такие единицы:

  • ампер-час;
  • миллиампер-час.

Различаются они только точностью измерения. Например, ёмкость аккумулятора в тысячу миллиампер-час проработает с силой тока в тысячу миллиампер один час, а с показаниями в сто миллиампер — целых 10. Амперы — обобщающая единица, которая включает в себя 1 тыс. частей с приставкой «милли».

Есть два метода измерения ёмкости:

  • Расчёт ёмкости и мощностиДля того чтобы вычислить ёмкость аккумулятора, нужно понять принцип действий.
    Сначала нужно полностью зарядить устройство
    , а затем измерить время разряда. Ёмкость — произведение часов на силу тока. Это не очень удобный метод для батарейки, ведь после такого эксперимента её можно будет только утилизировать.
  • Есть и другой способ. Нужно собрать схему, которая разрядит резистор до напряжения в один вольт, силу тока можно посчитать по формуле напряжения, делённого на сопротивление. Чтобы точно измерить время, можно подключить часы, которые перестанут работать при достижении порогового напряжения. Предварительно следует установить их на нулевую отметку. А также следует включить твердотельное реле, которое защитит устройство от полного разряда путём его отключения. Произойдёт это также при достижении минимально допустимого показателя вольт.

Расчет и мощность аккумулятора

Рассчитать мощность аккумулятора можно при помощи той же формулы, однако напряжение и силу тока надо будет знать наверняка. Соберите цепь, включив в неё амперметр и вольтметр. Необходимо просто перемножить показания приборов. Если вольтметра нет, то можно обойтись значениями сопротивления. В таком случае мощность равна квадрату количества ампер, умноженному на число Ом.

Если отсутствует амперметр, то нужно число, измеренное вольтметром, умножить само на себя, а после поделить на сопротивление. Мощность в физическом смысле — это соотношение совершаемой работы на единицу времени.

Контроль саморазряда

Контроль саморазряда

Каждый аккумулятор неизбежно теряет заряд. Для контроля расхода ампер часов аккумулятора расчёты обязательно необходимы. Сначала нужно вычислить энергию, которая хранится в накопителе на момент полного заряда. Делать это придётся сразу же после отключения аккумулятора от сети.

Затем нужно оставить его где-то на месяц, а после повторить действия. Если сроки не терпят, то можно подождать всего неделю, а результат умножить на четыре. Нормальными значениями расхода для среднего устройства считается десятая часть от полной ёмкости в неделю либо четыре таких части в месяц.

Если энергия теряется слишком быстро, то следует разобраться с причинами неисправности. Она может быть связана с большими показателями сопротивления. Чтобы снизить значение Ом в сети, надо заменить стальную пружину — держатель аккумулятора. Если шунтировать элемент медным проводом, то это должно изменить ситуацию. Иначе нужно задуматься о полной замене устройства на новое.

Опыт пользователей

Аккумуляторные проблемы волновали меня ещё два года назад, когда у меня не было прав. Сначала никак не мог определить его ёмкость, потом разобрался. В учебном заведении предложили заняться проектом на свободную тему. Я решил изучить соответствие параметров, указанных на батарейках разных производителей, с их реальными характеристиками. Занимался этим как хобби, делал все ради интереса. Не думал, что это пригодится потом, когда я начну водить.

Конечно, я больше не разряжаю аккумуляторы полностью, пользуюсь более совершенными методами. Всегда включаю в сеть твердотельное реле, чтобы не было нужды разрежать накопитель полностью.

Александр Казаков

Это простая процедура, ведь формула ёмкости аккумулятора изучается ещё в восьмом классе. Конечно, не все в школьные годы любят физику и полагают, что она никак не пригодится им в жизни. Но большинство парней, да и девушек тоже, затем садится за руль. При вождении и уходе за автомобилем важно понимать основы механики и электричества, поэтому пренебрегать физикой не стоит. Но кто-то просто забывает полученные знания либо не может применить их на практике.

Впрочем, формулу силы тока иногда знают даже те, кто не учился в школе: I = U/R. Когда этот параметр известен, достаточно умножить его на время работы.

Виктор Шкурапетов

Всегда выполняю измерения, пользуясь полным разрядом. Считаю, что это единственный метод, который даёт достоверный результат, так что рекомендую только его. Конечно, иногда неудобно несколько часов заряжать устройство, в особенности — с большой ёмкостью, как в автомобилях. Однако альтернативы все равно не вижу. Тем более машина — механизм, за исправностью которого нужно внимательно следить. Никто не захотел бы остаться без света ламп ночью или в туман, ведь этому человеку пришлось бы дожидаться либо утра, либо помощи братьев-автомобилистов. Оба варианта — не очень приятное времяпрепровождение.

Андрей Колегов

Как определить, измерить и восстановить емкость аккумуляторной батареи?

Автомобильная АКБ — это устройство, обладающее целым рядом характеристик, по которым его можно выбрать для определенного транспортного средства. Эта статья будет посвящена такому параметру батареи, как емкость. Ниже вы сможете узнать, как самостоятельно определить емкость аккумуляторной батареи, как проверяется этот параметр.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Что автовладельцу следует знать о емкости АКБ?

Как известно, в общей сложности любая автомобильная батарея обладает множеством параметров, среди которых вес, срок использования и хранения и т.д. Однако одним из наиболее важных и ключевых показателей является емкость аккумуляторной батареи. Для транспортных средств этот параметр измеряется в ампер-часах. Смотрите инструкцию по ТО своего авто, чтобы узнать емкость, которую рекомендует завод-изготовитель!

Тестирование аккумулятора автоТестирование аккумулятора автоТестирование аккумулятора авто

Расчет и определение

Как правильно произвести расчет, проверить и определить показатель емкости автомобильного аккумулятора? По этому показателю, отмеченному на этикетке АКБ, можно определить уровень величины силы тока, по которому осуществляется разряд устройства до минимального напряжения в 10.8 В. В среднем продолжительность традиционных циклов разряда должно составлять около 10-20 часов.

