Как емкость аккумулятора влияет

На что влияет емкость аккумулятора?

Современный человек в своем быту постоянно использует аккумуляторную технику. Это могут быть и различные гаджеты (смартфон или плеер, например), и электроинструмент (аккумуляторные шуруповерты, перфораторы, пилы и т.д.). Кроме того, аккумулятор есть и в автомобиле, который хоть и не отнесешь к аккумуляторной технике, но без батареи завести его не получится.

У каждого аккумулятора есть такой параметр, как емкость. В этой статье мы рассмотрим, на что влияет эта характеристика при работе той или иной техники.

Что означает емкость?

Итак, емкость можно по другому назвать вместительность. То есть, если говорить просто, то она означает, насколько много заряда может вместить в себя батарея. Измеряется эта характеристика в такой единице, как ампер-час (Ач). С одной стороны в этой единице содержится такая мера, как «ампер», обозначающая силу тока, а с другой стороны, здесь есть и единица «час», измеряющая время. То есть простыми словами количество ампер-часов показывает, нагрузку с какой силой тока нужно подсоединить к аккумулятору, чтобы посадить его полностью за час.

Но не все так просто. Аккумулятор — это такая штука, которая тем быстрее садится, чем больше нагрузку к нему подсоединить. К примеру, взять аккумулятор на 60 Ач. Если у нему подсоединить небольшую нагрузку в 3 А, то он сядет примерно за 20 часов. А вот, если нагрузка будет 60 А, то, к сожалению, час он проработать не сможет. Такая зависимость была выведена немецким ученым Пейкертом, в честь которого назван соответствующий коэффициент. Есть специальная формула по вычислению реальной емкости аккумулятора при том или ином значении подключенной силы тока. Здесь мы не будет вас ею нагружать, просто примите к сведению, что такая зависимость есть и все.

Ну и вам, наверное, уже стало понятно, что чем больше емкость, тем дольше может проработать прибор, подсоединенный к аккумулятору на одной его зарядке. Это прежде всего касается гаджетов и инструмента. С автомобилями нужно рассмотреть ситуацию с емкость несколько с другой стороны.

Емкость автомобильного аккумулятора

На автомобиле аккумулятор предназначен, прежде всего, для питания стартера, который раскручивает двигатель, позволяя ему завестись. Конечно, при выключенном моторе от батареи питаются и другие электроприборы автомобиля. Но основное назначение — это питание стартера.

Чтобы провернуть коленчатый вал двигателя, требуется стартер достаточной мощности, который по сути представляет собой обычный электродвигатель. Так вот, например, на автомобилях с двигателем объемом 1,3 — 1,6 л требуется около 1,5 кВт мощности. А это значит, что потребляемая сила тока составит около 120 А. На таких машинах устанавливают обычно батареи с емкостью 55-60 Ач. То есть такой емкости в идеале должно хватить на полчаса вращения стартера. Но выше мы отметили, что при большом токе время работы от одной зарядки сокращается. Плюс у нас еще бывает зимняя эксплуатация, когда холодный аккумулятор просто из-за низких температур теряет свою емкость. Также нужно отметить, что ток зарядки от генератора во время движения не очень высокий, поэтому хоть аккумулятор и несколько дозаряжается во время поездок, все равно с каждым пуском заряда в нем остается меньше.

Таким образом, производителями была высчитана оптимальная емкость батареи при том или ином объеме двигателя. Ее можно узнать из паспорта автомобиля или найти в Интернете конкретно для вашего авто. Если купить аккумулятор меньшей емкости, то придется довольно часто его заряжать. Покупка же более емкой батареи позволит иметь дополнительный запас заряда, что особенно полезно в зимнее время. Но не стоит увлекаться и брать значительно более емкие аккумуляторы. Чем больше емкость, тем меньше в батарее ее внутреннее сопротивление. А поскольку стартер рассчитан на работу с определенным диапазоном сопротивления, использование слишком емкого аккумулятора, сопротивление которого выходит за рамки этого диапазона, может привести к преждевременному выходу стартера из строя.

