Как проверить емкость свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. Определение емкости автомобильного аккумулятора


Как измерить емкость аккумулятора

Определение емкости аккумулятора. Физический смысл.

Емкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течении которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Сама физическая единица показывает, что емкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).Емкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея.Не следует путать понятия емкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Емкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течении которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Реальная емкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше емкости имеет батарея. Емкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому ее необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи. Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течении 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).

Определение емкости аккумулятора методом длительного разряда

Стандартным лабораторным методом определения емкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда. В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током. Одновременно ведут учет времени разряда батареи. Емкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время. Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.

Бытовым способом измерения емкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной емкости. Время засекается по обычнм часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течении тестирования снижается, и следовательно меняется ток нагрузки. Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.

Еще один способ измерения емкости аккумулятора так же основан на использовании метода длительного разряда. В этом случае используется специальная электронная схема и электронные часы, подключенные в схему. Такую схему можно найти на страницах журналов радиолюбителей.

Собрать ее сможет опытный радиолюбитель или профессиональный электронщик, для каждого аккумулятора придется подобрать расчетным путем необходимые значения сопротивления нагрузки. Измерение проводится так же в течении 20 часов.

Определение емкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Для быстрого определения емкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры емкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений. Для определения емкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проволит их распознание и с помощью микропроцессора проводит необходимые вычисления емкости аккумулятора. Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.

Одним из таких приборов является тестер емкости аккумуляторных батарей SKAT-T-AUTO

Тестер емкости аккумулятора SKAT-T-AUTO  является полностью автоматический прибором, не требует специальных знаний для проведения измерений. Тестер предназначен для быстрой оценки технического состояния герметичных и негерметичных свинцово-кислотных АКБ с номинальным напряжением 12 В и номинальной емкостью от 1,0 до 120 Ач.

Тестер емкости аккумулятора позволяет определить емкость аккумулятора с необходимой для эксплуатации АКБ точностью всего за 15 секунд.  Работа с прибором очень проста. Нужно отсоединить батарею от прибора, в котором она установлена, подсоединить к тестеру с помощью специальных зажимов и нажать всего одну кнопку.

После определения остаточной емкости батареи, ее сравнивают с номинальной емкостью новой батареи, указанной в паспорте изделия. Если остаточная емкость батареи менее 50 %, то ее необходимо вывести из эксплуатации и провести восстановление или замену батареи.

skat-ups.ru

Как измерить емкость аккумулятора мультиметром: пошаговая инструкция

Сегодня батареи различных типов применяются в самой разнообразной технике. Это обеспечивает автономность и комфорт при работе с оборудованием. От правильной работы аккумулятора зависит функционирование техники, поэтому пользователи стремятся контролировать основные показатели батарей.

У владельцев транспортных средств, устройств, механизмов, инструментов, которые работают от электричества, может возникнуть вопрос, как измерить емкость аккумулятора мультиметром. Этот несложный процесс выполняется по определенной инструкции. Как произвести замер самостоятельно, каждому пользователю будет интересно изучить подробно.

Что собой представляет мультиметр

Измерение емкости аккумулятора выполняется при помощи специального прибора. Он сочетает в себе функции амперметра, вольтметра и омметра. Поэтому мультиметр считается универсальным прибором.

При помощи представленного оборудования можно проверить провод на обрыв, напряжение в розетке, работоспособность бытовых электрических приборов, а также оценить уровень зарядки аккумуляторов различного типа (автомобильных, для ноутбука, телефона, бытовых приборов и т. д.).

Прибор позволяет замерять постоянный и переменный ток, его непрерывность в сети. Также он предоставляет информацию о сопротивлении элемента цепи. Это полезный прибор, который пригодится в быту каждому домашнему мастеру.

Типы мультиметров

Задаваясь вопросом, можно ли мультиметром измерить емкость аккумулятора автомобиля, смартфона, ноутбука или любой другой бытовой техники, необходимо рассмотреть типы представленных приборов.

Существуют аналоговые и цифровые мультиметры. В первом случае результат измерений показывает стрелка на особой шкале. Это один из самых дешевых типов устройств. Однако тем, кто никогда не пользовался подобными приборами, лучше отдать предпочтение цифровым разновидностям. Также аналоговые мультиметры имеют небольшую погрешность в измерениях.