К примеру, если на автомобильном аккумуляторе отмечено значение 72 Ач, то это свидетельствует о том, что эта батарея может выдавать ток 3.6 ампер в течение 20 часов. Соответственно, когда цикл заканчивается, уровень напряжения на выводе должно быть 10.8 В. Однако, необходимо учитывать, что автомобильная батарея не в состоянии выдавать ток в 72 ампер на протяжении одного часа. Когда он увеличивается, показатель времени разряда снижается, эти параметры выражаются степенной зависимостью.

Ниже представлена формула зависимости:

Cp = Ik * t, где

  • Cp — уровень емкости АКБ;
  • k — число Пейкерта — ученого, который вывел формулу;
  • t – время.
Откручивание банок аккумулятораОткручивание банок аккумулятораОткручивание банок аккумулятора

Что касается коэффициента Пейкера —  то это постоянный параметр для определенного типа АКБ. При расчете характеристики для свинцовых устройств эта величина составляет от 1.15 до 1.35. Данный показатель определяется по уровню номинальной емкости батареи.

Определить можно и по другой формуле, выведенной для расчета данного показателя при произвольном параметре разрядного тока:

E =En( In/I){p-1}, где

  • En — уровень номинальной характеристики;
  • Е – реальной;
  • In — уровень разрядного тока.

Выше мы рассказали, как произвести расчет и определить номинальную емкость устройства, но существует еще такой момент, как резервная характеристики. Если расчет номинального показателя выявляется путем разряда маленьким током, то параметр резервной характеристики позволяет произвести расчет величины времени. Речь идет о времени, на протяжении которого автомобильная батарея сможет функционировать при неработающем генераторе. В данном случае в качестве тока разряда применяется число в 25 ампер.

Расчет номинального параметра автомобильной батареи можно произвести путем анализа различных конструктивных, а также технологических особенностей. Следует отметить, что на эту величину достаточно сильно влияют условия использования АКБ. Из основных характеристик, которые определяют этот показатель, следует выделить состав электролита, объем активной массы, а также уровень толщины свинцовых пластин. На уровень разрядной емкости напрямую влияют величина тока разряда, а также температура электролита (автор видео — transistor815).

Проверка

Многих автовладельцев интересует вопрос, как осуществляется проверка измерения емкости АКБ и как можно проверить эту величину самостоятельно. Кому-то это интересно просто из любопытства, а кто-то хочет проверить величину на соответствие тому, что заявил производитель. В принципе, произвести проверку своими руками не так сложно.

Любая проверка осуществляется на основе данных, приведенных выше. К примеру, для этого можно использовать измеритель, проведя контрольно-тренировочный цикл. Чтобы правильно соорудить измеритель, вам потребуется схема.

Схема для измерителя представлена ниже. Что касается сопротивления для измерителя, то он рассчитывается по следующей формуле:

R = U/I

  • U в данном случае — это величина напряжения аккумулятора;
  • I – величина тока разряда.

Для обустройства измерителя ток разряда следует выбирать в соответствии с емкостью АКБ, а также циклом разряда, который может составлять либо 10, либо 20 часов. По факту для разряда в большинстве случаев применяется автомобильная лампа с необходимой мощностью. Используя мультиметр, можно произвести замер точного показателя, который проходит по цепи, при этом важно засечь время, пока не упадет напряжение. В конечном итоге время, которое умножится на ток, будет соответствовать реальной емкости АКБ.

Простейшая схема устройства измерителяПростейшая схема устройства измерителяПростейшая схема устройства измерителя

Восстановление

Итак, как осуществляется процедура восстановления:

  1. Чтобы восстановить величину, берется свежий электролит, плотность которого должна составлять 1.28 к/см3, в котором растворяется специальная десульфатизирующая присадка. Для полного растворения присадке потребуется 48 часов. Для правильного восстановления учитывайте все рекомендации, описанные в инструкции.
  2. В батарею автомобиля заливается электролит, с помощью ареометра измеряется плотность, эта величина должна составлять 1,28 г/см3.
  3. Следующим этапом восстановления будет выкручивание пробок на приборе и подсоединение его к ЗУ. Чтобы восстановление прошло правильно, вам понадобится совершить несколько циклов заряда и разряда, для зарядки применяется минимальный ток, который должен быть не более 10% от максимального. При восстановлении аккумулятора не должна греться или кипеть. Если напряжение повысится до 13.8 вольт, нужно проверить плотность воды.
  4. Затем осуществляется корректировка электролита. В банки АКБ добавляется дистиллят до того момента, пока плотность электролита не составит 1,28 г/см3.
  5. Потом для восстановления осуществляется разрядка. К прибору следует подсоединить нагрузку в виде лампочки либо резистора, ток в этом случае должен быть ограничен до 1 ампера, если батарея шестивольтовая — до 0.5 ампер. Вам необходимо подождать до того момента, пока напряжение не повысится до 10.2 вольт, при этом надо засечь время с момента подключения нагрузки. Полученная характеристика разряда, необходимо умножить на время — в результате вы получите параметр необходимой характеристики. Если эта характеристика намного меньше стандартной, процедуру разряда-заряда необходимо повторить. Этот процесс повторяется до того момента, пока характеристика не будет номинальной или хотя бы не приблизится к ней.
  6. На этом процедуру восстановления можно считать завершенной, в электролит еще можно добавить присадки. Если вы все сделали правильно, то устройство прослужит вам еще не один год.
Загрузка ...Загрузка ... Загрузка …

Видео «Восстановление работоспособности АКБ авто»

Подробнее о том, как самостоятельно осуществляется процедура восстановления работоспособности аккумулятора, узнайте из видео ниже (автор видео — transistor815).

АКБ тестер для определения и проверки аккумуляторной батареи

АКБ широко применяется в различных направлениях жизни и деятельности человека. Их можно встретить в смартфонах, ноутбуках, автомобилях и так далее. Везде, где требуется независимый от электрической цепи источник питания, используются аккумуляторы. Как и за любой техникой, за ними необходимо ухаживать, правильно заряжать, хранить, контролировать емкость и так далее.

