Разряд тока батареи аккумуляторов

Аккумуляторы — ёмкость и токоотдача.

Всем доброго, являюсь пользователем этого ресурса уже без малого три года и ежемесячно, если не еженедельно вижу вопросы на тему заголовка данной статьи, часто прохожу мимо, а последнее время стараюсь и вовсе не влезать в споры, ибо в комметариях к статьям еще куда ни шло, но в комментариях к товару бесконечные холивары явно не уместны.

Постараюсь в этой заметке обьяснить, как выбрать аккумулятор.

Аккумулятор это устройство которое накапливает (аккумулирует) энергию от внешнего источника и отдаёт её в последствии внешнему потребителю. Интересно то, что ни один аккумулятор начиная с 1803г (аккумулятор Риттера) не является непосредственно накопителем электричества в прямом смысле слова, все аккумуляторы при зарядке изменяют химический состав компонентов системы, а при разряде эти состояния возвращаются к исходным значениям — фактически все аккумуляторы можно назвать «преобразователями» электрической энергии в энергию химических процессов и обратно.

Существует множество типов аккумуляторов отличающихся конструкцией и химическим составом электролита, что в свою очередь определяет их применение в тех или иных сферах деятельности человека. Например — на подводных лодках использовались щелочные батареи из за того, что в то время герметичных аккумуляторов не было, а при заряде и разряде кислотные выделяют довольно опасный сернистый ангидрид, в тоже время щелочные только водород и кислород.

Вообще тема очень обширна и для тщательного разбора не хватит ни терпения у Вас мои уважаемые, ни времени у меня, по этому в этой заметке разберем только литий-полимерные аккумуляторы, хотя моделисты за все время моделизма использовали все типы батарей, в том числе и нетрадиционные самодельные элементы питания.

И так, при выборе батареи для модели нужно знать:

1. Какой максимальный (суммарный) ток она — модель требует для нормальной работы всех её узлов.

2. Как долго будет требоваться параметр из пункта 1., — сколько времени модель должна отработать на одном заряде.

3. Напряжение требующееся для работы модели.

Первые два требования напрямую определяют параметры требуемой батареи, третье иногда варьируется в небольших пределах и разбирать его не будем.

На самих аккумуляторах имеется вся необходимая информация для правильного выбора именно той, что нужна.

ЕМКОСТЬ. — Емкость это так сказать вместимость аккумулятора, — измеряется она в амперчасах — Ач или миллиамперчасах — мАч. Цифра или число стоящая перед говорит о том, что элемент или батарея будет отдавать этот ток в течении одного часа.

Пример: Батарея емкостью 1000мАч говорит о том, что она будет отдавать в нагрузку ток равный 1000мА или 1А в течении часа.

Время разряда напрямую зависит от силы тока в цепи, если к такой батарее подключить лампочку которая потребляет 100мА или 0,1А то она будет светить аж 10 часов и наоборот — если подключить скажем мотор который потребляет 6А то этого аккумулятора хватит всего на 10минут работы такого мотора.

Время работы можно вычислить разделив емкость на ток нагрузки, из примера выше; мы имеем батарею 1Ач и нагрузку 1А — 1Ач делим на 1А= 1час,T=C/I, Т время разряда, С ёмкость аккумулятора, I ток нагрузки. пример с лампочкой 1Ач делим на 0,1А=10ч и с мотором 1Ач делим на 6А =0,16ч — 10 минут. Сразу же хочу обратить внимание на то, что не любой аккумулятор способен разряжаться с такой скоростью как с мотором из примера (6А), некоторые батареи при таком быстром разряде выйдут из строя. Для того, что бы такого не случилось на аккумуляторах пишут еще один параметр.

ТОКООТДАЧА. — Токоотдача это выражаясь доступно даже начинающим ни что иное как допустимая СКОРОСТЬ разряда данного аккумулятора, на батареях или одиночных элементах (банках, ячейках) она выражается как «число и буква «С» (латинская Ц)», это указывает на то, что данная батарея может отдать всю запасенную энергию за время которое определяется разделив один час на количество «С», то есть — возьмем ту же батарею, что и в первом примере 1Ач и теперь нам сказали, что её токоотдача равна 10С, это значит, что она может отдать всю энергию за 1ч делим на 10С = 0.1ч то есть 6 минут, получается, что мотор из примера выше не повредит её разрядив за 10минут, ибо это по времени на 4 минуты дольше, чем максимальная скорость разряда в 6минут, до её полного разряда. Так мы высчитали время за которое её можно разрядить без вреда её здоровью, а рассчитать максимальный ток который она может выдать можно умножив её емкость 1Ач на цифру или число указанную как токоотдача «С» 1Ач х 10С=10А.