Цифровые мультиметры выводят результат замера на дисплей. Это их отличает от предыдущей группы устройств. Информация на экране характеризуется высокой точностью и понятна для любого пользователя.

Устройство прибора

Вникая в вопрос, как определить емкость аккумулятора мультиметром, требуется также понять, как работает устройство. Конструкция прибора имеет циферблат. На него выводится информация теста. Если применяется аналоговая разновидность устройства, перед применением необходимо изучить значение делений.

Также прибор имеет кнопку или переключатель функций. Этот элемент конструкции позволяет переключать режимы и масштаб счетчика. При хранении прибора ручку устанавливают в выключенное положение. Для начала работы с мультиметром рычаг включают в нужный режим.

В корпусе обязательно имеются отверстия для щупов. Зонд с красным проводом имеет положительную полярность, а с черным – отрицательную. Это основные моменты, которые должен знать начинающий пользователь.

Существующие типы батарей

При использовании бытовых приборов пользователя может интересовать, как измерить емкость аккумулятора 18650 мультиметром. Этот размер батарей в народе принято называть пальчиковыми. Его чаще всего применяют в различных пультах, фонариках, бытовых приборах. Чтобы исследовать работоспособность каждого элемента питания, производится замер заряда таких батарей.

Также пользователь может интересоваться, как проверить функциональные качества таких разновидностей, как батарея для ноутбука, смартфона или любого другого гаджета. Если после полной зарядки прибора мультиметр показывает емкость, отличную от заявленной производителем, аккумулятор в скором времени придется поменять.

В различных электроинструментах может применяться батарея, которая требует правильного подхода к зарядке. Если это требование производителя не выполняется, емкость аккумулятора постепенно снижается. Определить подобные неполадки можно при помощи мультиметра.

Одним из основных направлений применения измерительного прибора является оценка емкости автомобильного аккумулятора (АКБ). В этом случае применяется особая технология замеров.

Измерение заряда аккумулятора

Рассматривая, как измерить емкость аккумулятора телефона мультиметром, а также других видов бытовых батарей, следует изучить технологию этого процесса. В первую очередь необходимо включить измерительный прибор. Его рычаг переключения режимов устанавливается в положение «Постоянный ток».

Максимальный диапазон при измерении подобных типов батарей должен составлять от 10 до 20 МА. Далее щупы подносят к контактам батареи. При этом «минус» надо подсоединить к «плюсу» и наоборот. Если действие выполнено правильно, на экране появится показание теста. Например, для пальчиковой батареи значение может колебаться от 0 до 1,5 В.

После замеров электрическую цепь быстро разъединяют. Для всех батарей, которые тестируют представленным способом, следует сопоставлять полученный результат с показателями на коробке. Если имеются отклонения, нужно сделать выводы о дальнейшем применении аккумулятора.

Автомобильный аккумулятор

Владельцы автомобилей также могут интересоваться, как измерить емкость аккумулятора мультиметром. Инструкция проведения этого процесса содержит ряд особенностей. АКБ могут иметь датчик, позволяющий определить их емкость и изменение заряда. Однако далеко не в каждом автомобильном аккумуляторе есть такая функция. В этом случае поможет оценить показатели мультиметр.

При проведении теста производится замер напряжения на клеммах. Полностью заряженная АКБ будет иметь результат 12,6 В. Если же показания снизятся до 12,2 В, это говорит о частичной разрядке батареи. При этом владелец авто должен подзарядить аккумулятор.

Если без нагрузки на АКБ мультиметр показывает цифру меньше 12 В, это означает, что прибор полностью разряжен. Критичными считаются показания прибора менее 11 В. В этом случае батарея больше не может эксплуатироваться. Также аккумулятор нельзя будет заряжать, поэтому придется приобретать новое оборудование.

Как проверить АКБ?

Изучая, как померить емкость аккумулятора мультиметром, необходимо рассмотреть процедуру для батареи транспортного средства. Полноценная проверка автономного источника питания позволит избежать неполадок в электросети автомобиля, продлить срок эксплуатации АКБ.

Сначала аккумулятор необходимо отсоединить от системы машины. Допускается отключать только контакт «минус». Далее нужно включить мультиметр. Режим теста устанавливается в диапазон от 0 до 20 В.