Виды аккумуляторных батарей

Виды аккумуляторных батарей

Зачем измерять емкость АКБ

Состояние аккумуляторной батареи необходимо периодически контролировать. Это позволит существенно продлить срок ее службы, сохранить ёмкость и другие параметры на первоначальном уровне. Существующие измерительные приборы позволяют достаточно точно установить силу тока в АКБ, напряжение и определить плотность электролита. При выявлении отклонений любого из указанных параметров рекомендуется выяснять причину и проводить необходимые обслуживающие мероприятия.

Устройства для точного определения емкости АКБ в настоящее время не существует. Единственный способ, который дает относительно точные результаты, – это его полная разрядка с одновременной фиксацией большого количества различных параметров. Однако эта процедура является очень продолжительной, и редко кто готов тратить время на контроль ёмкости таким способом. Остальные методики, как и специальный тестер, дают лишь приблизительные результаты.

Обратите внимание! Точность определения различных параметров в значительной мере зависит от внешних факторов: температуры окружающей среды, влажности и так далее.

Чаще всего используют следующие способы определения емкости:

  • Выполнение контрольного разряда, который является длительным процессом и применяется довольно часто;
  • Контроль плотности электролита в АКБ;
  • Нагрузочная вилка;
  • Тестер емкости.
Устройство для контроля степени заряда АКБ

Устройство для контроля степени заряда АКБ

Осуществление контрольного разряда

Для определения степени заряда часто используется процедура контролируемого разряда с фиксацией большого количества различных параметров. Считается, что данный способ позволяет получить наиболее достоверные результаты о работоспособности АКБ.

Важно! Данный метод следует проводить только в лабораторных условиях и с соблюдением всех правил. В противном случае батарея может перестать работать.

Данный метод заключается в том, что сначала АКБ полностью заряжают, затем подключают в цепь с постоянным потреблением, ждут полного разряда. В процессе работы каждый час производится замер разряда и напряжения, значение интересующего параметра вычисляется по специальной формуле: сила тока умножается на время полной разрядки. Неудобство такого способа состоит в его длительности (может потребоваться до суток, чтобы полностью разрядить батарею).

Использование нагрузочной вилки

Данный прибор используется для проверки состояния и работоспособности АКБ. На него подается контролируемая нагрузка (для этого в устройстве имеется резистор), и производится определение напряжения (применяются два щупа, которые подключаются к плюсу и минусу аккумулятора). На практике можно встретить устройства разных типов:

  • Оборудованные цифровым или аналоговым вольтметром;
  • С простой схемой с одним элементом, подающим нагрузку;
  • С несколькими спиралями нагрузки;
  • С оборудованием для измерения силы тока;
  • Со сложной схемой для определения напряжения в конкретных банках батареи.
Нагрузочная вилка

Нагрузочная вилка

Результатом ее применения является значение напряжения. Чтобы узнать уровень заряда, следует воспользоваться специальной таблицей.

Соответствие напряжения и степени заряженности при использовании нагрузочной вилки

Значение напряженияПримерная ёмкость, %
12,6-12,9100
12,3-12,675
12,1-12,350
11,8-12,125
11,5-11,80

Контроль плотности электролита

Также для определения степени заряженности в процентах от первоначального значения можно использовать ареометр (измеряет плотность электролита). При осуществлении замера данным способом также потребуется специальная таблица.

Соответствие плотности электролита и количества заряда

ПлотностьЕмкость, %
1,27-1,29100
1,23-1,2550-70
1,11-1,130

Данный метод обеспечивает примерный результат, точное значение параметра с его помощью определить невозможно. Отличается он сравнительной простотой – достаточно обеспечить доступ прибора для измерения емкости аккумулятора во все банки (открыть их), затем набрать жидкость в ареометр и записать полученное значение, которое затем сравнить с таблицей.

Использование специальных устройств

Метод измерения, который используется в нагрузочной вилке, доработан в специализированных устройствах марки «Кулон». Они были разработаны для проверки состояния и оценки различных параметров свинцово-кислотных аккумуляторов. Данные приборы позволяют определить значение напряжения и уровень заряженности. Вся информация сохраняется в памяти устройства, которое к тому же является портативным.

Контроль параметров АКБ с помощью устройства «Кулон»

Контроль параметров АКБ с помощью устройства «Кулон»

Использование данных устройств имеет определенные особенности:

  • Применять их можно только на полностью заряженном АКБ, поскольку они питаются от батареи, состояние которой проверяют.
  • Перед началом использования следует провести калибровку (данный процесс описан в инструкции по эксплуатации). В противном случае можно получить некорректные данные.

Дополнительная информация. Помимо компактных габаритов, преимуществами устройств «Кулон» являются также использование уникальной методики измерений, а также наличие клещей-зажимов, которые надежно фиксируют провода и обеспечивают точность показателей.

Таким образом, определение уровня заряда АКБ является достаточно трудоемким процессом, но его рекомендуется проводить с определенной периодичностью, чтобы обеспечить длительный срок его службы. Для этого также можно использовать различные устройства, которые хотя и не позволяют точно определить данный параметр, но предоставляют возможность оценить общее состояние батареи.

Видео

Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Чтобы система бесперебойного питания не подвела в самый неподходящий момент, необходимо, чтобы все аккумуляторные батареи были в рабочем состоянии. Но как их проверить? Как убедиться, что установленные АКБ ещё не исчерпали свой остаточный ресурс? Как правильно оценить их оставшийся срок службы?

Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Строго говоря, самый правильный ответ вопрос, поставленный в такой форме – «никак». Ни один из приборов и методов не позволяет дать точный прогноз того, сколько еще проработает батарея и в какой именно момент она выйдет из строя. Причем касается это как обслуживаемых батарей (хотя в их отношении диапазон принимаемых мер несколько шире), так и необслуживаемых. При этом по всему миру обслуживаемые батареи используются все меньше, в то время как популярность необслуживаемых АКБ растет практически во всех областях применения.

Методом полного заряда/разряда батареи можно определить остаточную емкость аккумулятора в ампер-часах. Это достоверный метод, но даже он при однократном проведении не даст информации о том, сколько еще проработает батарея. Составить прогноз «времени дожития» можно только в том случае, если измерения проводятся на регулярной основе, их результаты сопоставляются между собой – т. е. оценивается динамика изменений. Однако полный заряд/разряд – процедура весьма продолжительная, и проводить ее регулярно (особенно при значительном количестве батарей) вряд ли возможно.