Часто вижу вопрос «25С хватит для этого самолета?» — На такой вопрос нельзя ответить не зная какова емкость того аккумулятора о котором «думает» автор вопроса, допустим его самолет потребляет на максимальных оборотах 10А, а аккумулятор о котором он говорит имеет ёмкость в 2Ач, это значит, что его самолет разрядит эту батарею за 2/10=0,2ч — 12минут, а теперь узнаем сколько для этого потребуется «С» токоотдача.

Токоотдачу можно вычислить 1час разделить на время полученное выше, для удобства час разобьём на минуты, и так 60/12=5 — получается, что для 12 минутного полёта ему понадобится аккумулятор емкостью 2Ач и токоотдачей 5С. Прошу обратить внимание на тот факт, что токоотдача никак не влияет на время полета, в данном случае Вы можете взять батарею с той же ёмкостью и токоотдачей 100С!! время полета останется 12минут и ни как иначе, потому как на время работы модели влияет только ёмкость батареи, часто новички выбирают батарею с гигантским «С» и практически не обращают внимание на емкость. К примеру если мы возьмем ту же модель из описания выше и всунем туда аккумулятор 500мАч и токоотдачей 60С (мы уже знаем, что она на 2Ач аккумуляторе летит 12минут) считаем время полета — 0,5Ач делим на ток нагрузки 10А=0,05ч — 3минуты, и это при том, что батарейка у нас аж 60С. А сколько же «С» нам потребуется для трех минутного полета на такой батарейке? 60/3=20С, так зачем же тогда переплачивать за лишние 40С если время полета у нас не изменилось хоть 20С, хоть 60С все равно 3 минуты.

Следующее заблуждение это параллельное или последовательное соединение аккумуляторов в батареи, многие уверены, что при последовательном токоотдача не изменяется, а увеличивается напряжение, а при параллельном увеличивается и ёмкость и токоотдача!! Однажды был даже трехдневный спор на этой почве.

НЕЕЕЕТ. токоотдача всегда остаётся такой — какой её нарисовал производитель на этикетке аккумулятора, вопрос в том получим ли мы бОльший максимальный ток от батареи соедененной параллельно?

Да безусловно максимальный ток от батареи мы получим во столько раз бОльший сколько аккумуляторов мы соединим в параллель, то есть если нам нужно получить ток нагрузки 10А, а имеется два аккумулятора которые «могут» дать только 5А, то смело можно соединить их параллельно и «взять» с этой сборки 10А, но токоотдача этой сборки останется такой как у одного из аккумуляторов в сборке!

Объясню; — у нас есть два аккумулятора 1Ач 5С, это значит, что максимальный ток с него можно получить 1*5=5А, однако нам нужно 10А! Соединяем два этих аккумулятора параллельно и получаем сборку 2Ач 5С, считаем по формуле 2Х5=10А, мы получили 10А максимальный ток с этой сборки, НО токоотдача сборки так и осталась 5С и это «5С» ни какая то абстракция или пиар фирмы — это четко выраженная величина которая на мой взгляд важнее всех остальных параметров указанных на аккумуляторах, ибо от знания этой цифры напрямую зависит здоровье аккумулятора, у меня как то спросили — «раз это такая нужная и важная величина, то в чем она измеряется?», отвечаю — измеряется она в номинальных ёмкостях данной батареи и выражается числом с буквой «С» превышать которую не просто запрещено, но даже приближаться к этой цифре не желательно.

В общем выбирая аккумулятор смотрите на емкость и считайте время полета, а когда Вас устроит последнее, ищите «С» чтоб во время полета аккумулятор на Вас не обиделся и не надулся как сыч.

Надеюсь доходчиво объяснил, жаль, что те кто задаёт вопросы про «сколько надо таких соединить, что бы на танк поставить мотор от болгарки» читать это вряд ли станут, ибо лучше сто раз спросить и ни разу не искать.

Всем спасибо за внимание, — с уважением.

Существует один вид накопителей которые накапливают электрический заряд напрямую, не изменяя химический состав компонентов системы — это конденсаторы и ионисторы (суперконденсаторы) В конденсаторах заряд хранится на металлических пластинах, расположенных параллельно на малом расстоянии и разделенных диэлектриком , чем больше площадь этих пластин — тем выше ёмкость конденсатора, но почему то их не назвали аккумуляторами 🙁

Источник

Как правильно разрядить аккумулятор автомобиля

Когда ваш автомобиль неожиданно отказывается слушаться, это всегда неприятно и почти всегда не вовремя. Отказ аккумулятора не относится к неисправностям с самыми печальными последствиями, но если это относительно новый АКБ, то его выход из строя может оказаться не случайностью, а результатом неправильной эксплуатации. И это уже системная ошибка – наивно будет предполагать, что покупка новой батареи исправит ситуацию.

Чтобы автомобильный аккумулятор служил долго, не менее заявленного производителем срока, необходимо следить за его состоянием и выполнять все рекомендуемые мероприятия, в числе которых периодическая разрядка. Увы, но мало кто из автовладельцев знает об этом, а число тех, кто выполняет эти процедуры, ещё меньше.

Между тем полный разряд батареи, и об этом знают даже школьники, вреден для аккумулятора. А вот профилактический – полезен, но только если эта процедура выполняется правильно, в соответствии с определёнными правилами, о которых и пойдёт речь ниже.

Зачем нужно периодически разряжать аккумулятор автомобиля

Чтобы разобраться, в чём смысл разрядки аккумуляторной батареи, давайте вспомним, как она работает.

Когда мы поворачиваем ключ в замке зажигания, то запускаем процесс, заключающийся во взаимодействии двух реагентов аккумулятора – свинцовых пластин и электролита. Замыкание электрической цепи инициализирует высвобождение электрической энергии, выделяемой в процессе снижения плотности электролита. Этот процесс сопровождается преобразованием части свинца на пластинах в сульфат свинца. Обратный процесс, то есть зарядка аккумулятора, превращает большую часть сульфатированого свинца превратиться обратно в чистый металл.

Как вы уже заметили, мы упомянули термин «большая часть». Это означает, что некоторое количество нерастворимого сульфата таковым и осталось, и этот процесс принято называть сульфатацией пластин. По мере увеличения доли нерастворимого остатка на пластинах ёмкость батареи начинает падать. Это, если можно так сказать, старение АКБ, то есть вполне естественный процесс. Аналогия не прямая, но удачная – жизнь аккумулятора, оказывается, тоже можно продлить.

«Правильный» образ жизни предполагает тренировку батареи циклами разрядки и последующей зарядки, во время которых АКБ запоминает, как преобразовывать соли свинца в свинец с минимальными потерями. Такие показательные тренировки необходимо устраивать как минимум раз в год, накануне наступления холодного сезона, а ещё лучше повторять процедуру и весной.

Мероприятие позволяет также с большой точностью оценить состояние автомобильного аккумулятора, степень выработки его ресурса. Нужно лишь осуществлять разряд и заряд с контролем времени и уровня заряда.

Каким током разряжать автомобильный аккумулятор

Если вы полагаете, что для полного разряда батареи достаточно оставить на ночь включёнными фары, то будете правы. Но такие действия вредны для обслуживаемых устройств, а для необслуживаемых и вовсе смертельны. Процедуру следует выполнять под строгим контролем до определённого момента времени, после чего сразу же приступить к зарядке.

Как правильно разрядить автомобильный аккумулятор, мы опишем ниже, а пока отметим, что рекомендуемый ток разряда автомобильного аккумулятора составляет 5 А. Большие токи вредны, они будут оказывать дополнительное разрушающее воздействие на пластины-электроды.

Перед началом разрядки необходимо замерить напряжение на клеммах АКБ и затем повторять измерения каждые 2 часа. Когда напряжение упадёт до 11 В, контроль нужно усилить – производить измерения каждые 15 минут, и когда показания прибора достигнут отметки в интервале 10,5-10,9 В, следует прекратить разрядку.

При этом у вас есть возможность оценить состояние батареи. Допустим, вы начали разрядку полностью заряженного АКБ ёмкостью 60 А*ч, и при токе в 5 А на это ушло 6 часов. В этом случае, умножив значение силы тока на время разрядки, получаем 30 А*ч, из чего можно сделать вывод, что ваш аккумулятор уже наполовину истощил свой изначальный ресурс.

Что допустимо использовать в качестве нагрузки

Наиболее доступный и простой в использовании вариант – автомобильная лампочка на 60 Вт. Если в вашей кладовке имеется реостат, рассчитанный на нагрузки порядка 5 А и более, можно использовать и его.

Нагрузка включается в цепь по последовательной схеме, как и амперметр. Подключение вольтметра – параллельное, напрямую к клеммам батареи. Используя рукоятку реостата, добиваемся, чтобы стрелка амперметра установилась на отметке 5 А и наблюдаем за показаниями вольтметра – они должны упасть ниже 10 В. Время разряда будет зависеть от многих факторов, но обычно это промежуток 6-12 часов.

Второй способ, как быстро и правильно разрядить аккумулятор автомобиля, заключается в использовании одного вольтметра, который и будет выступать в качестве нагрузки – вам достаточно его подключить и наблюдать за показаниями. Однако такая процедура отличается большой длительностью из-за малого нагрузочного сопротивления, поэтому более предпочтительным вариантом считается использование мощного ремонтного тестера.

Самым надёжным считается использование многофункциональной заводской зарядки. Зарядное устройство позволяет разряжать АКБ любого типа, причём в автоматическом режиме, без необходимости постоянного контроля. От вас требуется только ввести начальные значения тока зарядки и напряжения, при котором прибор должен выключиться, проинформировав водителя об окончании процесса звуковым сигналом.

Это же ЗУ можно использовать и для последующей зарядки аккумулятора. Подключение мощной нагрузки не рекомендуется – разрядка будет происходить быстрее, но и с большим вредом для батареи.

Разряд батареи без снятия её с автомобиля

Самый примитивный метод – при заглушенном моторе включить любой потребитель электроэнергии: печку, фару, обогрев стекла. Процедуру можно выполнять только на автомобилях, имеющих вольтметр на панели приборов. Окончание разрядки контролируется по его показаниям, при уменьшении вольтажа батареи до 10,9 В.

Разряд подручными средствами вне автомобиля

Вне транспортного средства можно использовать автомобильную лампу мощностью 60 Вт – именно она даст значение тока разряда в 5 ампер. Предварительно нужно измерить плотность электролита – нормальным считается значение порядка 1,27-1,29.

Лампа включается в цепь параллельно, как и мультиметр – напрямую к клеммам аккумулятора. Прибор установите в режим измерения напряжения, установив верхний предел на уровне не более 20 В. Разрядка продолжается на тех же условиях – пока вольтаж не снизится до 10,9 В. Учтите, что лампа будет сильно греться, положите её на безопасный с точки зрения противопожарной безопасности материал.

До скольки вольт можно разряжать автомобильный аккумулятор

Какой бы метод из вышеописанных вы не использовали, в любом случае процесс разрядки должен быть контролируемым. Крайне желательно осуществлять контроль с помощью вольтметра или другого измерительного прибора, способного измерять вольтаж в необходимом диапазоне (5-20 В) при силе тока порядка 5 ампер.

До какого напряжения разрешается разряжать АКБ, мы уже упоминали, причём неоднократно, и сделаем это ещё раз – так эти цифры лучше запомнятся: до 10,3-10,9 В.

В случае необслуживаемой батареи процесс разрядки можно контролировать и по плотности электролита. Если начальное значение заряженной батареи составит 1,27 г/см 3 , то при достижении 1,11-1,13 г/см 3 разрядку можно прекращать.

В любом случае после завершения процедуры разрядки необходимо сражу же приступать к зарядке АКБ. Длительный простой батареи в разряженном состоянии приводит к необратимым разрушительным химическим процессам, в результате которых аккумулятор безвозвратно потеряет часть ёмкости.

По этой же причине ответ на вопрос, можно ли полностью разряжать аккумулятор, будет отрицательным: процесс должен быть контролируемым. Если вы оставите включёнными фары и уйдёте, то нанесёте аккумулятору невосполнимый урон.

Когда начинать процесс заряда

Проседание напряжения на клеммах АКБ до значений ниже 10,9 вольт будет свидетельствовать о практически полном разряде батареи. Рассмотрим теперь, как правильно осуществить зарядку автомобильный аккумулятора для восстановления его работоспособности.

Для начала измерьте плотность электролита, в разряженном состоянии она будет ниже нормы, порядка 1,11-1,13 г/см 3 . Если разрядка производилась без снятия аккумулятора, обязательно выключите все потребители электроэнергии, а ещё лучше – снять оба провода с клемм. Заряжать нужно током, величина которого составляет 10% от номинальной ёмкости батареи (6 А для 60-амперного АКБ). Если устройство обслуживаемое, выкрутите пробки на всех 6 банках.

Когда в процессе зарядки начнут выделяться пузырьки газа, зарядку следует прекратить на 20-30 минут, после остывании батареи – продолжить, но с вдвое меньшим током. После повторного закипания измерьте напряжение и плотность. Если вольтаж поднялся до 12,6 В, а плотность – до 1,27, зарядку можно прекратить, в противном случае повторяем цикл с двукратным уменьшением тока зарядки.

Как видим, процедура разряда батареи не сложна, но характеризуется некоторыми нюансами. Выполняя эту операцию хотя бы раз в год, вы сможете рассчитывать, что АКБ прослужит не меньше, чем заявленный производителем ресурс.

Источник