Щупы мультиметра подсоединяют к контактам аккумулятора. К положительной клемме подводится красный провод, а к отрицательному выходу – черный. При правильном выполнении этой процедуры на экране прибора появится результат измерений.

Замер емкости мультиметром

Изучая, как измерить емкость аккумулятора мультиметром, следует рассмотреть основные особенности этого процесса. Существует несколько способов его выполнения. Реже применяется подход замера емкости при помощи контрольного разряда. Замер емкости происходит при нагрузке, которая способна забрать половину тока аккумулятора.

При проведении этого процесса владелец транспортного средства должен учитывать плотность электролита. Если АКБ заряжена полностью, этот показатель составит 1,24 г/см³. Если аккумулятор разряжен на одну четвертую часть, показатель составит 1,2 г/см³. Соответственно, наполовину разряженный источник питания покажет 1,16 г/см³.

Проверка производится, если автомобиль плохо заводится. Емкость и заряд аккумулятора должны быть в установленных производителем рамках, иначе работа оборудования будет неполноценной.

Замер емкости

Зная, как измерить емкость аккумулятора мультиметром, можно произвести процедуру самостоятельно. Для этого требуется подготовить мультиметр. При измерении на аккумулятор должна действовать нагрузка, забирающая половину тока аккумулятора. Например, если емкость АКБ составляет 7 А-ч, то нагрузка должна быть 3,5 В. Потребуется лампочка автомобильной фары (35-40 В).

Подключается нагрузка. Далее нужно несколько минут подождать. Нагрузка в виде лампочки позволит сразу же определить низкий заряд аккумулятора. Если свет тусклый, батарея больше эксплуатироваться не может.

Если лампочка светит ярко, можно производить замер. Напряжение на клеммах 12,4 В говорит об исправности аккумулятора, его полной емкости. Если существуют определенные проблемы с запуском, проблема заключается не в АКБ. Если же емкость составляет меньше 12,4 В, следует задуматься о приобретении в скором времени новой батареи.

Если параметры оборудования при замерах не соответствуют тем, которые указал производитель в инструкции, автомобиль, телефон, электроинструменты не смогут работать правильно. Это вызовет их скорую поломку и приведет к необходимости приобретать новое дорогостоящее оборудование.

Рассмотрев, как измерить емкость аккумулятора мультиметром, можно оценить функциональность батареи любой разновидности. Это позволит избежать неправильной работы любой электрической техники, запитанной от автономного источника электричества.

fb.ru

Прибор для измерения емкости аккумулятора. Основные способы

Каждый автовладелец задается вопросом, какой необходим прибор для измерения емкости аккумулятора. Измерение данной величины зачастую проводится при прохождении планового ТО, однако будет полезным научиться самому ее определять.

Прибор для измерения емкости аккумулятора

Емкость аккумулятора - это параметр, который определяет объем энергии, отдаваемый батареей при определенном напряжении за один час. Измеряется он в А/ч (Ампер в час), и зависит от плотности электролита, которую определяют специальным устройством - ареометром. При покупке новой батареи все технические параметры производитель указывает на корпусе. Но эту величину можно определить и самому. Для этого существуют специальные приборы и методы.

Самый простой способ - это взять специальный тестер, например "Кулон". Это современный прибор для измерения емкости автомобильного аккумулятора, а также его напряжения. В этом случае вы затратите минимальное количество времени и получите достоверный результат. Для проверки необходимо подключить прибор к клеммам батареи и в течение нескольких секунд он определит не только емкость, а также напряжение аккумулятора и состояние пластин. Однако существуют и другие методы определения емкости АКБ.

Первый метод (классический)

К примеру, мультиметр можно использовать, как прибор для измерения емкости аккумулятора автомобиля, но с его помощью точных показаний вы не получите. Обязательным условием для данного метода (его называют методом контрольной разрядки) является полный заряд батареи. Для начала необходимо подключить к аккумулятору мощный потребитель (вполне подойдет обычная лампочка мощностью 60Вт).