Как определить срок службы аккумуляторной батареи?

Однократный краткосрочный тест тем более не дает достоверной информации об остаточном ресурсе. Говорить о точном определении остаточной емкости в этом случае вообще не приходится – слишком разные существуют варианты аккумуляторов, чтобы существовала единая методика определения этого параметра. Можно измерить напряжение, но как сделать выводы на основе этих показаний, если уже частично деградировавший элемент выдает такое же напряжение, что и соседние? Возникает вопрос, можно ли вообще что-либо сказать о текущем состоянии АКБ при помощи быстрых измерений, или остается примириться с тем, что со временем, неизвестно в какой момент батарея выйдет из строя и ее придется менять? А ведь последствия такого события могут оказаться очень тяжелыми. Для ряда объектов: ЦОДов, подстанций, аэропортов, предприятий нефтегазовой отрасли, энергетики, медицинских учреждений и других, работа которых должна быть бесперебойной – подобные аварии просто неприемлемы, их необходимо предотвращать, а не устранять последствия.

Существует несколько базовых стратегий в работе с АКБ:

  1. Менять батарею только тогда, когда она выйдет из строя или полностью утратит емкость. Средства на проверку состояния батарей не затрачиваются, однако весь риск неблагоприятных последствий в случае сбоя ложится на владельца объекта или предприятия. Потери от одного сбоя могут многократно превысить всю «экономию» на тестировании батарей.

  2. Менять батареи по истечении определенного времени эксплуатации, независимо от их состояния. Средства на проверочные мероприятия также не затрачиваются, однако остается риск сбоя, если батарея утратит рабочие свойства раньше ожидаемого срока. Кроме того, качественные батареи часто могут работать продолжительное время и после того, как заявленный производителем срок службы (гарантийный период) истек. При таком подходе даже исправные батареи будут изыматься из эксплуатации, вызывая неоправданный рост расходов.

  3. Проводить регулярное тестирование АКБ, идентифицируя батареи, которые демонстрируют начало деградации. Им заблаговременно заказывается замена, она производится тогда, когда скорость деградации увеличится, но до наступления сбоя дело не доходит.

Как определить остаточный ресурс АКБ?

Наиболее экономически целесообразный подход, используемый сегодня в Европе и США состоит в том, чтобы при помощи тестов, не занимающих много времени и не требующих больших затрат, регулярно (раз в квартал, полгода, год) измерять доступные параметры, документировать результаты, сопоставлять их и отслеживать ситуацию в динамике – каждый блок, каждую батарею. В этом случае по любой из батарей можно заметить момент, когда началась деградация. Пока процесс развивается медленно, за ним можно просто следить, продолжая эксплуатацию, и заменить АКБ тогда, когда свой основной ресурс она выработала, но еще не пришла в полную негодность. Фактически, это скорее организационные меры, чем технические – комплекс мероприятий, нацеленный на максимально полное использование ресурса батарей, при том, что риск аварий и, соответственно, негативных последствий минимизируется.

Как определить оставшийся срок службы АКБ исходя из внутреннего сопротивления?

Деградации подвержены любые батареи. Причины могут быть разными (повышенные температуры, истечение электролита, сульфатация в результате многократных перезарядок, понижение нагрузки и сеточная коррозия – в зависимости от типа и модели АКБ), но в любом случае это отражается на внутреннем сопротивлении элементов батареи. У штатно работающих батарей со временем из-за естественного износа внутреннее сопротивление начинает расти. Когда отклонение от базового уровня превышает 25%, батарею пора заменить (у некоторых батарей пороговый уровень выше – отклонение порядка 50% – но лучше проверить это значение по спецификациям производителя батареи). Существенное отклонение об нормы в меньшую сторону свидетельствует о явной неисправности, такую батарею необходимо заменить независимо от срока ее использования.

оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи

Строго говоря, полный импеданс включает в себя внутреннее сопротивление, индуктивную и реактивную составляющую. Однако с технологической точки зрения для оценки АКБ достаточно измерять только активную составляющую – внутреннее сопротивление адекватно отражает рабочее состояние батареи. Это вполне надежный индикатор деградации, к тому же на его измерение требуется всего несколько секунд. Подобные тесты не требуют лабораторной точности, но важно проводить их регулярно и сопоставлять результаты, полученные в разное время. По этому критерию можно быстро определить, годна батарея к дальнейшему использованию или нет. Для подобных измерений существует не так много приборов. Одни из самых популярных – семейство тестеров аккумуляторных батарей Fluke BT500 (модели BT510, BT520 и BT521).

Чтобы измерить внутреннее сопротивление тут используется 2 щупа. Приборы подают малый переменный ток, имеющий частоту 1000 Гц. Сила тока настолько мала, а частота подобрана таким образом, что измерение можно проводить прямо в ходе нагрузки, на запитываемое оборудование это никак не повлияет. Можно проводить тесты и без нагрузки. Прибор проводит измерение напряжения, производит расчет сопротивления и выводит результат на экран.

Как оценить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) АКБ?

Поскольку внутреннее сопротивление исчисляется в миллиомах, для измерения используется 4-проводное подключение Кельвина, в отечественной электротехнической литературе более известное под названием двойного измерительного моста Томсона. 4 точки подключения обеспечиваются за счет конструкции щупов: каждый из них имеет двухконтактный наконечник, центральный контакт подпружинен и при надавливании утапливается внутрь. В результате каждый щуп соприкасается с поверхностью двумя контактами, реализуя 4-проводную схему подключения и обеспечивая более точное измерение внутреннего сопротивления батареи.

Определяем остаточный ресурс аккумуляторной батареи АКБ с помощью тестера

В зависимости от модели прибора и доступных аксессуаров возможно одновременное определение температуры на отрицательной клемме аккумуляторной батареи – для этого используется выносной щуп BTL21 со встроенным ИК-датчиком (см. таблицу «Функции и аксессуары», комплектация зависит от модели прибора). Все измерение занимает 4 секунды. Результаты выводятся на ЖК-дисплей тестера, сохраняются в памяти для последующей загрузки на ПК через порт USB и подготовки отчета при помощи входящего в комплект программного обеспечения.