Заключение

Итак, если по простому, то емкость аккумулятора влияет на время беспрерывной работы подключенного к нему прибора от одной зарядки. Чем она больше — тем дольше работает прибор.

У автомобильных аккумуляторов емкость должна быть тем больше, чем больше объем двигателя машины. Можно приобретать более емкие батареи, чем указано производителем, но не стоит сильно этим увлекаться, так как параметр внутреннего сопротивления аккумулятора влияет на срок службы стартера.

Источник

Что такое ёмкость автомобильного аккумулятора и какое значение выбирать?

Автомобильный аккумулятор имеет ряд параметров, по которым его можно выбрать для того или иного транспортного средства. И это не только габариты, масса, расположение выводов. Это ещё и электрические характеристики, по которым можно судить о назначении аккумуляторной батареи. Сегодня в магазинах можно встретить аккумуляторы для мотоциклов, легковых автомобилей, грузовиков и спецтехники. Все они различны по своим показателям. Даже для различных классов легковых автомобилей аккумуляторы отличаются по своим электрическим параметрам. Если выбрать неподходящую АКБ, то могут возникнуть проблемы при последующей эксплуатации. Одна из ключевых характеристик аккумуляторной батареи – ёмкость. О ней мы сегодня и поговорим.

Основные характеристики аккумулятора

К основным характеристикам автомобильного аккумулятора относятся следующие:

• Электродвижущая сила;
• Ток холодной прокрутки;
• Ёмкость;
• Масса;
• Типоразмер;
• Полярность;
• Степень заряженности;
• Срок эксплуатации;
• Саморазряд;
• Срок хранения.

Ёмкость автомобильной аккумуляторной батареи

Как уже было сказано, ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах. Это значение обычно содержит наклейка автомобильного аккумулятора вместе с величиной пускового тока. Пример можно видеть ниже.

Обозначение ёмкости аккумуляторной батареи

Например, значение 72 А-ч показывает, что этот автомобильный аккумулятор сможет на протяжении 20 часов выдавать ток 3,6 ампер. При этом по окончании цикла напряжение на выводах должно составлять не менее 10,8 вольт. Но следует помнить, что этот же аккумулятор не сможет ток 72 ампер в течение 1 часа. При увеличении тока время разряда уменьшается, и это уменьшение выражается степенной зависимостью.

Одним из первых формулу этой зависимости вывел Пейкерт, немецкий учёный. Он вывел следующую формулу:

C_p — ёмкость аккумулятора,

k — коэффициент Пейкерта,

Коэффициент Пейкерта, используемый в формуле является постоянной величиной для определённого вида аккумуляторов. Для автомобильных свинцово-кислотных АКБ число Пейкерта лежит в пределах 1,15─1,35. Эта константа определяется по величине номинальной ёмкости АКБ.

В результате была выведена формула для расчёта реальной ёмкости АКБ при произвольном значении разрядного тока:

E_n — номинальная ёмкость АКБ,

Е – реальная ёмкость аккумулятора,

I_n номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная ёмкость. Ток в цикле 10 или 20 часов. Как правило, это 9 процентов от E_n.

Номинальная ёмкость аккумулятора определяется рядом технологических и конструктивных характеристик. Очень сильное влияние оказывают и условия эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи. Среди первоочередных характеристик, влияющих на этот параметр, можно назвать состав электролита, количество активной массы, геометрию и толщину свинцовых пластин. Основными технологическими характеристиками, определяющими величину ёмкости, являются состав и пористость активной массы. Кроме того, на разрядную ёмкость, как уже говорилось выше, влияют величина тока разряда и температура электролита.

Эффективность работы автомобильного аккумулятора можно оценить по следующей формуле:

E_p – ёмкость АКБ, рассчитанная при разряде, А-ч,

E_o – значение, рассчитанное на основе его электрохимических параметров, А-ч.

