Что измеряют в аккумуляторе
Как проверить заряд и емкость автомобильного аккумулятора?
Часто автолюбители сталкиваются с ситуацией в необходимости диагностики работоспособности аккумулятора на транспортном средстве, но зачастую не понимают в этом ничего.
В большинстве инструкций предполагается измерить плотность электролита, измерить напряжение аккумулятора и провести нагрузочное тестирование с помощью нагрузочной вилки. Но как правило ни ареометра, ни вольтметра, ни нагрузочной вилки нет.
Использование ареометра для измерения плотности электролита связано с риском облиться кислотой, испачкаться, а также в целом плотность не дает наглядной и полной информации о состоянии батареи.
Измерение напряжение дает информацию о степени заряда аккумулятора и необходимости в его заряде. Но дело в том, что есть ощутимая разница между новой заряженной батареей и БУ заряженной батарей — они вырабатывают различный пусковой ток, а также разряжаются с разной скоростью.
Обратим внимание на следующие иллюстрации.
Заряженная и разряженная аккумуляторная батарея:
Новая заряженная батарея и БУ заряженная батарея — с точки зрения пластин аккумулятора, это выглядит так:
Эти картинки показывают нам, что в каждом случае батарея заряжена на 100%, но часть пластин БУ аккумулятора больше не взаимодействует с кислотой и не участвует в электрохимических процессах. Это называется сульфатацией пластин аккумулятора, в результате чего, кстати, снижается общая плотность аккумулятора и вернуть ее к номинальным значениям, как у новой батареи нельзя. Таким образом мы имеем одинаковое значения напряжения у БУ и новой батареи, но разную плотность электролита.
Различают полную сульфатацию и частичную. При полной сульфатации, пластины уже не могут взаимодействовать с кислотой, при частичной в случае зарядки аккумулятора зарядным устройством, при определенных условиях, сульфат свинца можно растворить в кислоте, очистить пластины и продлить срок службы батареи. В настроящее время есть много разных устройств с функциями десульфатации, например Optimate, CTEK, Battery Service и другие.
Нагрузочное тестирование аккумулятора можно разделить на два метода: С помощью нагрузочной вилки 100-200А есть смысл проводить ТОЛЬКО при полном заряде аккумулятора, но к сожалению такое тестирование не всегда объективно. И чуть ниже мы объясним почему.Разряд стабилизированным током (тест на емкость)
В свою очередь, проверка емкости аккумулятора на емкость должна проводиться с помощью нагрузки стабилизированным постоянным током С10, С20 (10, 20% током от емкости АКБ). Электрическая лампочка не походит, т.к. это метод разряда называется — разряд постоянным сопротивлением и говорит нам о емкости ровным счетом ничего. А говорит лишь о том, сколько времени у вас проживет аккумулятор, если вы забудете выключить свет в автомобиле.
В первом случае нам помогут нагрузочные вилки, типа Ring Automotive RBA10 или RBA15, а во втором только профессиональное оборудование типа разрядно-диагностических устройств Conbat, BSL, Torkel и прочих.
В настоящее время широко распространены тестеры аккумуляторных батарей, измеряющих пусковой ток аккумуляторной батареи по методикам EN, DIN, SAE, IEC и т.п. Данные приборы способны качественно оценить работу аккумулятора. Считается, что аккумулятор не пригоден к эксплуатации, если его пусковая характеристика снизится более чем на 25% по отношению к номинальному значению.
К примеру: новая 70Ач батарея имеет пусковой ток (ток холодной прокрутки) 600А (EN), следовательно, как только пусковой ток снизится до 450А (EN) такой аккумулятор необходимо заменить.
Примерами таких устройств могут быть опять же Ring Auotomotive RBA50, RBAG500, RBAG700, а также приборы, которые используют автодилеры от американской компании Midtronics MDX-335P, MDX-655P, EXP-1000 и другие.