Тесты проводятся быстро не только за счет скорости измерения самого прибора, но и благодаря наличию удобных щупов, к которым предусмотрены удлинители различного размера. Результаты можно не просто сохранять (в том числе автоматически), но и подразделять на группы в соответствии с количеством блоков и батарей в них, чтобы информация была представлена в четко структурированном виде. Скриншот показывает экран прибора при последовательном измерении: три батареи из 32 уже протестированы, их результаты сохранены, по четвертой выполняются измерения (результаты на экране) и будут сохранены по нажатию кнопки Save, остальные ячейки пусты для последующих измерений.

Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ): показания тестера

Затраты времени на измерительные процедуры для всех 100% аккумуляторных батарей на объекте не выходят за рамки разумного, в результате сопоставление полученных в разное время данных позволит определить, в каких батареях деградация только началась, а в каких достигла уровня, когда их необходимо заменить, не дожидаясь фатального сбоя.

При массовых измерениях наконечники щупов изнашиваются, но все компоненты и измерительные провода могут быть своевременно заменены на аналогичные. Можно заменять только наконечники с подпружиненными контактами. При замене тестового щупа необходимо провести калибровку нуля прибора, для этого в комплекте предусмотрена калибровочная пластина (кассета сопротивлений). Операция выполняется самим пользователем (в отличие от поверки, которая выполняется в сертифицированной организации. Приборы Fluke BT500 внесены в Государственный реестр средств измерений, на них есть методика поверки и сертификаты установленного образца. Межповерочный интервал – 1 год).
 

Калибровка тестера для проверки АКБ

Можно изначально держать в запасе дополнительный комплект щупов, а также измерительные провода для режима мультиметра и (в зависимости от модели) токовые клещи. Эти аксессуары позволят дополнить измерения внутреннего сопротивления другими тестовыми функциями. Возможна оценка тока пульсации (присутствие переменной составляющей в постоянном напряжении более 5% может служить симптомом – высокое значение пульсации приводит к перегреву и потере энергии). Можно отслеживать падение напряжения при разряде (измерения проводятся многократно в ходе процесса разрядки).

Сравнительные возможности тестеров АКБ серии Fluke BT 500

 

Функции и аксессуары

Fluke BT510

Fluke BT520

Fluke BT521

Измерение внутреннего сопротивления (активной составляющей, мОм)

Измерение напряжения батареи

Многократное измерение напряжения в ходе разрядки

Измерение пульсирующего напряжения (переменная составляющая в постоянном напряжении)

Температура отрицательного полюса АКБ

 

 

Режим мультиметра

Режим однократных и последовательных измерений

Задание пороговых значений

Функция автоматического сохранения измерений

Просмотр памяти

Беспроводная связь

 

 

Интерактивный тестовый зонд BTL20 с ЖК-дисплеем и динамиком, длинные и короткие удлинители, без датчика температуры

 

 

Интерактивный тестовый зонд BTL21 с ЖК-дисплеем и динамиком, длинные и короткие удлинители, ИК-датчик температуры

 

 

Токовые клещи i420 переменного и постоянного тока

 

 

Калибровочная пластина (кассета сопротивлений)

Необходимо подчеркнуть – приборы Fluke BT500 не дают информацию об остаточной емкости батарей, в результатах не фигурируют ампер-часы. Принципиальная позиция производителя состоит в том, что точно определить емкость можно только при полном заряде/разряде АКБ, а при быстром измерении точно сделать это нельзя в принципе, поскольку конструкции батарей и проходящие в них физико-химические процессы неодинаковы. Внутреннее сопротивление напрямую от остаточной емкости не зависит. Однако оно служит надежным критерием, позволяющим отличить батареи, годные к дальнейшему использованию, от тех, которые необходимо заменить. При регулярном тестировании риск сбоя сводится к минимуму, а на объекте обеспечивается бесперебойное функционирование систем, в которых используются АКБ.

Стандарты проверки аккумуляторных батарей

Остаточный ресурс аккумуляторной батареи (АКБ): стандарты

Существует несколько стандартов, регламентирующих процедуры проверки АКБ в зависимости от их типа (IEEE 450 и IEEE 1188 для стационарных свинцово-кислотных батарей, IEEE 1106 для никель-кадмиевых, есть и другие), но в основных положениях они сходятся:

  1. При первоначальной установке батарей необходимо произвести испытания на разряд (проверка емкости батарей). Их может выполнять изготовитель на производственной площадке, предоставляя затем заказчику документацию, либо приемочные испытания проводятся на объекте. Чем детальнее предоставит информацию по батареям производитель, тем лучше – с этими данными можно будет сопоставлять результаты измерений, проведенных на различных этапах эксплуатации.

  2. В тот же период первоначальной установки проводится тестирование внутреннего сопротивления батарей, чтобы определить их базовые параметры. Данные фиксируются для каждой батареи, в каждом блоке, и хранятся в виде сводных отчетов для будущего сопоставления.

  3. Процедуры 1 и 2 необходимо повторять не реже 1 раза в 2 года для большинства систем, охватываемых гарантией – как правило, это одно из условий для продолжения действия гарантии.

  4. Для большинства АКБ тестирование внутреннего сопротивления следует проводить не реже, чем раз в квартал. В некоторых случаях, если так предусмотрено производителем, батареи проверяются по годичному циклу, но для большинства моделей и типов проверка имеет квартальный график. На объектах, работа которых особо критична, может быть принят свой внутренний регламент, предусматривающий тестирование чаще, каждые 1-2 месяца.

  5. В графике проверок учитывается заявленный производителем полный срок службы батарей: измерения должны проводиться как минимум по истечении каждых 25% срока службы АКБ.

Методика измерения срока службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи

  1. Если батарея выработала 85% от ожидаемого срока службы, необходимо не реже раза в год подвергать ее испытанию на остаточную емкость. С такой же периодичностью тест необходимо проводить, если емкость упала ниже 90% от заявленного производителем уровня (или разница в показаниях между предыдущими измерениями составила более 10%).