Как следует из закона Фарадея, чтобы получить ёмкости 1 А-ч, в теории требуется 3,865 грамма Pb, 4,462 грамма PbO₂ и 3,659 грамм H₂SO₄. В сумме получается около 11,986 грамм на 1 А-ч. Но в реальности таких значений добиться невозможно. Полного расходования активных веществ в протекающей химической реакции добиться невозможно. Для реакции с электролитом доступна лишь половина активной массы пластин. Другая половина просто обеспечивает объёмный каркас пластин и механическую прочность электродов.

Как проверить ёмкость АКБ

Некоторые любознательные владельцы автомобилей интересуются, а как измерить ёмкость автомобильного аккумулятора своими руками. Кто-то хочет сделать это из любопытства, другие хотят проверить соответствие реального значения ёмкости тому, что написано на этикетке. Как же это сделать?

Все довольно просто. Все данные для этого уже были приведены выше. Например, можно проверить ёмкость автомобильной АКБ при проведении контрольно-тренировочного цикла. Для этого собирается следующая схема.

Схема устройства для проведения контрольно-тренировочного цикла аккумулятора

Здесь U – напряжение батареи,

Ток разряда выбирается в зависимости от ёмкости автомобильной батареи и цикла разряда (10 или 20 часов). На практике для разряда обычно используют автомобильную лампочку подходящей мощности. Мультиметром можно измерить точную величину проходящего в цепи тока и засекаете время до падения напряжения до 10,8 вольт. Полученное время, умноженное на ток, и будет реальной ёмкостью автомобильной батареи.

Как выбрать правильную ёмкость аккумулятора для своего автомобиля?

Обычно этот параметр аккумулятора подбирают по объёму двигателя. Ниже приводится таблица зависимости от объёма двигателя транспортного средства.

Ёмкость аккумулятора, А-ч	Транспортное средство	Объем двигателя, л
55	легковые автомобили	1 — 1,6
60	легковые автомобили	1,3 — 1,9
66	легковые автомобили (кроссоверы, внедорожники)	1,4 — 2,3
77	грузовые автомобили малой грузоподъемности	1,6 — 3,2
90	грузовые автомобили средней грузоподъемности	1,9 — 4,5
140	грузовые автомобили	3,8 — 10,9
190	спецтехника (экскаваторы, бульдозеры)	7,2 — 12
200	грузовые автомобили (фуры, автопоезда)	7,5 — 17
Ёмкость аккумулятора, А-ч	Транспортное средство	Объем двигателя, л

Как видите, для легковых автомобилей самыми ходовыми являются автомобильные батареи ёмкостью 50─65 А-ч. Для внедорожников обычно устанавливают батареи ёмкостью 70─90 А-ч. Здесь стоит отметить ряд моментов, когда следует брать АКБ с ёмкостью немного больше:

• если в бортовой сети автомобиля работает большое количество потребителей (навигация, регистратор, охранная система, телевизор, различные виды обогрева и т. п.);
• если у вас автомобиль с дизельным двигателем (им для пуска требуется аккумулятор большей мощности).

Но, помните, что слишком высокое значение также «не есть хорошо». Этому есть две причины:

• Бортовая сеть автомобиля, включая генератор, рассчитаны на определённые характеристики аккумулятора. Поэтому могут полностью не заряжать автомобильную АКБ большей ёмкости. В результате работы в таком режиме аккумулятор потеряет преимущество в виде дополнительной ёмкости;
• Стартер автомобиля будет работать в более напряжённом ритме. Это скажется на износе щёток и коллектора. Ведь стартер также рассчитывается под определённые параметры (пусковой ток и т. п.).

Рекомендуем также прочитать статью про виды аккумуляторов для автомобилей.
Вернуться к содержанию

Источник

Что такое емкость аккумулятора и от чего она зависит

Если вы посмотрите на современный АКБ, то практически всегда обнаружите информацию о том, на какое напряжение элемент рассчитан и какова его емкость.

С напряжением все и так понятно, то вот с пониманием насколько хватит емкости того или иного аккумулятора не всегда понятно. В данном материале я расскажу, что такое емкость и от чего она зависит.

Что такое емкость аккумулятора

Давайте для рассмотрения возьмем обычную аккумуляторную батарею и посмотрим, что там написано:

Как видите данный элемент рассчитан на 1200 мА*ч. Если взять автомобильный аккумулятор, то там емкость несравненно больше и равна, например:

Как вы видите, в обоих случаях в качестве единицы измерений выступает «Ампер*час» и приставка «час» во всех случаях использована не просто так.

Если использовать простое объяснение, то емкость аккумулятора, измеряемая в «Ампер*часах», показывает какое время данный аккумулятор способен питать нагрузку при определенном токе.

Давайте рассмотрим пример с так называемым идеальным аккумулятором. У вас есть аккумулятор на 12 Вольт, имеющий полный заряд с емкостью 6 Ампер*час. Так вот, если к нему подключить нагрузку, потребляющую 0,6 А*ч, то АКБ будет способен обеспечивать энергией в течение 10 часов.

Пока не придет такое состояние аккумулятора, при котором последующий заряд будет просто опасен для него (для его рабочих параметров). А если нагрузка будет величиной в 1 Ампер, то тогда разряд наступит через 6 часов работы (в теории, конечно).

Показатели реального аккумулятора имеют существенные различия от идеального, и у каждого из них есть ограничение по верхнему пределу разрядного тока.

Ведь чем больший ток протекает при разряде, тем меньше линейность разрядной характеристики, следовательно, разряд аккумулятора наступит гораздо быстрее, чем показывало расчетное время.

Кроме этого напряжение, до которого можно разрядить или зарядить аккумулятор так же регламентируется и в обязательном порядке отображается в технической документации к изделию.

Так если взять самый обычный литий-ионный аккумулятор, рассчитанный на 3,7 V,

то его максимальное напряжение разряда равно 2,75 V. А напряжение, до которого можно зарядить аккумулятор, равно 4,25 V.

Если нарушить эти границы, то при сильном разряде ниже 2,75 V АКБ потеряет часть своей первоначальной емкости, а при перезаряде выше 4,25 V аккумулятор может взорваться.

Если рассмотреть свинцово-кислотный аккумулятор на 12 V, то нижний предел по напряжению будет 9,6 V, а верхний предел составит 13 V.

Как вы уже, наверное, обратили внимание, когда говорим о емкости, мы никоим образом не упоминаем о напряжении. Но если часы перевести в секунды и далее произвести простой математический расчет, то получим следующие выражения:

Получается, что емкость аккумулятора не имеет зависимости от напряжения на выводах. Но как только мы ставим на зарядку наш аккумулятор, то первым делом ориентируемся именно на напряжение, которое показывается на клеммах.

При этом если АКБ заряжен до номинального напряжения, то рассчитываем на всю емкость, запасенную в нем. Если же замер показал, что аккумулятор разряжен, то емкость уже не имеет никакого значения.

Так же настоящая емкость аккумулятора имеет прямую зависимость от тока разряда.

Как видно из таблицы сверху 10 часовой разряд и 10 минутный покажет примерно двукратную разницу в емкости.

Математическую зависимость от разрядного тока и временем разряда выявил ученый Пейкрет, который впоследствии ввел «коэффициент Пейкерта».

Так, например, этот коэффициент для свинцово-кислотных АКБ равен 1,25 и верно утверждение: чем больше ток разряда, тем меньше время разряда.

Реальную емкость АКБ подсчитать довольно легко: заряжаем аккумулятор до максимально разрешенного напряжения (согласно паспортным данным), а после этого разряжаем его постоянным током близким к 10 часовой характеристике до нижнего напряжения (так же указанного в паспорте).

После этого просто перемножаем ток разряда и время (в часах), за которое произошел полный разряд аккумулятора. Таким образом, вы найдете реальную емкость аккумулятора.

Понравилась статья, тогда с вас палец вверх. Спасибо за ваше внимание!

Источник