После необходимо собрать цепь, которая состоит из мультиметра, АКБ, потребителя, и подать нагрузку. Если лампочка в течение 2 минут не меняет своей яркости (в противном случае аккумулятор восстановлению не подлежит), снимаем показания прибора в определенные интервалы времени. Как только показатель упадет ниже стандартного напряжения батареи (под нагрузкой она составляет 12В), начнется ее разряд. Теперь, зная промежуток времени, который потребовался на полное опустошение запаса энергии и ток нагрузки потребителя, необходимо перемножить эти значения. Произведение этих величин и является реальной емкостью АКБ. Если полученные значения отличаются от паспортных данных в меньшую сторону, необходима замена батареи. Этот метод дает возможность определить емкость любой АКБ. Недостатком данного метода являются большие затраты времени.

Второй метод

Также можно воспользоваться методом, при котором аккумулятор разряжают через резистор, применяя специальную схему. Используя секундомер определяем время, затраченное на разряд. Так как энергия будет теряться при напряжении в пределах 1 Вольта, мы с легкостью определим силу тока воспользовавшись формулой I=UR, где I - сила тока, U - напряжение, R - сопротивление. При этом необходимо избежать полной разрядки батареи, используя, например, специальное реле.

Как сделать прибор самостоятельно

При отсутствии возможности приобретения готового устройства, всегда можно собрать прибор для измерения емкости аккумулятора своими руками.

Для определения степени заряда и емкости АКБ можно воспользоваться нагрузочной вилкой. В продаже имеется много моделей уже готовых вилок, однако можно собрать ее собственноручно. Далее рассматривается один из вариантов.

В данной модели используется расширенная шкала, благодаря чему достигается высокая точность измерений. Имеется встроенное нагрузочное сопротивление. Шкала разделена на два диапазона (0-10 В и 10-15 В), что дает дополнительное снижение погрешности измерений. Устройство также имеет 3-х вольтовую шкалу и другой вывод измерительного приспособления, давая возможность проверки отдельных банок АКБ. Шкала на 15В достигается благодаря снижению на диоде и стабилитроне напряжения. Величина тока устройства возрастает, если значение напряжения превышает уровень открытия стабилитрона. При подаче напряжения ошибочной полярности защитную функцию выполняет диод.

На схеме: R1- передает стабилитрону требуемый ток; R2 и R3 - резисторы, подобранные для микроамперметра М3240; R4 - определяет ширину узкого диапазона шкалы; R5 - нагрузочное сопротивление, включается тумблером SB1.

Сила тока нагрузки определяется по закону Ома. В расчет принимается нагрузочное сопротивление.

Прибор для измерения емкости аккумулятора АА

Емкость аккумуляторов типа АА измеряется в мА/ч (миллиампер в час). Для измерения таких батарей можно применять специальные зарядные устройства, которые определяют ток, напряжение и емкость батареи. Примером такого устройства является прибор для измерения емкости аккумулятора AccuPower IQ3, который имеет блок питания с диапазоном напряжения от 100 до 240 Вольт. Для измерения потребуется вставить аккумуляторы в устройство, и на дисплее появятся все необходимые параметры.

Определение емкости с помощью зарядного устройства

Также емкость можно определить и с помощью обычного зарядного устройства. Определив величину силы тока заряда (она указывается в характеристиках прибора), необходимо полностью зарядить аккумулятор и засечь затраченное на это время. После, перемножив эти два значения, получаем приблизительную емкость.

Более точные показания можно получить, воспользовавшись еще одним методом, для которого вам потребуется полностью заряженный АКБ, секундомер, мультиметр и потребитель (можно использовать, например, фонарик). Подключаем потребитель к аккумулятору, и при помощи мультиметра определяем ток потребления (чем он меньше, тем более достоверны результаты). Засекаем время, в течение которого светил фонарик, и полученный результат умножаем на ток потребления.

fb.ru

Измерение ёмкости аккумулятора

Обратите внимание! Сайт переехал. Правильный адрес: photo-ek.ru

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

 

photo-ek.ru

Понятие емкости аккумулятора.

Емкость аккумулятора и аккумуляторной батареи



Емкость аккумулятора определяется количеством электричества, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывной его разрядке постоянной силой тока до конечного значения напряжения. По ГОСТ 959-71 номинальная емкость (Сном) стартерных аккумуляторных батарей гарантируется при непрерывной их 20-часовой разрядке силой тока, равной 5 % емкости батареи до напряжения 1,75 В на отстающем аккумуляторе, при средней температуре электролита 25 ˚С и его начальной плотности 1,285 г/см3.

Наиболее энергоемким процессом (с точки зрения затрат электроэнергии) при эксплуатации автомобиля является пуск двигателя стартером. Очевидно, что для автомобилей с мощными двигателями для пуска двигателя требуется и бóльшая мощность стартера, а это, в свою очередь, требует больших затрат электроэнергии и более емкого аккумулятора (аккумуляторной батареи).

Оценка номинальной емкости аккумуляторной батареи (или аккумулятора) осуществляется по результатам его разрядки нормируемой силой тока до установленного конечного значения напряжения между выводами разной полярности. Чем дольше разряжается аккумулятор (или батарея), тем больше его емкость.

Проверка номинальной емкости аккумуляторной батареи (или отдельного аккумулятора) осуществляется при 10-часовом режиме разрядки силой тока, равной 10 % емкости батареи (аккумулятора) до конечного напряжения 1,7 В на отстающем аккумуляторе.

При эксплуатации аккумуляторных батарей разрядная емкость аккумуляторов зависит от следующих факторов: массы и пористости активной массы положительных и отрицательных пластин; силы разрядного тока; температуры электролита и его плотности; химической чистоты серной кислоты, воды и материалов, из которых изготовлены решетки и активная масса пластин; чистоты поверхности крышек аккумуляторной батареи; продолжительности работы пластин и т. д.

Увеличить емкость аккумулятора при одной и той же массе пластин можно путем увеличения числа пластин за счет уменьшения их толщины и увеличения пористости активной массы. При этом увеличивается площадь контакта пластин с электролитом (активная или рабочая поверхность пластин).

При увеличении силы разрядного тока, особенно при включении стартера, внутри пор активной массы положительных пластин образуется большое количество воды, снижается плотность электролита. Разница плотности электролита в порах положительных пластин и между пластинами негативно сказывается на состоянии аккумулятора – сернокислый свинец закупоривает поры активной массы, образуются кристаллы сернокислого свинца (процесс сульфатации пластин). Это нужно учитывать при пуске двигателя стартером, особенно в зимнее время.

Большое влияние на разрядную емкость оказывает температура электролита. Номинальная емкость гарантируется при температуре +25 ˚С.

С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что затрудняет его проникновение в поры активной массы пластин, а это приводит к снижению емкости аккумулятора. С повышением температуры электролита емкость батареи будет увеличиваться, однако при этом возможно коробление пластин, сползание активной массы, разрушение решеток положительных пластин.

В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи ее емкость постоянно меняется. В начале срока службы она несколько повышается вследствие увеличения площади активной массы пластин, а затем снижается из-за выпадения активной массы или ее отслаивания от решеток пластин, процессов сульфатации, уплотнения пор и т. п.

***



Для определения емкости аккумуляторной батареи ее сначала полностью заряжают силой тока 5 % от паспортной емкости и доводят плотность электролита до 1,285 г/см3. Затем батарею разряжают силой тока 5 % емкости до тем пор, пока на одном из отстающих аккумуляторов напряжение не понизится до 1,75 В. Емкость аккумулятора определяется, как произведение разрядного тока на время разрядки.

***

Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов

Емкость аккумуляторной батареи при последовательном соединении одинаковых по емкости аккумуляторов равна емкости одного аккумулятора, а ЭДС такой батареи равна сумме ЭДС аккумуляторов, входящих в нее.

При параллельном соединении аккумуляторов емкость батареи будет равна сумме емкостей всех аккумуляторов, а ЭДС будет равна сумме одного аккумулятора. Обычно параллельно соединяют аккумуляторные батареи с целью увеличения их емкости при пуске двигателя стартером, потребляющим ток большой силы.

***

Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи

От величины внутреннего сопротивления аккумуляторов (Rаб) зависит максимальная сила тока в цепи стартера при пуске двигателя.

Внутреннее сопротивление заряженной аккумуляторной батареи 3СТ-80 при плотности электролита 1,27 г/см3 и температуре +40 ˚С составляет 0,01 Ом, а при -20 ˚С увеличивается до 0,02 Ом. Внутреннее сопротивление аккумулятора уменьшается с увеличением числа пластин и их размеров, уменьшением расстояния между пластинами, при увеличении пористости сепараторов, с увеличением плотности электролита, уменьшение кристаллов сернокислого свинца в активной массе пластин.

***

Циклы зарядки и разрядки аккумулятора



k-a-t.ru

Емкость аккумулятора

studfiles.net

1. Емкость аккумулятора - самая важная техническая характеристика аккумулятора

Емкость аккумулятора показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычноемкость аккумулятора измеряется в ампер-часах, а для небольших аккумуляторов - в миллиампер-часах.

Сама единица измерения показывает, что емкость аккумулятора является произведением постоянного тока разряда аккумулятора (в амперах, иногда в миллиамперах) на время разряда (в часах):

Е [А * час] = I [А] х T [час]

2. Емкость аккумулятора и энергия.

Вопреки расхожему мнению, емкость аккумулятора не характеризует полностью энергию аккумулятора, т.е. энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Ведь чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия. В самом деле, электрическая энергия равна произведению напряжения на ток и на время протекания тока:

W [Дж]= I [А] х U [В] х T [с]

Следовательно, энергия аккумулятора равна произведению его емкости на номинальное напряжение:

W [Вт*час]= E [А*час] х U [В]

2. Емкость и энергия аккумуляторной батареи

Если несколько аккумуляторов одной емкости соединены последовательно, то емкость получившейся аккумуляторной батареи равна емкости входящих в батарею аккумуляторов. А энергия аккумуляторной батарея является произведением энергии одного аккумулятора на число аккумуляторов.

4. Емкость аккумулятора и заряд (заряженность)

Иногда путают емкость аккумулятора и заряд (заряженность) аккумулятора. Емкость показывает потенциал аккумулятора, то, сколько времени он сможет питать нагрузку, если будет полностью заряжен.

Можно провести аналогию со стаканом воды. Емкость (объем) стакана не изменяется в зависимости от того, полный он или пустой. Так и с аккумулятором - в заряженном и разряженном состоянии аккумулятор имеет одну и ту же емкость.

5. Какие еще бывают характеристики емкости свинцового аккумулятора?

Энергетическая емкость [Вт/элемент]

Характеристика аккумулятора, показывающая способность аккумулятора разряжаться в режиме постоянной мощности в течение определенного небольшого времени (обычно 15 минут). Эта характеристика распространена в США, но постепенно распространяется и среди производителей аккумуляторов из других стран. Приближенно оценить емкость аккумулятора в ампер-часах по его энергии в Вт/эл (15 мин) можно по формуле:

Е [А*час] = W [Вт/эл] / 4

Резервная емкость

Характеристика автомобильного аккумулятора, показывающая его способность питать электросистему движущегося автомобиля, если генератор автомобиля не работает. Измеряется в минутах разряда аккумулятора током 25 А. Распространена в США (reserve capacity). Приближенно оценить емкость аккумулятора в ампер-часах по его резервной емкости в минутах можно по формуле:

Е [А*час] = T [мин] / 2

6. От чего зависит емкость аккумулятора?

Ток разряда

Обычно производитель назначает номинальной емкость свинцового аккумулятора при длительных (10, 20 или 100 часов) разрядах. Емкость аккумулятора при таких разрядах обозначается как С10, С20или С100. Мы можем рассчитать ток, протекающий через нагрузку при 20-часовом (например) разряде - I20:

I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]

Значит ли это, что при 15-минутном (1/4 часа) разряде ток будет равен Е20 х 4 ? Нет, это не так. При 15-минутном разряде емкость свинцового аккумулятора обычно составляет чуть менее половины номинальной емкости. Поэтому и ток I0.25 не превышает Е20 х 2. Т.е. ток разряда и время разряда свинцового аккумулятора не пропорциональны друг другу.

Зависимость времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в частности, формула (закон) Пейкерта (Пекерта) - по имени немецкого ученого Peukert. Пейкерт установил, что:

I p * T = const

Здесь p - число Пейкерта - показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Формула Пейкерта действует и для современных герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов.

Для свинцовых аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1.15 до 1.35. Величину константы в правой части уравнения можно определить по номинальной емкости аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для емкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

Здесь Eн - номинальная емкость аккумулятора, а Iн - ток разряда, при котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового разряда).

Конечное напряжение разряда

По мере разряда напряжение на аккумуляторе падает. При достижении конечного напряжения разряда аккумулятор отключают. Чем меньше конечное напряжение разряда, тем больше емкость аккумулятора. Производитель аккумулятора устанавливает минимальное допустимое конечное напряжение разряда (оно зависит от тока разряда). Если напряжение аккумулятора становится меньше этой величины (глубокий разряд), аккумулятор может выйти из строя.

Температура

При повышении температуры от 20 до 40 градусов Цельсия емкость свинцового аккумулятора возрастает примерно на 5%. При уменьшении температуры от 20 до 0 градусов Цельсия емкость аккумулятора уменьшается примерно на 15%. При уменьшении температуры еще на 20 градусов, емкость аккумулятора падает еще на 25%.

Износ аккумулятора

Емкость свинцового аккумулятора в состоянии поставки может быть чуть больше или чуть меньше номинальной емкости. После нескольких циклов разряд-заряд или нескольких недель пребывания под "плавающим" зарядом (в буфере) емкость аккумулятора увеличивается. При дальнейшей эксплуатации или хранении аккумулятора емкость аккумулятора падает - аккумулятор изнашивается, стареет и в конце концов должен быть заменен новым аккумулятором. Чтобы заменить аккумулятор вовремя, за износом аккумулятора лучше следить с помощью современного тестера емкости аккумулятора - индикатора емкости свинцовых аккумуляторов "Кулон"

7. Как проверить емкость свинцового аккумулятора?

Классическим методом проверки аккумулятора является контрольный разряд. Аккумулятор заряжают, а затем разряжают постоянным током, регистрируя время до конечного напряжения разряда. Дальше определяют остаточную емкость аккумулятора по формуле:

Е [А*час]= I [А] * T [час]

Ток разряда обычно выбирают таким, чтобы время разряда примерно соответствовало 10 или 20 часам (в зависимости от того, для какого времени разряда указана номинальная емкость аккумулятора). Теперь можно сравнить остаточную емкость аккумулятора с номинальной емкостью. Если остаточная емкость составляет менее 70-80% номинальной емкости, аккумулятор выводят из эксплуатации, потому что при таком износе, дальнейшее старение аккумулятора будет происходить очень быстро.

Недостатки традиционного метода контроля емкости аккумулятора очевидны:

  • сложность и трудоемкость;

  • выведение аккумулятора из эксплуатации на длительный срок.

Для быстрого теста аккумуляторов сейчас существуют специальные приборы, которые позволяют проверить емкость аккумулятора за несколько секунд.

Как проверить емкость свинцово-кислотной аккумуляторной батареи

Любая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея имеет две основные характеристики: напряжение и емкость, определяющие способность отдавать количество электрической энергии в заданных промежутках времени.

Периодический контроль напряжения и емкости аккумуляторов позволяют своевременно выявить негативные процессы старения батарей, предотвратить возможность внезапного отключения нагрузки и избежать рисков выхода из строя оборудования в электрической сети.

Напряжение и емкость измеряются разными методами, среди которых есть традиционные и современные.

Напряжение аккумуляторной батареи измеряется приборами «вольтметр». Стандартные свинцово-кислотные аккумуляторы для ИБП производятся с напряжением 6 и 12 вольт. Первые встречаются довольно редко и практически не используются в источниках бесперебойного питания в виду их «морального устаревания».

Номинальное напряжения рабочего аккумулятора находится в пределах от 11 до 13 вольт и зависит от состояния заряда.

Обращаем Ваше Внимание: Следует учитывать следующий факт, что наличие напряжения 12 вольт не гарантирует наличия емкости, соответственно, работоспособности и качества аккумулятора.

Емкость аккумулятора измеряется в ампер часах и характеризует заряд отдаваемый батареей в пределах рабочих напряжений. В процессе работы, аккумулятор подвержен естественному старению и утере рабочей емкости.

К традиционным методам измерения емкости относят методы проверки «нагрузочной вилкой», принцип которой основан на измерении напряжения батареи, при подключенной эталонной нагрузке. Недостатком данного метода является необходимость полного заряда аккумулятора для проведения измерений, отключение потребителей, во время измерения и относительная точность показаний результатов измерений.

Нагрузочно-диагностический прибор

Современные методы позволяют определять емкость аккумуляторов специализированными индикаторами емкости без отключения нагрузки за пару секунд. Принцип измерения основан на посылании сигнала специализированной формы и определение полезной площади свинцовых пластин батареи, что в свою очередь указывает на максимальную емкость аккумулятора.

Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов (тестер аккумуляторов) Кулон-12/6p

Возможность определения емкости без отключения нагрузки всего за пару секунд, без создания помех в электронику устройства делают индикаторы незаменимым прибором в сфере ремонта и технического обслуживания источников бесперебойного питания.

Так работает тестер аккумуляторов:

Контроль емкости аккумуляторов перед продажей позволяет продавать исключительно качественные батареи и не беспокоиться о состоянии их работоспособности от трех до пяти лет.

Проверить емкость аккумулятора для ИБП в домашних условиям можно просто подключив автомобильную лампочку большой мощности (галогенку) - по яркости свечения можно косвенно судить о степени заряда аккумулятора. Если проверить напряжение на клеммах батареи - оно должно быть не менее 11 вольт на протяжении пары минут. Слабое свечение лампы накаливания или резкое падение напряжения ниже 11 вольт при подключении лампочки, свидетельствует о малом заряде батареи или утере емкости в следствия старения.

Также, можно собрать прибор для проверки емкости аккумулятора в домашних условиях, типа нагрузочной вилки:

Схема устройства для проверки аккумуляторов

Предлагаемый прибор имеет повышенную точность за счёт применения расширенной шкалы. Встроенное нагрузочное сопротивление позволяет проверять напряжение и под нагрузкой в режиме нагрузочной вилки. При использовании деталей данного типа и номинала прибор будет иметь суженный диапазон от 0 В до 10 В примерно на четверть шкалы, а остальную часть шкалы будет занимать диапазон от 10 В до 15 В, что значительно повышает точность измерений. Автомобильный аккумулятор считается полностью заряженным при напряжении 14 В и полностью разряженным при напряжении 11 В, но при низких температурах ёмкость автомобильного аккумулятора несколько уменьшается, а напряжение полного заряда будет больше. Для проверки отдельных банок аккумулятора предусмотрена шкала на 3 В и другой вывод прибора.

Расширенная шкала на 15В получается благодаря падению напряжения на стабилитроне VD1 и диоде VD2. При напряжении больше, чем напряжение открывания стабилитрона прямое падение напряжения на диоде, ток через прибор увеличится. Диод VD2 также защищает прибор от перегрузки при подаче напряжения неправильной полярности.

От номинала резистора R4 зависит ширина узкого диапазона шкалы прибора. Через него небольшой ток будет проходить и при запертом стабилитроне.

Резистор R1 позволяет подавать на стабилитрон VD1 небольшой необходимый ток стабилизации. Сопротивления резисторов R2 и R3 подобраны для микроамперметра М4256 с током полного отклонения 50 мкА. От номинала резистора R4 зависит ширина суженного диапазона.

Резистор R5 нагрузочное сопротивление большой мощности для проверки аккумулятора под нагрузкой включается кнопкой SB1 или переключателем на соответствующий ток, а о подключении нагрузки сигнализирует лампа NL2. Ток нагрузки зависит от величины нагрузочного сопротивления и расчитывается по закону Ома:

I = U/R;  R = U/I.

Обязательно рассчитываем мощность, которую определяем по формуле:

P = UI

Поскольку стрелочный индикатор не реагирует на подключение неправильной полярностью из-за диода VD2, об этом будет сигнализировать лампа NL2. Все лампы типа МН13,5-0,16, но можно использовать и на меньшее напряжение с дополнительным резистором или светодиоды с последовательно подключенным резистором номиналом 1 - 2 кОм.

При замене стабилитрона VD1 на стабилитрон с другим напряжением, а также изменении номиналов некоторых резисторов можно использовать прибор для проверки аккумуляторов другого напряжения как без нагрузки, так и под нагрузкой.

Фактически получается схема нагрузочной вилки, которую можно изготовить своими руками. Ёмкость аккумулятора зависит от напряжения заряда. Высокая точность измерения при расширенной шкале позволяет достаточно точно определить степень заряда, а значит и ёмкость проверяемого аккумулятора.

meandr.org


Смотрите также