  2. Если проверка внутреннего сопротивления продемонстрировала большое расхождение с предыдущими результатами измерений, рекомендуется провести проверку остаточной емкости. При резком падении внутреннего сопротивления или превышении базового значения более чем на 25% батарею следует заменить.

  3. Результаты измерений необходимо сохранять в четком, упорядоченном виде. По отчетам отслеживается состояние каждой батареи, и если на протяжении последних измерений она демонстрирует признаки ускоряющейся деградации, АКБ подлежит замене. Грамотное ведение отчетов позволяет заранее заказать нужные наименования в нужном количестве, чтобы произвести замену вовремя.

Выводы

Тестер Fluke BT 500 для оценки оставшиегося остаточного ресурса аккумуляторной батареи (АКБ)

За состоянием аккумуляторных батарей необходимо следить. Делать это быстро и при этом получать содержательную информацию об остаточном ресурсе АКБ помогут специальные приборы, способные измерять внутреннее сопротивление, такие как семейство тестеров Fluke BT500.

См. также:

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Как проверить емкость аккумулятора автомобиля, смартфона мультиметром

Мультиметр

Сегодня в стране используются многочисленные типы аккумуляторов в разнообразных приборах и технических средствах. Наличие мощных аккумуляторов позволяет сделать работу с ними более комфортной и автономной, при этом от правильной работы АКБ будет напрямую зависеть правильное функционирование технических средств, поэтому параметр этот придется периодически контролировать.

Проверить емкость аккумулятора мультиметром – это значит постоянно контролировать работу данного агрегата, чтобы не потерять его функции в самое неподходящее время. Поддерживать работу АКБ важно для того, чтобы чувствовать себя в безопасности, но мало, кто может правильно производить ее диагностику мультиметром.

Содержание статьи:

Правила проверки заряда и емкости

Мультиметр – прибор весьма универсальный, поэтому приобрести его следует каждому автовладельцу. При помощи данного прибора вполне реально измерить емкость и заряд аккумулятора.

Проверка АКБ

Чтобы качественно проверить напряжение аккумулятора смартфона или автомобиля  с помощью мультиметра, следует:

  • установить на приборе режим измерителя напряжения;
  • как правило, хватает установки зарядного диапазона от 0 до 20В;
  • произвести отсоединение аккумулятора автомобиля или смартфона от проводки;
  • красный щуп — к плюсу, а черный от мультиметра — к отрицательному;
  • обязательно записать полученные показатели, поскольку забыть их довольно легко.

Если на табло прибора появились цифры меньше 12, то аккумулятор находится на нуле и требует немедленной подзарядки. Когда напряжение ниже 11 вольт, то емкость восстановить уже не получится, поэтому АКБ проще будет выбросить.

Очень важно будет запомнить, что проверять аккумулятор стоит через шесть часов после отсоединения от проводки авто.

Как проверить емкость АКБ под нагрузкой

Проверка АКБ

Для того проверить емкость аккумулятора автомобиля, смартфона или банального шуруповерта, стоит воспользоваться одним из проверенных способов. Для проверки емкости АКБ одного из технических средств, то стоит применить дополнительную нагрузку при помощи обычной электрической лампочки.

Стоит запомнить, что в том случае, если лампочка не горит совершенно или же постепенно начинает тухнуть, то аккумулятор работать уже не будет. Нагрузка при проверке АКБ должна добавляться постепенно, в итоге она должна будет забрать не менее половины тока аккумулятора. Узнать этот параметр довольно легко, зная емкость, ибо ее следует разделить пополам. Для уточнения емкости батареи под нагрузкой, стоит запастись машинной фарой с мощностью в сорок ватт.

Чтобы проверка прошла успешно, стоит придерживаться правил и обратиться к просмотру видео:

  • отключить батарею от генератора;
  • подключить дополнительную нагрузку;
  • отключить нагрузку;
  • подключить к АКБ мультиметр, выставив режим;
  • снять полученные показатели.

Узнать емкость аккумулятора автомобиля можно довольно легко, поскольку, если батарея исправна, то она покажет напряжение в 12.4 вольт. Если же напряжение падает ниже двенадцати вольт, то емкость узнать никак не получится, поскольку АКБ, скорее всего, вот-вот выйдет из строя. В том случае, если запустить процесс не получится, то неисправна электропроводка.

Метод контрольного разряда

Проверка батарейки

Узнать емкость телефона, автомобиля или шуруповерта можно, применяя метод контрольного заряда. Аккумулятор агрегата следует полностью зарядить, а потом нагрузить так, чтобы сила разрядочного тока была равна тому значению, которое указано в паспорте АКБ телефона или автомобиля.

Для того, чтобы измерить этот показатель точно, стоит включить в получившуюся цепь мультиметр. Показатель стоит записать, через какой срок сила тока снизится примерно наполовину.

Эту число стоит сравнить с паспортом АКБ автомобиля или телефона, поскольку если разница между показателями невысока, то все в порядке. В том случае, если измерить показатель и увидеть большую разницу, то аккумулятор, скорее всего, уже вышел из строя.

Проверка емкости аккумулятора 18650 мультиметром

При помощи мультиметра реально проверить не только емкость телефона, но и тот же параметр аккумулятора 18650, в народе именуемого батарейкой пальчикового типа. Эта батарейка применяется в телевизионном пульте, разнообразных бытовых приборах и фонариках.

Тест аккумуляторов 18650

Чтобы измерить емкость аккумулятора 18650 при помощи мультиметра, следует замерить уровень заряда такой батарейки. Проверка эта предполагает не только измерение этого показателя и проведения элементарных вычислений, но и понимание того, что замеры эти не будут носить стопроцентного результата.

Аккумулятор 18650 будет работать, если показатели будут соответствовать данным в таблице разрядов, которая уточняет, как напряжение зависит показателя заряда АКБ. В цепи кроме мультиметра используется стабилизатор тока линейного типа на три вольта, при этом будет устанавливаться начальный показатель в 2.7 вольт.

Чтобы точно измерить емкость пальчиковой батарейки, нужно полученный показатель тока умножить на затраченное время, выраженное в часах. Однако, при помощи мультиметра все делается проще:

Мультиметр

  • установить режим;
  • поставить чуть больше паспортного диапазона тока;
  • черный щуп присоединяем к минусу, а красный – к плюсу;
  • после получения данных прибор следует отсоединить.