Сравнение результатов тестирования аккумуляторной батареи с помощью нагрузочной вилки и тестером пускового тока:
Первый вариант — новая батарея, полностью заряженная, все пластины в рабочем состоянии. Нагрузочная вилка покажет отличный результат.
Второй вариант — новая батарея, полностью разряженная. Нагрузочная вилка покажет плохой результат. Но батарея новая! Ее просто нужно зарядить.
Третий вариант — БУ батарея, полностью заряженная. Нагрузочный тест отличный, т.е. напряжение под нагрузкой изменяется в пределах нормы, а вот тест тока холодной прокрутки покажет потерю 25% пусковых характеристик. И вот с такой батареей начнуться проблемы.
Таким образом, мы видим, что не всегда достаточно определить уровень заряда батареи, а тест нагрузочной вилкой может быть необъективным в случае если батарея не заряжена полность, а разряженную батарею и вовсе не протестировать.
Измерение пускового тока батареи снимает неопределенность в случае БУ батарей, которые являются заряженными, но не могут выработать достаточное количество энергии для запуска двигателя ТС.
Альтернативный путь нагрузочного тестирования — это проверка напряжения во время запуска двигателя и фиксация наименьшего значения (как это делается в случае с нагрузочной вилкой, но на реальную нагрузку). Более подробно об этом методе описано в статье CrankCheck
(С) Battery Service. Перепечатка материала возможна только c ссылкой на оригинал статьи.
Хитрости измерения емкости аккумуляторов смартфонов и другой мобильной техники
Содержание
Содержание
Как может показаться на первый взгляд, с емкостью аккумуляторов мобильных устройств все предельно просто и понятно — грубо говоря, чем больше миллиампер-часов (мА·ч) в батарее, тем лучше, и тем дольше проработает девайс. Но подобный показатель, к которому привыкли все или почти все, не всегда отражает реальное положение дел, а значит, что сравнивать данные по емкости аккумуляторов у различных устройств не всегда корректно. Какие же секреты таят современные аккумуляторы, и какие дополнительные показатели могут пролить свет на их реальную емкость? Обо всем этом и пойдет речь в нашей статье, а также будут рассмотрены популярные методы измерения емкости аккумуляторов в домашних условиях.
Параметры аккумуляторов
Самую подробную информацию об аккумуляторе стоит искать на его корпусе или в специальных документах с детальным техническим описанием, именуемых «даташитами» (datasheet), а вот в обычных технических характеристиках устройства едва ли будут указаны все нюансы.
Тип аккумулятора — в современных устройствах обычно используется так называемые литий-полимерные аккумуляторы, которые являются слегка усовершенствованной версией литий-ионных аккумуляторов, а иногда на самом деле отличий никаких и нет, и это не более чем маркетинговая уловка. В бытовом понимании литий-полимерные батареи выделяются лишь тем, что имеют мягкий пластиковый мешочек вместо твердого корпуса.
Limited charge voltage — максимально возможное напряжение аккумулятора, повышение которого вызовет различные проблемы с батареей, вплоть до взрыва. Впрочем, бояться перезаряда не стоит, так как при зарядке должна сработать защита.
Nominal Voltage — среднее или рабочее напряжение аккумулятора, при котором он работает большую часть времени. Показатель стоит воспринимать как усредненное значение.
Typical Capacity — типичное, среднестатистическое значение емкости для используемого аккумулятора. Показатель указывается в мА·ч и/или Вт·ч.
Rated Capacity — минимальная емкость батареи, и тут нужно пояснить, что даже в рамках одной партии емкость аккумуляторов может немного отличаться, что вполне допустимо, а показатель Rated Capacity как раз и дает понять в каких пределах могут быть отклонения. Есть и случаи, когда фактическая емкость оказывается выше заявленной производителем.
В каких значениях измеряется емкость аккумулятора
Так сложилось, что почти все ориентируются на показатель в миллиампер-часах при указании емкости, что удобно как производителям, так и на самом деле и пользователям. Посудите сами, какая цифра выглядит более красивой, 5000 мА·ч или, к примеру, 19.25 Вт·ч? Очевидно, что второй показатель кажется маленьким и неудобным для того, чтобы прижиться у массового пользователя. Но давайте более подробно вникнет в суть терминов.
А·ч (ампер-час) — правильнее ампер-часы называть не единицей измерения емкости, а электрическим зарядом, показывающим, какой ток аккумулятор может выдать за один час. При этом важно знать номинальное напряжение аккумулятора, чтобы получить представление о его возможностях, так как 4000 мА·ч при 3.85 вольтах при переводе в Вт·ч, дадут меньшую емкость, чем 4000 мА·ч, скажем, с 7.4 вольта. Для мобильных устройств стандартным остается номинальное напряжение аккумулятора в 3.7, 3.8 или 3.85 В.
Вт·ч (Ватт-час) — является мерой энергии, показывающей то, сколько энергии будет получено или отдано в течение часа при приеме или отдаче энергии в 1 Вт. Считается, что ватт-часы наиболее точно отражают емкость аккумулятора.
И все-таки не на всех аккумуляторах обозначено значение в ватт-часах, либо оно по каким-то причинам дано неправильно. Но мы и сами можем рассчитать показатель, зная емкость в миллиампер-часах и номинальное напряжение. Достаточно перемножить известные числа, затем поделить их на 1000:
3700 мА·ч («емкость» в миллиампер-часах) x 3.85 В (номинальное напряжение) : 1000 = 14.245 Вт·ч
Бывают случаи, когда производители, вместо номинального напряжения, показатель в мА·ч умножают на максимальное напряжение, что дает более солидную, но неправильную цифру в Вт·ч. По каким причинам это делают непонятно — возможно это ошибка, а может попытка ввести пользователя в заблуждение.
Впрочем, с подсчетом в любом случае не все так просто — ниже приведен график разрядки аккумулятора, по которому видно, что напряжение постепенно падает, а поэтому при умножении на номинальное напряжение получается лишь приблизительная цифра, которая, тем менее, обычно оказывается довольно близка к реальной. Погрешность может составлять около 1 Вт·ч (часто меньше), и почти всегда именно в ватт-часах реальная емкость оказывается меньше заявленной, даже если получится полное соответствие в миллиампер-часах.
Как самостоятельно измерить емкость аккумулятора
Реальную емкость аккумуляторов можно измерить самостоятельно, и самым популярным методом является использование USB-тестера. Обычно такие устройства действительно могут отобразить приблизительную, сравнительно точную емкость, но вариаций тестеров столько, что каких-то однозначных выводов делать не стоит.
Проблема в том, что тестеры подсчитывают только ту емкость аккумулятора, которая используется устройством, тогда как даже после полной разрядки всегда остается некий запас, необходимый для предотвращения глубокого разряда, очень вредного для аккумуляторов. В зависимости от модели мобильного устройства такой запас может составлять несколько сотен мА·ч или около 0.4–1 Вт·ч. Еще одна особенность USB-тестеров заключается в том, что не все они подсчитывают емкость в Вт·ч, а если и делают это, то на достоверность показателей рассчитывать не стоит.
Кроме того, более точные результаты получаются при разрядке, а не при зарядке батареи. И, наконец, в тестерах подсчет в мА·ч обычно происходит при 5 В напряжения, тогда как многие современные смартфоны поддерживают быструю зарядку при более высоком напряжении, в результате чего тестер выдаст низкие показатели емкости. Здесь придется либо использовать при зарядке блок питания, выдающий напряжение не более 5 В, либо самостоятельно пересчитывать результаты с учетом фактического напряжения.
В связи с этим возникает вопрос, есть ли более достоверные методы измерения емкости? Да, есть, правда самое точное оборудование недоступно простым пользователям, так как оно используется на производстве, стоит немалых денег и может иметь огромные размеры. Но есть и бюджетные аналоги в виде электронных нагрузок, которые доступны каждому.
Рассмотрим подобное оборудование на примере EBC-A10, которое способно как заряжать даже глубоко разряженные аккумуляторы, так и разряжать их, что нам и нужно для получения достоверных данных.
Стоит отметить, что правильнее всего измерять емкость батареи, когда она извлечена из устройства или когда отсоединен шлейф, соединяющий ее с основной платой девайса.
Проще всего тестировать съемные батареи, для извлечения которых не нужно разбирать устройство. Вначале добиваемся полной разрядки девайса, так, чтобы он автоматически выключился. После подключаем аккумулятор к электронной нагрузке и дополнительно разряжаем его примерно 30–60 секунд током 0.2 C (20% от заявленной емкости аккумулятора), в результате чего получим напряжение, которое нам пригодится для того, чтобы узнать используемую мобильным устройством емкость батареи.
В аккумуляторах смартфонов напряжение при отключении устройства варьируется примерно от 3.2 до 3.5 вольта.
Затем полностью заряжаем аккумулятор через мобильный девайс и вновь ставим его на разрядку через электронную нагрузку, снова тем же током 0.2 C. В настройках программы EB Tester Software, которая нужна для проведения подсчетов и построения графиков, выставляем разрядку сначала до напряжения, полученного в предыдущем тесте, а затем до значения 2.8 вольта. Меньше уже ставить опасно для аккумулятора — он может перестать заряжаться даже через электронную нагрузку (а именно через нее потом придется заряжаться для получения более высокого напряжения), не говоря уже о смартфонах и планшетах, да и на общее значение емкости это почти никак не повлияет, так как после разрядки примерно до 3 вольт напряжение уменьшается очень быстро.
В итоге получаем емкость как в привычных для многих мА·ч, так и в более правильных Вт·ч, причем программное обеспечение ведет непрерывный подсчет с учетом снижающегося напряжения, и по итогу получаются более точные цифры, чем в том случае, если бы просто умножили номинальное напряжение на заявленные производителем миллиампер-часы.
Итоги
У производителей давно существуют различные маркетинговые хитрости, благодаря которым удается добиться красивых цифр в спецификации под названием «емкость аккумулятора», и лишь изредка в технических характеристиках устройств указывается емкость в Вт·ч, по которой было бы правильнее делать сравнения с другими моделями. Но даже это значение является приблизительным.
Впрочем, явным обманом это трудно назвать, ведь миллиампер-часы (мА·ч) обычному пользователю удобнее для восприятия, а сильно завышенная информация о емкости встречается обычно только в некоторых девайсах от не слишком известных производителей. Правда многое зависит и от вида устройства, и если смартфоны с завышенной в характеристиках емкостью батареи встречаются все реже, то у портативных аккумуляторов реальные показатели пока не всегда соответствует ожиданиям.
Не стоит забывать и том, что большая емкость батареи, насколько бы честной она не была, еще не гарантирует продолжительное время работы устройства, так как многое зависит от оптимизации операционной системы и софта, а также от максимальной яркости дисплея, дополнительных функций и от используемого железа, которое не всегда может быть энергоэффективным.
Замер мультиметром напряжения аккумулятора и утечки тока в авто
Недавно я столкнулся с проблемами с аккумулятором — машина не заводится.
Аккумулятор я купил новый, но все же захотел проверить машину — а вдруг утечка где есть. Захотеть-то — захотел, но как это сделать? Нашел в интернете я информацию и решил поделиться со всеми.
Для этого нам понадобится мультимер.
Самый распространенный и недорогой выглядит примерно так:
Для понятности я нашел картинку, где расписаны все значения мультиметра
Итак, приступим.
1) Замер напряжения аккумулятора
Для измерения напряжение с помощью мультиметра, необходимо включить его в режим измерения постоянного напряжения, при этом диапазон установить выше максимального значения напряжения на заряженном аккумуляторе, заряженный аккумулятор имеет около 12,7 вольт, поэтому выбираем — DCV, 20 вольт. Далее нужно подключить черный щуп мультиметра на минус аккумулятора, красный щуп на плюс АКБ и снять показания с дисплея мультиметра.
Напряжение полностью заряженного аккумулятора должно быть не менее 12,6 вольта. Если напряжение батареи менее 12 вольт, степень ее заряда упала больше чем на 50 %, аккумулятор необходимо срочно зарядить! Напряжение на аккумуляторной батареи величиной меньше 11,6 в означает, что батарея разряжена на 100 %.
Теперь перейдем к утечке тока.
В любой машине есть минимальный ток утечки (порядка 50-80мА.)
Охранная сигнализация обычно потребляет около 20–25 мА, память контроллера системы впрыска – 5 мА, память магнитолы – 3 мА, так же потребляет ток приборка и блок центрального замка. В итоге получается около 60мА. С такими затратами тока аккумулятор прослужит несколько лет, не подводя хозяина.
Но если утечка тока составляет больше чем 60-80мА, тогда аккумулятор будет быстро садится.
2) Замер утечки тока
Для начала нужно Мультиметр поставить в режим измерения тока на 10 или 20 Ампер.
Как определить утечку тока в разрыв массы:
Снимаем «-» клемму с АКБ
Один из провод амперметра подключаем к «-» АКБ
Другой на снятый провод (полярность на цифровом мультиметре не имеет значения)
Как определить утечку тока в разрыв плюса:
Отключите плюсовую клемму от аккумулятора
Подключите амперметр минусовой клеммой — к контактной клемме автомобиля
Плюсовой клеммой — к АКБ
Технология определения утечки тока:
Подготовьте автомобиль к тестированию (отключите магнитолу, габариты, освещение в салоне и т.д.)
Через минуту подключите амперметр в разрыв цепи и снимите показания (особенность автосигнализаций такова, что они становятся на охрану не раньше чем через минуту)
Как увидели на амперметре ток утечки, то начинаем вытаскивать и ставить обратно по порядку предохранители и реле — станет понятно какая цепь дает утечку, когда ток придет в норму.
Надеюсь моя запись поможет кому-то и избавит от необходимости листать интернет в поисках информации.
Здесь рассмотрены только основные моменты работы с мультиметром и аккумулятором авто. А возможности мультиметра очень обширны, не зря его назвали МУЛЬТИ, что значит много.
Проверяем самочувствие аккумулятора автомобиля разными способами
Если мотор — сердце автомобиля, то аккумулятор — та самая сила, оживляющая машину. В его подчинении запуск двигателя и питание бортовой сети, если он выключен.
Способы проверки аккумулятора
Какие аккумуляторы есть на рынке? Свинцово-кислотные, литиевые и щелочные. Аккумуляторная кислотная батарея, или АКБ, чаще всего используется в авто- и мототехнике. Проверенные временем устройства долго держат заряд и хорошо переносят постоянные нагрузки. Недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является их уязвимость к холоду. Отрицательная температура в сочетании с низким зарядом аккумулятора влияют на плотность электролита внутри батареи. Чтобы не допустить замерзание и разрядку АКБ, необходимо знать как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность.
Существует несколько способов проверки состояния АКБ:
Проверка по индикатору
Проще всего оценить уровень заряда с помощью индикатора, который некоторые производители устанавливают на крышку своего аккумулятора. Технически индикатор заряда аккумулятора представляет собой своего рода поплавок, который перемещается в зависимости от уровня жидкости в АКБ. Как чувствует себя батарея определяют по цвету индикатора:
На вопрос как проверить емкость аккумулятора ответят специальные приборы — тут простым индикатором не обойдешься, тем более он есть не у всех батарей.
Проверка аккумулятора автомобиля с помощью мультиметра
Специальный прибор может измерить заряд и предупредить об утечке тока. Купить его можно в любом большом автомобильном магазине, или в отделе «все для электриков» где-нибудь в строительном супермаркете. Как это делается — по пунктам:
Данные таблицы показывают, что если напряжение на клеммах меньше 12.7 В, то АКБ заряжена не полностью, а если мультиметр выдает менее 11,7В — это признаки неисправности или глубокого разряда.
Использование нагрузочной вилки при проверке аккумулятора
Метод нагрузочной вилки — один из самых эффективных и используется в процессе диагностики работоспособности АКБ под нагрузкой в профессиональных сервисных центрах. Сама по себе нагрузочная вилка представляет собой устройство, включающее мультиметр (вольтметр), нагрузочное сопротивление, а иногда и амперметр. Проверка исправности аккумулятора при этом проводится в два этапа:
При проверке таким способом нужно соблюдать температурный режим. Если в месте проведения диагностики температура воздуха ниже 20 градусов, холодная батарея может быстро разрядиться.
Применение зарядного устройства при проверке АКБ
Если необходимо срочно провести проверку аккумулятора, а мультиметра, ареометра и нагрузочной вилки под рукой нет, можно воспользоваться стандартным зарядным устройством. Шкала для определения напряжения батареи подскажет состояние источника питания после нажатия специальной проверочной кнопки. Нужно только подключить ЗУ к клеммам АКБ. Обратите внимание, включение устройства в электрическую сеть в момент проверки недопустимо.
Проверка электролита в аккумуляторе
Уровень электролита в аккумуляторе играет важную роль при эксплуатации устройства. Его проверка может проводиться по-разному в зависимости от конструкции конкретной АКБ. Традиционно автомобилисты оценивают уровень электролита визуально через отверстия под крышками банок аккумулятора. Некоторые модели оснащены шкалой для определения меры заполнения батареи с указанием максимума и минимума, допустимого для безопасной работы устройства. В лучшем случае производители делают часть пластикового короба прозрачным. Для еще более точного определения уровня используются стеклянные измерительные трубки, опускаемые на дно каждой банки. Если вы решите проводить замеры таким способом, не забудьте о мерах безопасности, ведь в состав электролита входит серная кислота.
Немаловажно при оценке состояния электролита в аккумуляторе измерить его плотность. Для исследования этого показателя понадобится специальный прибор ареометр, или денсиметр. Сложная конструкция состоит из двойной стеклянной колбы, груши и пробирки, наполненной ртутью или дробью. Ареометр позволяет установить точное соотношение частей воды и серной кислоты, содержащихся в электролите.
Процедура оценки плотности проводится не менее чем через 2 часа после полной зарядки аккумулятора путем взятия проб из каждой банки. Результат измерения считается достоверным, если набрано достаточное количество электролита (до поднятия поплавка). Оптимальный показатель плотности — 1,27-1,29 г/см3. При превышении нормы электролит можно разбавить дистиллированной водой, а при занижении необходимо добавить аналогичный раствор с нормальным показателем плотности.
Возможна ли зарядка АКБ в домашних условиях?
Зарядку аккумуляторной батареи желательно проводить в нежилых, хорошо проветриваемых помещениях. Если вам все же пришлось заряжать АКБ дома, лучше делать это на балконе. Дело в том, что в процессе зарядки аккумулятора выделяется опасный для здоровья человека сернистый газ, а также хлористые соединения кислорода. Подобные летучие вещества могут вызывать недомогание. Необходимо отслеживать продолжительность зарядки и состояние электролита. Не допускайте его «закипания», поскольку это может существенно снизить ресурс батареи. Сила тока ЗУ во время зарядки должна быть минимальной. Помните, для полной зарядки аккумулятора емкостью 60 ампер нужно 7-8 часов.
Специалисты официальных сервисных центров ГК FAVORIT MOTORS оказывают полный спектр услуг по обслуживанию и ремонту автомобилей любых марок. Квалифицированные мастера в короткие сроки устранят любые неисправности электрооборудования и проведут тщательную диагностику всех систем Вашего автомобиля. Обращайтесь к профессионалам!