Измерять показатели не стоит дольше, чем две секунды, чтобы не навредить батарейке. В том случае, если прибор показал:

  • 3 или 4 А позволит недолго использовать в приборах;
  • 5 или 3 А – пригодна для агрегатов с низким уровнем потребления тока;
  • до 1 А – непригодны для применения даже в маломощных приборах.

Измерения емкости телефона с помощью мультиметра

Тест емкости АКБ

Чтобы проверить емкость аккумулятора телефона, который работает на базе Андроид, стоит воспользоваться мультиметром. После включения прибора его стоит подключить к аккумулятору мобильного телефона, установив постоянный ток в диапазоне 10 или 20 миллиампер.

Для телефонов, которые работают на базе Андроида, следует правильно подключить щупы: минусовый к плюсу, а плюсовой – наоборот.

Тестовые показатели обязаны попадать в диапазон между нулем и полуторами вольтами. После проведения замера щупы мгновенно отсоединяют, чтобы не навредить АКБ. Стоит уточнить, что емкостные показатели мобильного телефона в идеале насчитывают полторы тысячи мА\ч.

Измерение ёмкости аккумулятора

Что такое ёмкость аккумулятора, и как её измеряют

Ёмкость — это заряд Q новой батарейки или полностью заряженного аккумулятора. Заряд (количество электричества) измеряется в Кулонах: 1 Кулон = 1 Ампер × 1 секунда . Обычно ёмкость измеряется в единицах ампер·час или ма·час . Типичная ёмкость аккумулятора типоразмера ААА 1000 ма·час, АА — 2000 ма·час. Аккумулятор ёмкостью 1000 ма·час может давать ток 1000ма в течение 1 часа или 100ма в течение 10 часов. Если учесть напряжение U , то можно оценить запасённую в аккумуляторе энергию E = Q × U

Для определения ёмкости аккумулятора его полностью заряжают, затем разряжают заданным током I , и измеряют время T , за которое он разрядился. Произведение тока I на время T и есть ёмкость аккумулятора Q = I × T . Так же измеряется ёмкость батарейки, но после полного разряда аккумулятор можно снова зарядить, а батарейку уже нельзя использовать. Смысл в том, что вы измерите ёмкость батареек данного типа . Кстати, ёмкость щелочных батареек примерно равна ёмкости современных NiMh аккумуляторов того же типоразмера — AA(2000 ма·час), AAA(1000 ма·час).

Схема для измерения ёмкости

Предлагаемая схема разряжает аккумулятор через резистор R до напряжения почти полного разряда NiCd или NiMh элемента — примерно 1 вольт. Ток разряда равен I = U / R . ( О выборе тока разряда ) Для измерения времени разряда T используются часы, работающие от напряжения 1.5-2.5V. Для защиты аккумулятора от полного разряда применено твёрдотельное реле PVN012. Оно отключает аккумулятор при снижении напряжения U до минимально допустимого Ue = 1V .

Как это работает

Аккумулятор надо полностью зарядить и подключить к устройству. Часы надо установить на 0 и нажать кнопку Start . В этот момент реле замыкает контакты 4-5 и 5-6. Начинается разряд аккумулятора через резистор R и подаётся напряжение на часы. Напряжение на аккумуляторе и резисторе постепенно снижается. Когда напряжение на резисторе R снизится до 1V реле размыкает контакты. Разряд прекращается и часы останавливаются.

По мере разряда аккумулятора управляющий ток через контакты реле 1-2 уменьшается примерно от 8 до 2mA. При управляющем токе 3mA сопротивление контактов 4-5 и 5-6 менее 0.04 Ом. Это достаточно мало, чтобы не учитывать при расчёте тока — если нужен ток разряда 1A, берите резистор R=1.2 Ом.

После прекращения разряда напряжение на аккумуляторе возрастает до 1.1-1.2V из-за внутреннего сопротивления элемента.

Потери на контактах


Измеритель в корпусе зарядника

При повторении этой схемы примите меры для уменьшения сопротивления контактов аккумулятора и разъёмов. При токе 0.5-1A на контактах можно потерять 0.1V и более, что ухудшит точность измерения. Такие же потери вызывает стальная пружина, используемая в некоторых держателях аккумулятора. Пружину и другие стальные контакты надо шунтировать медным проводом. Я сделал один из вариантов измерителя ёмкости аккумуляторов АА и ААА в корпусе от простого зарядного устройства, у которого были хорошие медные контакты.

 

Дополнительные вопросы

Дополнительные вопросы

Саморазряд

Обратите внимание, что ёмкость свежезаряженных аккумуляторов выше, так как со временем часть заряда теряется из-за саморазряда . Чтобы узнать величину саморазряда, нужно измерить емкость сразу после зарядки, и измерить ещё раз через неделю (месяц) после зарядки. Саморазряд NiMh аккумуляторов может достигать 10% в неделю и более.

С какой точностью измеряется ёмкость?

Точное количество электричества можно определить интегрированием по времени dQ = 1/R × U(t) × dt .

По экспериментальным графикам разряда видно, что по мере разряда напряжение уменьшается примерно от 1.4V до 1.0V. Ток разряда U/R тоже уменьшается. При использовании в качестве среднего напряжения номинальной величины 1.2V получается точность не хуже 10%. Это справедливо, если аккумулятор используется примерно при таком же токе разряда, как и при измерении ёмкости.

Пример графиков разряда

Если при измерении был ток 0.5A, а при использовании 5A, то аккумулятор разрядится в несколько раз быстрее, чем ожидается. При токе использования 0.05А ёмкость окажется больше, чем при измерении. При токе 0.005A ёмкость может оказаться меньше измеренной из-за саморазряда аккумулятора в течение большого времени эксплуатации. Значительное отличие тока измерения от тока эксплуатации вносит погрешность более 10%.

Использование в устройстве стальных контактов вместо медных может увеличить погрешность на 10% и более, особенно при большом токе разряда.

Некоторая погрешность величины напряжения отсечки 1.0V связана с зависимостью вольт-амперной характеристики твёрдотельного реле от температуры. В комнатных условиях это даёт погрешность в 1-2%.

Каким должен быть ток разряда?

Надо выбирать такой ток, при котором обычно используется этот аккумулятор. Если ток разряда слишком большой, то из-за внутреннего сопротивления напряжение на аккумуляторе быстро снизится ниже 1 вольта, и измеренное значение ёмкости будет низким. Если выбрать слишком малый ток разряда, то измеренная ёмкость получится больше, чем аккумулятор реально выдаст при работе в вашем приборе.

Зачем два диода?

Диоды используются для защиты твёрдотельного реле при случайном обрыве резистора R . Если вы уверены, что обрыв невозможен, или вы измеряете ёмкость аккумуляторов с напряжением менее 1.4V ( один элемент AA или AAA ), то диоды можно убрать. При этом схема помещается внутри будильника, как у меня было сделано раньше. Резистор 5 Ом защищает реле при нажатии кнопки Start. Его тоже можно убрать, если включить кнопку параллельно контактам 4-5, как на упрощённой схеме.

Как измерить ёмкость литий-ионного аккумулятора?

примеры
Um Ue I R r
1.2 1.0 0.2 6.0 0
1.2 1.0 0.5 2.4 0
3.3 3.0 0.5 2.2 4.4
8.4 7.0 0.1 12 72

В этом случае к батарее подключается делитель напряжения по образцу, показанному на схеме. Используя делитель напряжения, можно измерить ёмкость батареи из нескольких аккумуляторов или ёмкость литий-ионного аккумулятора.

Требуемый ток разряда I при среднем напряжении Um обеспечивает сумма двух резисторов: R + r = Um / I .

Резистор R рассчитывается так, чтобы при конечном напряжении на батарее Ue , напряжение на резисторе R стало равно 1V: R = (Um / I) × (1V / Ue) .

Как проверить ёмкость аккумулятора по напряжению?

По напряжению ёмкость определить нельзя. Для каждого типа батарей и аккумуляторов есть типичные кривые разряда. По ним можно оценить отношение заряда к ёмкости (  процент заряда  ). Я использую зарядное устройство Ansmann , которое для такой оценки измеряет напряжение при заданном токе разряда. Однако у NiMh аккумуляторов не только ёмкость, но и рабочее напряжение уменьшается с возрастом. В некоторых случаях Ansmann давал оценку 30% в то время, как измерение до полного разряда давало 80%.

Как измерить ёмкость аккумулятора без этой схемы?

Подключите к заряженному аккумулятору резистор R и вольтметр. Следите по часам. Через некоторое время T напряжение U снизится до минимально допустимого. В этот момент отключите резистор. Ёмкость равна Q = T × U / R

В чём отличие от схемы, которая была на сайте раньше?

0. Старая схема
1. Вместо 1.3-1.1V на часы подаётся 2.6-2.2V
2. Вместо выключателя для дополнительного элемента питания использован контакт реле, и теперь отключение обоих аккумуляторов происходит автоматически.
3. Добавлена защита реле от обрыва резистора R

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора и как его измерить?

Этот раздел перенесён на отдельную страницу «Внутреннее сопротивление»

Автомобильный аккумулятор (АКБ)

Автомобиль не заводится, хотя зарядное устройство работает нормально, и показывает, что аккумулятор полностью заряжен. Дело не в ёмкости. После нескольких слишком глубоких разрядов внутреннее сопротивление увеличилось, и аккумулятор больше не может выдать ток, необходимый для работы стартёра. Придётся купить новый аккумулятор, и больше не допускать глубокого разряда.

Как измерить ёмкость АКБ

Для оценки ёмкости можно использовать лампу от фары в качестве нагрузочного сопротивления. Это должна быть лампа накаливания, например, галогеновая, но не светодиодная. Лампа 60вт потребляет ток 5А. Подключите параллельно аккумулятору вольтметр и лампу. Следите по часам. Когда напряжение снизится до 11в — разряд закончился — отключите лампу. Если это не сделать, то аккумулятор испортится. Если до окончания разряда прошло 10 часов, то ёмкость вашего аккумулятора 50 а·час. Если 5 часов, то 25 а·час. Этот тест не гарантирует, что машина заведётся, так как стартёру нужно не 5А, а 100-150А.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Лампу от фары можно использовать для оценки внутреннего сопротивления. При токе 100А на внутреннем сопротивлении не должно теряться более 1 вольта. Соответственно, при токе 5А не должно теряться более 0.05 вольта (1в * 5А / 100А). Подключите параллельно аккумулятору вольтметр и лампу. Запомните величину напряжения. Отключите лампу. Обратите внимание, насколько увеличилось напряжение. Если, допустим, напряжение возросло на 0.2 вольта, то аккумулятор испорчен, а если на 0.02 вольта, то он исправен. При токе 100А потеря напряжения будет всего 0.4в (0.02в * 100А / 5А).

Конденсатор вместо аккумулятора?

Ёмкость конденсатора определяется немного по другому: C = Q / U

Ёмкость зависит от геометрии конденсатора. Если увеличить расстояние L между пластинами конденсатора, то заряд Q и напряжённость электрического поля между пластинами E не изменятся, а разность потенциалов U = E × L увеличится. Поэтому ёмкость конденсатора C уменьшится.

Можно ли использовать конденсатор вместо аккумулятора или наоборот?

В некоторых случаях можно, и используют. Главное отличие конденсатора от аккумулятора при использовании в качестве источника тока в том, что по мере разряда напряжение на аккумуляторе долго остаётся стабильным, а на конденсаторе оно снижается пропорционально оставшемуся заряду.

Какой конденсатор мог бы заменить обычный аккумулятор ААА (1000 ма·час)?

Q = 1000 ма·час = 3600 А·сек = 3600 Кулон
C = Q / U = 3600 К / 1.2 В = 3000 Фарад

Такие конденсаторы «Ионисторы» уже созданы, и даже продаются. По принципу устройства они приближаются к аккумуляторам, так как обкладками такого конденсатора служит химически образуемый двойной электрический слой на границе электрода с электролитом.

 
Евгений Корниенко

2004

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *