Напряжение акб


Как понять, сколько еще протянет аккумулятор в автомобиле — Российская газета

Признаки аккумулятора, приходящего в негодность, хорошо известны. Машина заводится далеко не с первого раза или лишь после длительного звукового аккомпанемента стартера (более двух секунд). Самый крайний вариант - когда вам вообще не удается завести машину - при запуске вы видите короткое подмигивание "приборки", слышите опять-таки кряхтение стартера, но мотор в итоге так и не схватывает. Одновременно на "приборке" может зажечься индикатор разрядки аккумулятора (красный значок батареи). Как понять, что проблема кроется именно в подсевшей или вышедшей из строя АКБ?

Смотрим в АКБ и борткомпьютер

Проще и быстрее всего выяснить состояние АКБ, заглянув в ее индикаторный глазок. Через такую "бойницу" опытный водитель определит и плотность электролита, и его уровень.

Однако такие глазки имеются далеко не на всех аккумуляторах. Поэтому, оценив целостность АКБ (на корпусе не должно быть трещин и подтеков, а клеммы надежно закреплены), погружаемся в меню борткомпьютера.

В большинстве моделей допуски указываются в вольтах (бывает также в процентах). Данные можно снимать как при работающем, так и выключенном двигателе. Если машина не завелась, актуален последний случай - напряжение при таком раскладе должно быть в пределах 12,5-12,8 В, что сигнализирует об уровне заряда 90 - 100%. Если напряжение батареи менее 12 вольт, уровень ее заряда упал больше чем на 50 %, и АКБ необходимо срочно зарядить. Ну а если это значение снижено до 10,5 -11,5 В, вероятность, что вы заведетесь, ничтожно мала.

Вооружитесь тестерами

Если бортовой компьютер в вашем автомобиле не показывает напряжение, или вообще не входит в оснащение (бывает и так), приобретите мультиметр - компактное и недорогое устройство с дисплеем, которое показывает напряжение в бортовой сети. Включаем в мультиметре режим измерения напряжения (диапазон 20 Вольт).

Прикладываем черный щуп устройства к "минусу" аккумулятора, красный щуп, соответственно, - к плюсу и снимаем показания с дисплея мультиметра. При работающем моторе напряжение должно быть примерно 14,0-14,4 В.

При неработающем, повторимся, 12,5-12,8 В. Причем, проверяя напряжение при работающем моторе, вы получаете и еще одну важную информацию - идет зарядка от генератора или нет. Если напряжение после пуска двигателя стало даже меньше, чем было изначально, с генератором проблемы, или он приказал долго жить.

Как эксплуатация машины влияет на долговечность АКБ

Жизнь аккумуляторной батареи напрямую зависит от особенностей эксплуатации автомобиля, и если говорить в общих чертах, для АКБ плохо и когда вы ездите очень много (режим такси), и очень мало (возрастные и начинающие водители, водители-подснежники, водители, совершающие очень короткие поездки). В первом случае батарея постоянно заряжается, соответственно, резко снижается ее ресурс, во втором - генератор заряжает аккумулятор лишь эпизодически, что также негативно сказывается на здоровье АКБ.

Другие неблагоприятные сценарии - повышенные нагрузки и глубокие разряды АКБ. К примеру - когда на аккумулятор завязано множество потребителей или когда вы регулярно даете "прикурить" соседу по гаражу. Или, скажем, вы забываете выключить фары, часто слушаете музыку при выключенном моторе, высаживая АКБ.

Зимняя эксплуатация - еще одно "зло". Холодные энергозатратные запуски мотора по утрам, движение в пробках со всеми включенными потребителями (фары, дворники, обогревы стекол и сидений) точно не продлевают жизнь АКБ. Наконец, аккумулятор может запросто быть убит поврежденными участками проводки или неисправным генератором. В последнем случае даже слабое натяжение ремня генератора может резко снизить ресурс батареи, поскольку напрямую влияет на силу тока зарядки.

Как продлить жизнь АКБ

Помимо поддержания исправного технического состояния всех узлов автомобиля, крайне важна правильная эксплуатация машины в зимний период. Среди прочего следует отказаться от езды на короткие дистанции (АКБ потратит больше энергии, чем успеет восполнить), не мучить аккумулятор в момент запуска машины на холоде (допускается крутить стартер не более 10-15 секунд), а идеальным вариантом будет не держать автомобиль на морозе, а, скажем, арендовать теплый гараж.

Внимание следует уделить также такой, казалось бы, рутинной процедуре, как удалению налета с клемм АКБ. Окислы, подтеки электролита и следы коррозии напрямую влияют на способность батареи проводить ток. В обслуживаемых батареях нужно также следить за плотностью и уровнем электролита, доливая нужное количество дистиллированной воды и электролита. Раствор имеют оптимальную плотность (1.27 г/см3), которая измеряется специальным прибором - ареометром (денсиметром).

И, наконец, избегайте простоя аккумулятора. Даже если вы долго не эксплуатируете машину (например, зимой), регулярно заводите двигатель и давайте ему проработать примерно полчаса. Как вариант, зимой можно снять аккумулятор и зарядить его дома или в гараже. Однако следует помнить, что современные автомобили не любят даже краткосрочного удаления АКБ, поскольку в таком случае слетают различные настройки мультимедиа, акустики и других бортовых систем.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля. Под нагрузкой и без нее. ― AutoVrach.ru


Вопрос о нормальном напряжении автомобильного аккумулятора стоит под сомнением у множества автовладельцев. Ведь напряжение АКБ как и её емкость, являются важными составляющими, от которых зависит качество его работы а так же функциональность. Аккумулятор является одним из самых важных компонентов транспортного средства. От его работы, зависит половина электроники и только с его помощью можно запустить двигатель, поэтому каждый автовладелец должен знать, какое напряжение правильное для его аккумуляторной батареи. Важным моментом для измерения напряжения составляет специальный прибор - мультиметр. На сегодняшний день, многие приобретают современные автомобили, но именно в таких машинах отсутствуют приборы с измерением "вольт". Именно поэтому, чтобы осуществлять процесс измерения напряжения, стоит обзавестись таким устройством . Производить проверку напряжения, необходимо хотя бы раз в месяц, это поможет Вам узнать о каких либо неисправностях связанных с напряжением и вовремя исправить ситуацию. В данной статье, мы затронем вопрос на тему - какое является нормальным напряжением аккумулятора.


Итак, в нормальном состоянии, аккумулятор должен выводить показатели напряжения в 12,6-12,7В. Эти значения говорят о том, что АКБ полностью заряжена. Так же, хочется отметить, что показатели могут меняться, например от условий, в которых происходит заряд аккумуляторной батареи. Многие ЗУ, при полном заряде выдают совсем другие значения, даже до 13,2В, и чтобы таких показаний не было, не стоит сразу после зарядки измерять напряжение, нужно подождать хотя бы час, чтобы цифры опустились до нужных замеров, с 13,2В до 12,7В. Если же показатели уходят в другую сторону, так например ниже 12В, это говорит уже о разряде АКБ на 50%. Следовательно, необходимо срочно осуществить заряд аккумулятора, так как такое состояние батареи приводит к сульфатации пластин свинца, тем самым приводя аккумулятор к снижению работоспособности. Но, многие автовладельцы, не имея возможности произвести подзарядку на месте, запускают мотор и с таким напряжением, и это вполне реально и возможно, если аккумулятор находится в отличном состоянии и не требует ремонта. А в случае, когда показатели упали ниже 11,6В, аккумуляторная батарея практически разряжена, в такой ситуации её дальнейшее использование невозможно без дополнительной подзарядки.

Таким образом, из выше написанного можно сказать, что нормальным уровнем напряжения являются показатели в 12,6-12,7В.

Однако, как показала практика, такое напряжение встречается редко, в основном показатели составляют до 12,49В, а это говорит о неполном заряде батареи. Но это не плохо, ведь снижение работоспособности устройства, происходит, когда показатели напряжения ниже 11,9 вольт.

Теперь рассмотрим, как ведёт себя напряжение под нагрузкой.


Как Мы уже и говорили, нормальным напряжением аккумуляторной батареи являются показания в 12,7В. Но на практике, более точным показателем является - фактический, он колеблется в диапазоне от 12,4 до 12,8В. Так замеры получаются без нагрузки на аккумулятор, в свободном состоянии.

Для чего нужна нагрузка и как её произвести? Тут все очень просто.

Нагрузка на аккумулятор необходима, так как с помощью этой проверки, Мы проверим работоспособность АКБ. Нормальное напряжение может выдержать любая АКБ, а вот уже нагрузку не каждая. Если осуществить нагрузку на аккумулятор, он начнёт выдавать уже совсем другие показатели, поэтому давайте проверим.


Процесс данной проверки очень прост. На полностью заряженное АКБ, осуществляем нагрузку, с помощью специального прибора, которое почти в два раза превышает емкость аккумулятора.

Например, если Ваш аккумулятор емкостью в 80А/ч, соответственно нагрузку подаём в два раза больше - 160А. Продолжительность этой нагрузки должна составлять до 5 секунд, не больше, причём показатели не должны быть ниже 9 вольт, если показатели составляют ниже, это значит аккумулятор разряжен, либо полностью не пригодна к дальнейшему использованию. Главной деталью этого процесса, является восстановление. После нагрузки, напряжение должно восстановится примерно за 5-6 секунд до нормального показателя. Чтобы узнать в каком состоянии аккумулятор, нужно повторить весь процесс, если со второго опыта показания доходят до 9 Вольт, значит АКБ в нормальном состоянии и необходим был заряд.


Важно заметить, что главной особенностью, благодаря которой и возможно определить уровень напряжения в аккумуляторе, это - плотность электролита, что находится внутри АКБ. Так например, в нормальном состоянии заряда, это - 12,7В, плотность электролита в аккумуляторе составляет 1,27г/см3.

Ну и наконец, хочется немного написать про аккумулятор и его напряжение в зимнее время. Эта проблема самая актуальная и часто задаваемые вопросы идут именно про это. В сильные морозы АКБ больше подвергается опасности и постоянному разряду, в результате этого, автомобиль не заводится. В таких случаях спасают специальные пуско-зарядные устройства, но некоторые владельцы авто забирают аккумулятор домой на ночь. Так из-за чего все таки происходят проблемы с использованием АКБ? Дело в том, что при отрицательной температуре, находящиеся внутри электролиты проходят медленнее чем в нормальную температуру. Поэтому, чтобы запустить двигатель даже в суровые заморозки, нужно, чтобы Ваш аккумулятор был полностью заряжен, это обеспечит нормальный уровень плотности и напряжение, которое и позволит осуществить запуск.

Итак, Мы выяснили какое же все таки нормальное напряжение для аккумулятора автомобиля.

Отметим, что выделяют три основных показателей напряжения, такие как:
- Фактическое
- Номинальное
- Под нагрузкой

Мы привели пример и описали все подробно на трёх основных показателях. Производить проверку стоит даже с новой аккумуляторной батареей. А чтобы напряжение Вашего аккумулятора всегда было в нормальном рабочем состоянии, на протяжении длительного времени, нужно соблюдать точные правила.


- Во-первых, проводить проверку всех проводов автомобиля, на целостность. Любая утечка тока может привести к потере заряда АКБ.
- Во-вторых, аккумулятор нужно поддерживать в чистоте.
- В третьих, любые потребители электроэнергии, стоит отключать перед запуском автомобиля, так как идёт сильная нагрузка.

Мы надеемся, что наша статья станет понятной и познавательной в решении вопроса с напряжением Вашей аккумуляторной батареей. А если вдруг Вы захотите приобрести себе зарядное устройство для зарядки АКБ, либо пусковое автономное устройство - для пуска двигателя, когда АКБ совсем разряжен, Вы всегда сможете сделать это у нас в магазине, оформив заказ через сайт, либо позвонив по телефону.

какое должно быть для автомобиля

В каждом автомобиле есть такой необходимый узел, как аккумулятор. Чтобы он работал, нужно, чтобы он был исправен, а его показатели могли в достаточной мере обеспечить машину необходимым количество тока, для всех агрегатов авто. Автомобильный аккумулятор считается одним из главных агрегатов, при эксплуатации которого нужно быть максимально внимательным. Нужно соблюдать показатели нормального напряжения аккумулятора автомобиля летом и зимой, чтобы машина никогда не подводила, и заводилась в любую погоду. Какое нормальное напряжение аккумулятора? Как замеряется? Из каких показателей оно складывается?

Содержание статьи:

Замеры и показатели нормы

Когда нет нагрузки

В нормальном состоянии АКБ, при измерении мультиметром (необходимый инструмент для измерения) замеры должны показывать значение 12.6-12.7 Вольт. Это означает, что аккумулятор полностью заряжен и готов к эксплуатации.

Замеры и показатели нормы

Некоторые производители заявляют, что напряжение на выпускаемой продукции составляет 13-13.2 Вольта. В таких АКБ это считается нормой.

Важно: не стоит производить замеры, если аккумулятор только зарядился – необходимо подождать 60-90 минут.

Но если значение падает в меньшую сторону – что это может значить? Когда падает ниже 12 Вольт – батарея разряжена наполовину. При таких показателях необходимо в ближайшее время зарядить аккумулятор – продолжение эксплуатации приведёт к сульфатации пластин, и батарея быстро придёт в негодность.

Напряжение аккумулятора на мультиметре

Если срочно нужно ехать, а показатели показывают, что АКБ заряжена наполовину, но генератор работает нормально – возможно завести, и ездить на автомобиле.

Когда значение падает ниже 11.6 V – аккумулятор заряжен приблизительно на 10%, и на такой батарее ездить категорически нельзя, и АКБ пора менять.

Получается, что нормальное напряжение автомобильного аккумулятора должно быть 12.6 -12.7 Вольт.

Проверка АКБ с помощью мультиметра

На практике же идеальные показатели встречаются не так часто, аккумулятор считается нормально заряженным при 12.2-12.8 В. Такие показатели говорят о том, что аккумулятор заряжен не полностью, но готов к эксплуатации. Ухудшение качеств аккумулятора начинается, если показатели ниже 11.9 Вольт.

Важно: чем выше плотность электролита, тем выше температура замерзания. Нормальным показателем считается плотность 1.27 г/см3 (измеряется ареометром). Свидетельствует о 100% заряде аккумулятора.

Самое минимальное значение, после которого аккумулятор выходит из строя, и теряет часть ёмкости – 10.8 Вольт.

Зарядка аккумулятора

Подача нагрузки

При подаче нагрузки на аккумулятор значения будут отличаться от состояния покоя – считается, что проверка под нагрузкой помогает выявить «мёртвые» АКБ. Выявляются «мёртвые» АКБ следующими действиями:

  1. На АКБ создаётся нагрузка прибором «нагрузочная вилка» (нагрузка должна составлять две ёмкости аккумулятора).
  2. Создаётся нагрузка на протяжении 4-5 секунд.
  3. Напряжение на индикаторе аппарата должно показывать не менее 9 V (если значение меньше — значит АКБ сел или пришёл в негодность).
  4. После снятия нагрузки напряжение должно вернуться до состояния покоя за 3-5 секунд (минимум 12.4 В).

Мультиметр

Когда в 3 пункте показывается менее 9 V, то необходимо поставить аккумулятор на зарядку – после этого необходимо ещё раз провести замеры. Если значения нормализовались – значит, аккумулятору нужна была подзарядка.

Электролит

Основной из составляющих, определяющий уровень напряжения – электролит.

При использовании аккумулятора используется кислота – процент электролита составляет 36-37%. Плотность, как говорилось выше, должна составлять 1.27 г/см3 при показателе зарядки 100%.

Таблица плотности электролита в аккумуляторе по зонам климата

Зима

Существует утверждение, что при минусовой погоде напряжение АКБ падает – поэтому зимой некоторые машины не заводятся с первого раза. Решение, автолюбители находят простейшее – убирают аккумулятор на время стоянки в тепло.

Это утверждение верно, но не полностью – при морозах меняется плотность электролита, что прямо пропорционально изменению напряжения.

Когда батарея разряжена – плотность при морозе меняется в меньшую сторону, и поэтому авто не заводится. Но когда батарея заряжена – плотность меняется в большую сторону. Это значит, что возрастает и напряжение в АКБ, и машина заведётся без проблем.

АКБ разряжен

При минусовых температурах замедляются химические процессы, протекающие в батарее, поэтому и возникают проблемы с запуском силового агрегата в автомобиле.

Итог можно подвести следующий: летом или зимой — всегда нужно держать аккумулятор заряженным, и следить за показателями при эксплуатации – это позволит вовремя принимать меры, и избегать проблем с аккумуляторной батареей в автомобиле.

сколько вольт у заряженной АКБ с нагрузкой и без


Всем привет! Сегодня решил с вами поговорить о том, какое напряжение должно быть на аккумуляторе, расположенном преимущественно под капотом автомобиля, в тех или иных режимах.

У АКБ есть несколько основных параметров. Это напряжение батареи, ёмкость и пусковой ток. Все характеристики тесно связаны друг с другом. Тут еще важно не забывать про плотность используемого электролита.

Хотя справедливо будет сказать, что плотность можно узнать лишь на обслуживаемых АКБ, где используется жидкий электролит. Ведь существуют гелевые аккумуляторы, к примеру.

Как правильно замерять напряжение на аккумуляторе автомобиля


Замер разности потенциалов даст результат только в том случае, если будут учтены температура, нагрузка и характеристики средства измерения. Что толку от знаменитой цифры 12,7 В, когда неизвестно, сколько °C за бортом, и была ли включена та же магнитола при снятии показаний.
Условно существует два типа замеров:

  1. Без нагрузки – измеряется вольтаж батареи в состоянии покоя: клеммы отключены, после зарядки от зарядного устройства или генератора прошло не менее 6 часов.
  2. С нагрузкой – меряется напряжение в момент подключения сопротивления (нагрузочной вилки или бортовых электроприборов).

Методы дополняют друг друга, и в паре способны дать исчерпывающий ответ о состоянии батареи. Летом достаточно сфокусироваться на снятии показаний «без нагрузки», но в зиму лучше подключить тяжелую артиллерию в виде какой-нибудь нагрузочки.

Сколько ампер должно быть в аккумуляторе

PPP Однако, если ваша АКБ вдруг начала барахлить, не спешите ее выбрасывать — может оказаться, что считающийся неисправным аккумулятор просто-напросто разряжен. Такой «простой» диагноз выгоден только не очень щепетильным продавцам. Попробуйте зарядить разряженный аккумулятор, причем как можно скорее. Чем дольше АКБ остается незаряженной, тем сильнее сульфатация пластин и тем проблематичнее будет восстановление. PPP Аккумулятор требует ухода PPP Многие владельцы автомобилей бывают искренне удивлены, когда узнают, что аккумулятор тоже требует «техобслуживания». Это прискорбно, потому что капелька заботы и внимания могут сберечь кучу времени и денег.

Еще почитать: Когда Будут Перечисления Почётным Донорам В 2020 Году В Кемеровской Области

Это может привести к перегреву, а то и к закипанию электролита. Могут покоробиться и пластины, тогда аккумулятору конец. Если же ваша АКБ герметичная, «не требующий ухода» (см. Выше), то его приходится заряжать еще медленнее — не более 2,5% от ампер-часовой характеристики. Так, в том же примере полностью разрядившийся герметичный аккумулятор на 50 ампер-часов требует тока зарядки 1,25 ампера в течение 40 часов. Для частично разрядившихся АКБ это время будет, конечно, меньше.

Сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор без нагрузки

Такой замер проводится на отстоявшейся батарее. В состояние покоя АКБ обычно вводят на ночь. Отключив клеммы с вечера, имеем уравновешенную плотность электролита на утро и действительный заряд без утечки токов во время стоянки машины.


Для измерений вполне сойдет мультиметр. Переведите центральную крутилку в режим постоянного напряжения с предельным значением «20» и прибор готов к работе. Чтобы зафиксировать вольтаж, прислоните один щуп к одному полюсу, второй – к противоположному.

Внимание! Помните про температуру – это обязательная характеристика, без которой метод «без нагрузки» не работает.

Итого, заряженный на 100% аккумулятор легкового автомобиля без нагрузки показывает:

  • 12,7-12,9 Вольт при +20…+25°C.
  • 12,8-13,0 Вольт при -5…+5°C.
  • 12,9-13,10 Вольт при -10…-15°C.

Примечательно, что напряжение выше 12,8 В поддерживается недолго. Чтобы аккумулятор был постоянно заряжен даже зимой, в северных регионах искусственно повышают плотность электролита с обычных 1,28 до 1,32 г/см3. На Юге же чаще заряжают изделие от сетевого зарядника.

При работающем двигателе

Для корректной работы автомобиля требуется исправное состояние всех его элементов. Осуществить тестирование напряжения аккумулятора при работающем двигателе реально. Показатель будет выше, чем при заглушенном моторе, варьируясь между 13,5 и 14 В. Превышение максимального значения будет свидетельствовать о функционировании в усиленном режиме генератора. При корректной работе электрического оборудования через 10 минут показатель заряда постоянным током вернется в нормальное состояние. Если повышение показателей будет на постоянной основе, будет наблюдаться перезаряд источника питания. Электролит при этом будет выкипать.

Если постоянно наблюдается понижение заряда постоянным током АКБ, источник питания не успевает полностью заряжаться. О неисправности этого оборудования будет свидетельствовать падение показателей более чем на 2 В. При возникновении таких ситуаций, стоит задуматься о приобретении нового устройства.

Сколько должен выдавать АКБ под нагрузкой

Основной подводный камень в этом методе – это величина самой нагрузки. Дело в том, что чем больше токопотребление, тем больше просаживается напряжение на аккумуляторе. Например, при пуске двигателя стартер потребляет около 200 А (актуально для малолитражек), из-за чего выключается магнитола и тускнеет свет фар.

Недостатки метода

К чему этот разговор? Когда рынок наводнился нагрузочными вилками, появились первые сравнительные обзоры, результаты которых, мягко говоря, вводили в недоумение. Конфуз был в том, что один прибор показывал одно напряжение, другой – совершенно иное. Разность в показаниях доходила до 1 Вольта, а это много, учитывая, что погрешность не должна превышать 0,1 В.

Причина была в разной нагрузке. Условно говоря, одна вилка выдавала 100 А, а вторая – 200 А. В ответ на это хорошо бы было узаконить требования к изготовлению данных электроприборов, но документа нет по сей день. Поэтому, обходите стороной различные таблицы, которые связывают напряжение под нагрузкой с % заряда, но не указывают, для какого ампеража действительны цифры.

Это раз. Во-вторых, батарея с различной емкостью демонстрирует разное напряжение под нагрузкой. Например, у 60 А*ч и у 70 А*ч изделий разница будет почти в 0,5 Вольт при 100% заряде. Ну а в-третьих – температура.

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

Прямая связь таких параметров, как напряжение и состояние химических элементов (электролита и пластин), а также уровня зарядки, отражается на работоспособности всей системы.

После полного заряда автомобильного аккумулятора электролит имеет высокую концентрацию кислоты, и напряжение батареи максимально. Во время эксплуатации плотность уменьшается, в связи с этим падает значение напряжения, следовательно и заряд АКБ. Стоит отметить, что разность потенциалов источника питания изменяется не только от заряда аккумулятора, но и от количества приборов, подключённых к сети.

Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:

Тесно связаны напряжение и ёмкость АКБ. Оба параметра производитель указывает в модели источника питания. Они показывают, какую нагрузку энергии выдаёт аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени разряда. Большие токи и быстрый разряд уменьшают ёмкость источника питания, меньшие — могут способствовать увеличению этого показателя.

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

  • по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
  • спектральным анализом;
  • приборами, снимающими показания при переменном токе.

Все эти способы базируются на сведениях о сопротивлении АКБ, что позволяет только качественно оценить состояние источника питания. Зависимость ёмкости аккумулятора от напряжения не является причиной для установления работоспособности батареи. Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности. Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.

Нормальный вольтаж при подключении нагрузочной вилки

К слову, мы не нашли ни одной технически грамотной таблицы. Не исключено, что исчерпывающая информация имеется в руководстве по эксплуатации более-менее серьезных изделий. Но пока мы вынуждены отослать вас к размытым рамкам, которыми пользуются во многих автомагазинах.

Итак, батарея считается работоспособной, если:

  • При подключении нагрузочной вилки первые 5-7 секунд напряжение не падает ниже 10 В.
  • После отключения нагрузки вольтаж сразу же восстанавливается до 12,6-12,7 В.
  • Температура в месте замера – не ниже +15°C.

Когда под рукой только мультиметр

Если диагностика носит стихийный характер, то нагрузочную вилку с успехом сымитирует пара «мультиметр + любой электроприбор из бортовой сети». В качестве бортовой нагрузки обычно используют комбинацию «ближний + дальний свет фар», отдавая дань советским шоферам. Реже аккумулятор «грузят» стартером. Учитывая многие «но», оценка выходит такой же приближенной:

  • Вольтаж не должен понижаться ниже 11,5 В при включении «дальнего».
  • Напряжение не должно падать ниже 10 В при прокрутке двигателя стартером в холостую.

К вольтам «без нагрузки» аккумулятор должен возвращаться в течение первых 5-7 секунд после отключения электрооборудования. Также учитывайте то, что цифры приводятся для летнего времени года.

К сведению. Используйте режим продувки цилиндров для холостой прокрутки мотора. Для этого необходимо полностью выжать педаль газа и провернуть ключ зажигания: стартер будет крутить коленвал, но двигатель не запустится ввиду отсутствия искры и топливоподачи. Такой механизм предусмотрен в любом инжекторном автомобиле.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора

Под плотностью следует понимать соотношение дистиллированной воды и серной кислоты (65% к 35% соответственно), являющееся максимально оптимальным для автомобильных источников электрического питания и обеспечивающее накопление заряда электричества. Чем ниже плотность электролита, тем ниже напряжение аккумулятора автомобиля и уровень его заряда. При увеличении плотности ухудшается работоспособность АКБ.

Определённая степень разряда батареи характеризуется активным поглощением серной кислоты и её оседанием на пластинах. Сульфация металлических элементов становится причиной увеличения их жёсткости и неспособности участвовать в химическом процессе. Так как серная кислота тратится, меняется соотношение компонентов — жидкость становится менее плотной, что сказывается на способности аккумулятора в машине держать заряд.

Наглядно увидеть зависимость уровень заряда аккумулятора от плотности электролита можно в этом графике:

Уровень заряда АКБ Значение плотности электролита
100% 1,249—1,297
75% 1,209—1,257
50% 1,174—1,222
25% 1,139—1,187
0% 1,104—1,152

Таблица 2. Степень заряда аккумулятора по плотности.

В продолжение разговора о вольтаже и заряде автомобильной батареи

Что делать, когда на табло вольтметра вырисовываются цифры, отличные от тех, которые соответствуют 100% заряду? Проверить, а чему же соответствует полученная комбинация или, как это звучит по-научному, определить степень разряженности аккумулятора по напряжению. Для этого есть таблицы, увязывающие уровень заряда с вольтажом, измеренным без нагрузки. Одну из таких мы рекомендуем взять на заметку.


Таблица – это хорошо, но как понять, когда АКБ еще послужит, а когда без сетевого зарядного устройства не обойтись? На этот счет примите во внимание мнение эксперта Autostadt.su – Василия Теркина, который имеет более чем сорокалетний опыт «общения» с аккумуляторными батареями свинцово-кислотного типа:

  • 12,3-12,4 В – предельное напряжение без нагрузки, до которого можно безвредно разряжать автомобильный АКБ, будь-то обычный, AGM или EFB.
  • 11,9 В – минимальный вольтаж без нагрузки, при котором двигатель еще запустится. Цифра актуальна для летнего периода.
  • В крепкий мороз (-25°C и меньше) аккумулятор не принимает заряд от генератора.
  • 10,8 В – глубокий разряд, который некоторые батареи не могут пережить.

Мы не раз акцентировали внимание на том, что зимой и летом заряженный до 100% аккумулятор показывает разное напряжение. Поэтому, полностью заряжайте батарею при входе в зиму, и чаще подзаряжайте ее в холодное время года. А собираясь на «дальняк», узнайте, что нужно проверить в машине перед дальней поездкой, и прихватите ПЗУ. Под занавес предыдущей зимы мы рассматривали лучшие портативные пуско-зарядные устройства и критерии их выбора.

Напряжение АКБ

Для начала разберемся со значением термина «напряжение». По сути, это “давление” заряженных электронов, создаваемое источником тока, через контур (провод). Электроны выполняют полезную работу (питание лампочек, агрегатов и т.д.). Измеряют напряжение в Вольтах.


Измерение напряжение АКБ

Для измерения напряжения аккумулятора можно использовать мультиметр. Контактные щупы прибора прикладываются к клеммам АКБ. Формально считается нормой напряжение в 12В. Фактическое напряжение аккумулятора должно быть в пределах 12,6В -12,7В. Такие показатели у полностью заряженной батареи.

Эти показатели могут меняться в зависимости от условий окружающей среды и времени проверки. Сразу после зарядки прибор может показать 13В – 13,2В. Хотя такие значения также считаются приемлемыми. Чтобы получить правильные данные, нужно подождать час-два после зарядки.

Если напряжение падает ниже 12 Вольт, то это говорит о разряде батареи. Значение напряжения и уровень заряда можно сопоставить по следующей таблице.

Напряжение, ВольтСтепень заряда, %
12,6 +100
12,590
12,4280
12,3270
12,2060
12,0650
11,940
11,7530
11,5820
11,3110
10,50

Как видно из таблицы, напряжение ниже 12В говорит о 50% разряде АКБ. Аккумулятор нуждается в срочной подзарядке. Следует знать, что в процессе разряда происходит процесс сульфатации пластин. Плотность электролита падает. Серная кислота распадается, участвуя в химической реакции. На пластинах образуется сульфат свинца. Своевременная зарядка запускает этот процесс в обратном направлении. Если допустить глубокий разряд, то батарею уже будет трудно реанимировать. Она либо полностью выйдет из строя, либо значительно потеряет в емкости.

Минимальным напряжением, при котором батарея может работать считается 11,9 Вольт.

Почему важно отслеживать уровень заряда аккумулятора

Важно поддерживать необходимый уровень заряда батареи не только во время эксплуатации, но и во время стоянки машины. При длительном хранении АКБ, которая показывает недостаточный уровень напряжения, на свинцовых пластинах будет образовываться оксидная плёнка, которая обладает плохими показателями электропроводимости. По этой причине у аккумулятора заметно снизится ёмкость и общий эксплуатационный ресурс.

В зимнее время года оставление автомобиля на улице с разряженной батареей чревато полным выходом её из строя. Дело в том, что если напряжение на клеммах аккумулятора ниже нормы, плотность электролита существенно снижается и жидкость может полностью замёрзнуть в банках. Лёд расширяясь разрушит внутренние электроды изделия, и батарея окажется полностью неработоспособной.

Низкий уровень заряда батареи во время запуска двигателя приведёт к повышенным длительным нагрузкам на электрическую проводку, щётки электродвигателя стартера и контакты втягивающего реле.

Напряжение аккумулятора и плотность электролита

ПОДБОР АККУМУЛЯТОРА ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ

ПОДБОР АККУМУЛЯТОРА ПОД АВТОМОБИЛЬ

При эксплуатации аккумулятора рано или поздно приходится сталкиваться с его обслуживанием. Обслуживание аккумулятора всегда подразумевает знакомство с понятием напряжение аккумулятора и плотность электролита.

Напряжение аккумулятора

Напряжение автомобильного аккумулятора делится на 2 типа: номинальное, фактическое и под нагрузкой. Номинальное напряжение легкового автомобильного аккумулятора равняется 12 вольт. Фактическое напряжение у полностью заряженного аккумулятора колеблется в пределах от 12,4В до 12,8В. Напряжение под нагрузкой (200А) должно быть не менее 9,5В, но как правило оно составляет у новой АКБ 10,3-10,7В. Оно при нагрузке в течении 10 секунд не должно упасть ниже минимума. Напряжение под нагрузкой измеряется для получения информации способности АКБ «держать» напряжение при запуске двигателя, то есть при потреблении стартером. Допустимым для эксплуатации является напряжение 12,5 В, что является 82% зарядки аккумуляторной батареи. Более подробно о зависимости степени зарядки АКБ от процента заряженности приведено на рисунке.

Проверка напряжения АКБ.

Для проверки напряжения аккумулятора нам необходим инструмент для измерения – вольтметр, нагрузочная вилка или мультиметр. Чтобы измерить напряжение АКБ, необходимо заглушить автомобиль, подождать 30 минут пока уйдет поверхностное напряжение и вольтметром измерить напряжение на клеммах. Чтобы измерить напряжение под нагрузкой, необходимо использовать нагрузочную вилку. Напряжение АКБ на полюсных выводах зависит от температуры электролита (в идеале надо проверять при температура 25 градусов)– таблица зависимости приведена ниже.

Проверка плотности аккумулятора.

Для проверки плотности АКБ необходимы следующие инструмента: плоская отвертка (если на каждой банке стоит пробка – отвертка должна быть большой), ареометр. Если на аккумуляторы стоит общая крышка-планка, ее необходимо аккуратно отщелкнуть для доступа к электролиту. В ареометр набрать из первой банки электролит, снять показания с меток поплавка. Как правильно снимать данные с поплавка ареометра показано на рисунке. Плотность необходимо измерять в каждой банке – они не являются сообщающимися сосудами и бывает, что плотность может колебаться в банках в пределах до 0,02. Если в одной из банок плотность электролита резко отличается от других и стремится к единице, то скорее всего в этой банке скорее произошло короткое замыкание, что является заводским дефектом и подлежит замене продавцом (хотя это может быть следствием других деффектов). Кстати, индикатор заряда, установленных на некоторых моделях АКБ работает по принипу ареометра - шарик, как и поплавок всплывает при нормальной плотности электролита. Причем это шарик, а не лампочка, как многие думают.

Плотность аккумулятора должна быть в пределах 1,26-1,28 при температуре 25 градусов Цельсия.

Повышение плотности аккумулятора.

Плотность электролита аккумулятора повышают одним единственным путем – путем зарядки аккумулятора. Доливать электролит для поднятия плотности ни в коем случае нельзя – это самый страшный бред, который могли придумать мастера-самоучки, не понимающие законов химии и физики, т.к. это приведет к ускоренному осыпанию активной массы и убьет аккумулятор. Электролит доливают только в случае, если произошло проливания электролита из АКБ, но эту процедуру лучше доверить профессионалом. Есть одно исключение – для северных регионов России (в районах с вечной мерзлотой) допускается поднятие плотности будет доливки электролита до плотности 1,30 – это делают для поднятия температуры замерзания электролита, не более. Такие аккумуляторы служат в среднем 1 год. Для теплого климата плотность электролита намерено уменьшают, чтобы продлить его срок службы.

Напряжение автомобильного аккумулятора и плотность взаимосвязаны. При повышении напряжения, плотность аккумулятора растет. 

Аккумулятор это химический источник тока, для исправной работы которого должны протекать определенные химические процессы. В процессе разряда аккумулятора, серная кислота "прилипает" к отрицательному электроду, образуя нерастворимый сульфат свинца, оставл

Очень часто от продавцов в автомагазинах можно услышать рекомендации о гибридных аккумуляторах. Так что же такое гибридный аккумулятор? Гибридный аккумулятор для автомобиля внешне не отличим от других кислотных аккумуляторов, не считая обозначения на этик

В жигулевскую эпоху завести одну машину от другой было в порядке вещей. А сейчас?


%TEXTAREA_VALUE

Сохранить Отменить

Ваш комментарий успешно добавлен и будет опубликован после просмотра модератором.

Проверка аккумулятора автомобиля - способы проверки емкости аккумулятора

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:

  1. с помощью индикатора;
  2. с использованием мультиметра;
  3. нагрузочной вилкой;
  4. зарядным устройством.

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:

  • зеленый — аккумулятор полностью заряжен, уровень электролита оптимален;
  • белый (иногда серый) — батарея почти разряжена, электролита недостаточно для работы в полную мощь;
  • черный — аккумуляторная батарея разряжена, требуется её зарядка, долив электролита, либо замена устройства.

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:

  1. Удостовериться, что зажигание автомобиля выключено.
  2. Переключить мультиметр в режим вольтметра и установить выключатель на значении 20 Вольт.
  3. Подключить провода в соответствующие разъемы устройства.
  4. Приложить металлические щупы на концах проводов к клеммам аккумулятора: красный цвет соответствует клемме «плюс», черный — «минус».
  5. Зафиксировать показания прибора.
Показания вольтметра (без нагрузки), В Уровень заряженности АКБ, %
12.6 Вольт и больше 100%
12.5 - 12.3 Вольт 75% - 50%
12,1-11.7 Вольт и меньше 25% - 0%

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:

  1. Оценка состояния и степени заряженности батареи. Проверка происходит путем измерения напряжения на клеммах без нагрузки в режиме вольтметра. Если батарея полностью заряжена, на приборе появятся показания от 12,6 до 12,9 В. В противном случае, АКБ необходимо зарядить, либо найти причину неисправности.
  2. Проверка аккумулятора под нагрузкой. Если АКБ заряжена, а плотность и уровень электролита оптимальны, параллельно вольтметру подключается нагрузочное сопротивление, передающее ток и имитирующее работу стартера при запуске двигателя машины. Спустя 5 секунд показатели вольтметра, а затем нагрузка отключается. Важно, чтобы напряжение при этом вернулось к начальному показателю. Полученные данные позволяют сделать правильное заключение о состоянии батареи.
Показания вольтметра (с нагрузкой), В Уровень заряженности АКБ, %
10,2 Вольт и больше 100%
9.6 - 9.0 Вольт 75% - 50%
8,4-7,8 Вольт 25 - 0%

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!


Как проверить аккумулятор вольтметром? — журнал За рулем

Выясняем, что должен показывать вольтметр при проверке состояния аккумулятора.

В былые времена аккумуляторы были настолько дефицитным товаром, что автовладельцы буквально тряслись над ними, всеми силами стараясь прислушаться к их самочувствию. У самых опытных была припасена не только дистиллированная вода, но и кислота. Ареометр считался обязательным прибором, а зарядные устройства внушали уважение одними только массогабаритными показателями. Честно говоря, принципиальных изменений с тех пор батареи не претерпели. Но вот владельцы пообленились: самым сложным прибором для проверки состояния батареи для них теперь является разве что вольтметр.

Не секрет, что за вольтметром мы лезем обычно тогда, когда батарея уже приказала долго жить или находится на грани.

проверка аккумулятора вольтметром

Что такое 1,84 В? Это приговор, в общем-то. Тут уже неважно, подсоединены во время замера клеммы или нет. Такое бывает, если не подходить к машине месяца три, а то и дольше.

Что такое 1,84 В? Это приговор, в общем-то. Тут уже неважно, подсоединены во время замера клеммы или нет. Такое бывает, если не подходить к машине месяца три, а то и дольше.

проверка аккумулятора вольтметром

Все, что выше 12,5 В, — это нормально.

Все, что выше 12,5 В, — это нормально.

Каким же должно быть напряжение на клеммах аккумулятора и как его правильно мерить?

Вообще говоря, надо контролировать так называемое напряжение разомкнутой цепи (НРЦ). Его проверяют на холодном двигателе при снятой клемме — иначе откуда взяться разомкнутой цепи? Но на практике часто халтурят: проводят замеры не снимая клемму. Грешат этим даже бывалые электрики. Если же проводить измерения правильно, то НРЦ должно составлять не менее 12,5 В для батареи любого типа. При этом напряжение чаще всего окажется чуть выше.

проверка аккумулятора вольтметром

12,64 В — это другое дело. Снятая клемма мгновенно накинула к показаниям 0,1 В.

12,64 В — это другое дело. Снятая клемма мгновенно накинула к показаниям 0,1 В.

А если напряжение ниже? Извольте подзарядить! После зарядки и выдержки отключенной от зарядного устройства батареи в течение 10–15 ч НРЦ должно составлять 12,6–12,8 В. Иногда бывает и чуть больше.

Что еще можно померить? Конечно, напряжение при работающем двигателе: сразу будет ясно, идет зарядка от генератора или нет.

проверка аккумулятора вольтметром

По показаниям вольтметра видно, что мотор работает и генератор жив. 14,53 В — полет нормальный. Если же напряжение после пуска двигателя стало даже меньше, чем до того, как мотор заработал, то генератор, увы, не работает. Вообще, напряжение, выдаваемое генератором, должно находиться в диапазоне 14,0–14,5 В. Только после пуска двигателя «прикуриванием» или буксировкой напряжение может быть чуть меньше, потому что генератор просто не вытягивает должные параметры.

По показаниям вольтметра видно, что мотор работает и генератор жив. 14,53 В — полет нормальный. Если же напряжение после пуска двигателя стало даже меньше, чем до того, как мотор заработал, то генератор, увы, не работает. Вообще, напряжение, выдаваемое генератором, должно находиться в диапазоне 14,0–14,5 В. Только после пуска двигателя «прикуриванием» или буксировкой напряжение может быть чуть меньше, потому что генератор просто не вытягивает должные параметры.

Кстати о подзарядке. Напряжение на клеммах после ее окончания будет меняться. Например, в конце заряда (вскоре после отключения зарядного устройства) оно может составлять 13,5 В, а через сутки — допустим, 12,6 В. Это нормальное явление.

Аккумулятор

А вот это — ненормально. Беднягу, замерзшую и покинутую, раздуло так, что пить боржоми уже, надо полагать, поздно…

А вот это — ненормально. Беднягу, замерзшую и покинутую, раздуло так, что пить боржоми уже, надо полагать, поздно…

Материалы по теме

При взгляде на форму батареи, с которой мы начали разговор про напряжение, сразу становится ясно: тут вольтметр уже не нужен. Раздуло корпус вследствие замерзания электролита. И хотя корпус выдержал, но структура пластин аккумулятора безвозвратно повреждена ледяными кристаллами. Придется покупать новый аккумулятор. А всего-то нужно было либо периодически подзаряжать батарею от сетевого зарядного устройства, либо периодически пускать двигатель. Во втором случае пускать двигатель приходится на довольно продолжительное время, примерно 20–30 минут после прогрева, чтобы мотор поработал на повышенных оборотах. В противном случае энергия, потраченная на работу стартера, не будет восполнена.

Ну, а идеальный вариант длительного хранения аккумулятора зимой выработали еще наши деды. Снять с машины, подзарядить, хранить в прохладном помещении и иногда проверять плотность, в крайнем случае напряжение. И как все живое — ждем весны!

Как узнать, можно ли еще использовать мою батарею?

Многие электроприборы питаются от батареек. Это включает Пульт дистанционного управления телевизором, метеостанция, будильник, калькулятор или несколько камер. Этот тип источника питания также используется детскими игрушками. Очень часто мы оставляем батарейки в разных местах, например, в шкафах и ящиках, а потом забываем о них. Когда мы найдем их снова, могут возникнуть сомнения относительно того, можно ли их еще использовать.Как проверить?

Вольтметр

Вольтметр — небольшой прибор, позволяющий проверить уровень заряда аккумулятора (один из самых простых способов). Для этого достаточно установить указатель слева на цифру 20 (на V-). Напряжение проверяется двумя проводами: красный + и черный -. В случае нового одноразового элемента на 1,5 В измеритель должен показывать напряжение примерно 1,6 В (от 1,58 В до даже 1,61 В).Если значение ниже 1,51 В или меньше, аккумулятор, скорее всего, скоро разрядится. Таким же образом мы можем проверить уровень заряда ячеек, предназначенных для многократного использования.

Если у нас есть батарея на 3 В, значение, показанное измерителем, должно быть примерно 3,27 В. Для элементов на 3,6 В это будет 3,67 В, а на 6 В - примерно 6,47 В.

Размещено в оборудовании

Некоторые устройства отображают на дисплее точный уровень заряда батареи.В такой ситуации нам не нужно тянуться к счетчику, достаточно вставить ячейки в оборудование и запустить его. Это позволит нам увидеть, как долго вставленные батареи обеспечат его надежную работу. Кроме того, лучшие зарядные устройства для многоразовых аккумуляторов также показывают напряжение и другую информацию, из которой мы можем видеть, зарядились ли они до нужного уровня.

Испытание на падение

Не у всех есть дома вольтметр.К счастью, это не означает, что мы не можем быстро проверить уровень заряда батареи. Самый распространенный метод — сбросить клетки с небольшой высоты на плоскую поверхность. Достаточно взять их в руку (таким образом, чтобы часть, отмеченная минусом, была обращена вниз) и отпустить, например, на стол или пол. Если батарея разряжена, она опрокинется, а если заряжена, то встанет вертикально. Это возможно, потому что его химический состав со временем меняется, и он производит газообразный водород внутри, создавая давление.Это позволяет звену легче отскакивать от земли и падать. Обратите внимание, что этот метод используется только с щелочными элементами. Литий-ионные аккумуляторы таким испытаниям не подвергаются.

Что делать с разряженными батареями?

Если, испробовав эти методы, окажется, что не все найденные аккумуляторы годны к использованию, мы не можем выбросить их в мусор. Это опасные отходы, содержащие вредные вещества: никель, ртуть, кадмий, свинец и литий.Если они окажутся на свалке, они загрязнят и почву, и воздух, и грунтовые воды. Использованные батарейки следует выбрасывать в специальный контейнер, который можно найти в магазинах, аптеках, школах, офисах и многих других местах. Можем подготовить ящик, в который домочадцы будут складывать старые клетки, он должен находиться в сухом и затененном месте (комнатной температуры). Когда он заполнится, все, что вам нужно сделать, это отнести все батареи в нужное место для переработки.

Очень важно хранить там, где мы выбрасываем использованные элементы, так как это оказывает значительное влияние на окружающую среду. В Польше ежегодно используется около 300 миллионов одноразовых батареек, но значительная их часть смешивается с другими отходами. Мы можем уменьшить это число, если начнем использовать многоразовые батареи. Некоторые из них можно заряжать до 1000 раз, прежде чем они станут непригодными для использования. Правда, они дороже одноразовых, но служат дольше, так что такие вложения обязательно окупятся.Некоторым устройствам требуются обычные батарейки, например, пульту дистанционного управления телевизором, будильнику или калькулятору, потому что они не работают должным образом после того, как батарейки вставлены. Однако это устройства, отличающиеся низким энергопотреблением, поэтому нет риска частой замены элементов питания. Другая бытовая техника, а также детские игрушки могут легко питаться от аккумуляторных батарей.

.

Батареи и аккумуляторы - Профессиональный электрик

Сегодня сложно представить работу многих бытовых устройств без батареек или аккумуляторов. Будильники, электробритвы, зубные щетки, электромобили, игрушки, автомобили и мобильные телефоны — это лишь несколько примеров использования батареек или аккумуляторов, относящихся к химическим источникам энергии. Энергия химических связей содержащихся в них веществ превращается в электричество в результате протекающих химических реакций.

Фото 1. Популярные батарейки типа АА разных производителей. Фото: www.shtr.eu

Химическое действие источника питания основано на сочетании активных веществ и электролита. В батареях и аккумуляторах этот комплект работает как элемент, содержащий положительный и отрицательный электроды и электролит в индивидуальном закрытом корпусе. Элементы могут быть первичными элементами (к которым относятся аккумуляторы), отличающимися тем, что их выработка электроэнергии происходит посредством необратимой химической реакции и не может быть перезаряжена другими источниками электроэнергии.Вторая вариация — вторичные элементы, в которых выработка электричества происходит в результате обратимой химической реакции и может заряжаться от других источников электричества. Батареи относятся к этой группе элементов.
Батареи и аккумуляторы могут иметь различную форму и размеры. Электрическая единица, описывающая батареи, по которой они различаются, представляет собой электрическое напряжение батарей. В случае батарей часто эта единица дополнительно представляет собой емкость батареи, указанную в ампер-часах (Ач).Серия стандартов из серии PN-EN60086 посвящена батареям и аккумуляторам. Каждая батарея или аккумулятор маркируется соответствующей маркировкой, благодаря которой производителям электрооборудования с питанием от батарей или аккумуляторов легко указать пользователю, какой источник следует приобрести для данного устройства. Первая буква в обозначении аккумулятора говорит о технологии, по которой он был изготовлен. Второй определяет свою форму как в списке ниже:

Фото 2. Литиевая батарея. Фото: www.psdgraphics.ком
  • первая буква - технология изготовления: (нет) - цинк-угольный (графитовый) элемент
  • A - цинково-воздушный элемент
    B - литий-углеродный элемент
    C - литий-марганцевый элемент
    E - литий-тиониловый элемент
    F - литий-железный элемент
    H - перезаряжаемый никель-металлогидридный элемент (NiMH батарея)
    K - (общее обозначение) перезаряжаемый никель-кадмиевый элемент (Ni-Cd аккумулятор)
    L - щелочной элемент Браунштейна (анод: цинк; электролит: гидроксид щелочного металла; катод: оксид марганца IV)
    M - ранее: ртутный элемент; в настоящее время: перезаряжаемый литиевый элемент
    P - щелочно-воздушный элемент
    S - серебряный элемент
    Z - никель-марганцевый (Ni-Mn) элемент

  • вторая буква - форма ссылки
  • R - цилиндрическое звено
    F - пластинчатое звено
    S - прямоугольное звено

Рис.3. Батарейка из серебряных монет. Фото: www.conrad.pl

Разнообразие аккумуляторов обусловлено различными конструкциями и материалами, используемыми при их производстве. Это, в свою очередь, приводит к тому, что разные типы аккумуляторов различаются по электрическим параметрам. Ниже представлены основные типы аккумуляторов.

  • Цинк-угольные аккумуляторы - имеют номинальное напряжение элемента 1,5 В. Это самый старый тип аккумуляторов, представленный в широкой продаже. Эти батареи также часто называют цинк-графитовыми батареями.Применяются для питания устройств с малым током (до 100 мА). Они характеризуются низкой себестоимостью производства и невысокой ценой. Батареи этого типа нельзя оставлять в устройстве, если они разряжены. Очень часто из них вытекает электролит, что может привести к повреждению оборудования. Вы можете найти их в фонариках, игрушках, калькуляторах, часах и т. д.
  • Щелочные батареи - с напряжением элемента 1,5 В. Данные типы батарей хорошо работают в устройствах со средним (100-300 мА) и высоким энергопотреблением (0,5 С; численно ток емкостью 1000 мАч равен называется током нагрузки 500 мА).Они отличаются большей емкостью, более длительным сроком службы и более широким диапазоном рабочих температур (-30°С...+70°С) по отношению к угольно-цинковым аккумуляторам. Срок хранения щелочных батарей составляет примерно 5-7 лет и больше, чем у угольно-цинковых батарей, где срок хранения составляет максимум 2 года. Разливы электролита (при полной разрядке) случаются значительно реже. Щелочные батареи определенно дороже, чем их угольно-цинковые аналоги.
  • Воздушно-цинковые батареи - в основном характеризуются очень длительным сроком хранения, который практически не ограничен до тех пор, пока они не подвергаются воздействию воздуха. После «активации» время работы данного типа аккумуляторов не очень велико и составляет 3-4 месяца. Они используются в слуховых аппаратах и ​​устройствах телеметрии.
  • Батареи литий-марганцевые - это батареи с номинальным напряжением элемента 3 В.Их основной особенностью является высокая устойчивость к температурным колебаниям и очень высокая плотность энергии. Это позволяет получить в три раза больше энергии от батареи размера AA, чем от щелочной батареи того же размера. Литиевые аккумуляторы широко используются в устройствах, требующих надежности. Они могут работать в диапазоне температур -40°С...+65°С и отличаются низкой скоростью саморазряда, благодаря чему срок их хранения достигает до 10 лет.
  • Батареи литиевые (Li-FeS2) - были представлены на потребительском рынке в 2007 году.от Энерджайзер. Их номинальное напряжение составляет 1,7 В, и они отличаются устойчивостью к перепадам температуры и очень долгим сроком службы — даже до 15 лет. Литиевые батареи очень устойчивы к разряду большим током, например, в лампах фотовспышек. При нагрузке высоким разрядным током литиевые батареи имеют в 4 раза большую емкость, чем щелочные батареи.
  • Аккумуляторы Silver — имеют чуть более высокое номинальное напряжение 1,55 В.Их также называют оксидно-серебряными или серебряно-цинковыми батареями. Благодаря стабильному выходному напряжению они используются в устройствах, чувствительных к изменениям напряжения. Протекающие серебряные батареи опасны для окружающей среды, что является большой проблемой при хранении использованных элементов.
Рис. 4. Аккумулятор СБЛ 200-12и. Фото: ВАМТЕХНИК

Из вышеописанных типов аккумуляторов наиболее распространены, так называемые «Обычные», которые мы покупаем в магазине как, например,Батарейки типа АА или ААА представляют собой угольно-цинковые батареи или их чуть более дорогие щелочные батареи.
Аккумуляторы имеют то преимущество перед батареями, что мы можем многократно использовать их энергию. После разрядки достаточно зарядить их с помощью подходящего зарядного устройства, то есть предназначенного для данного типа батареи.
Доступны следующие типы батарей.

  • Свинцово-кислотные аккумуляторы – чаще всего используются в автомобилях. Каждая батарея состоит из отдельных ячеек с номинальным напряжением 2 В.Большинство аккумуляторов состоят из 3-6 элементов, что дает напряжение аккумулятора 6 или 12 В. Они относятся к группе дешевых аккумуляторов и при необходимости могут обеспечить большой ток (например, для запуска двигателя). Их недостатком является достаточно большая масса на единицу емкости. Они либо необслуживаемые, либо необслуживаемые - то есть без доступа к ячейкам. Подгруппой этого типа аккумуляторов являются AGM-аккумуляторы, в которых электролит поглощается сепаратором из стекломата. Такой вид заполнения межэлектродного пространства предотвращает вытекание электролита из механически поврежденного аккумулятора.Аккумуляторы AGM используются в системах ИБП.
  • Гелевые аккумуляторы - электролитом в этом типе аккумуляторов является гелеобразная серная кислота. Преимуществом гелевых аккумуляторов является хорошая устойчивость к потере электролита при работе от электричества и низкий саморазряд. Гелевые аккумуляторы имеют на сегодняшний день самый долгий срок службы — около 12 лет, а также максимально возможное количество циклов заряда/разряда. Кроме того, они отличаются хорошей устойчивостью к внешним температурным перепадам, что в нашем переменчивом климате является довольно весомым преимуществом.К сожалению, они определенно дороже своих свинцово-кислотных собратьев.
  • Аккумулятор NiCd (никель-кадмиевый) - номинальное напряжение аккумуляторов Ni-Cd составляет 1,2 В. Аккумуляторы Ni-Cd характеризуются хорошими характеристиками в приложениях, требующих более высоких токов и/или низких температур. Помимо этих особенностей, они устойчивы к глубокому разряду — даже до 0,9 В. Однако имеют т. н. эффект памяти, возникающий при неправильном использовании данного типа аккумуляторов и связанный с началом зарядки до того, как он полностью разрядится.Он уменьшает емкость аккумулятора, что в конечном итоге выливается в время работы устройства, питающегося от этого аккумулятора. Ni-Cd аккумуляторы до сих пор используются в основном из-за их низкой цены. Они часто встречаются в более дешевых электроинструментах и ​​довольно часто в аварийном и эвакуационном освещении.
  • Аккумулятор NiMH (никель-металлогидридный) - имеет номинальное напряжение 1,2 В и не рекомендуется разряжать глубже 1,1 В. Характерной их особенностью является отсутствие эффекта памяти, но они имеют т.н.«Ленивый аккумулятор», в котором напряжение немного падает, когда аккумулятор заряжается до того, как он полностью разрядится.
  • Аккумулятор
  • Li-Ion (литий-ионный) - номинальное напряжение одной ячейки 3,7 В. По этой причине данные типы аккумуляторов не могут быть прямыми заменителями вышеописанных никель-кадмиевых или никель-гидридных аккумуляторов. Они используются там, где требуется высокая мощность, а вес и размер должны быть сведены к минимуму. Главное их преимущество – отсутствие эффекта памяти и отсутствие эффекта «ленивой батареи».Так как они чувствительны к перезаряду (может взорваться аккумулятор), процесс зарядки немного жестче, чем в обоих вышеупомянутых случаях. Это делает зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов более сложными по конструкции и, следовательно, более дорогими.
  • Литий-полимерный аккумулятор - это тип литий-ионного аккумулятора. Главное преимущество этого типа батареи в том, что она может быть любой формы и относительно тонкой. Это означало, что они широко использовались, например, в мобильных телефонах и других мобильных устройствах.Литий-полимерные элементы имеют практически те же свойства, что и литий-ионные аккумуляторы.
  • Нанофосфатный аккумулятор - это самый современный тип литий-ионных аккумуляторов. Эти батареи отмечены символом LiFePO4. Они характеризуются номинальным напряжением 3,25 В и очень высокой мощностью и плотностью энергии. Аккумуляторы этих типов не следует разряжать до напряжения ниже 2 В. Аккумуляторы LiFe-PO4 также имеют очень длительный срок службы.
Рис. 5. Литий-ионные аккумуляторы для профессиональных электроинструментов. Фото: БОШ

Использование аккумулятора ограничивается выбором правильной модели, покупкой, установкой в ​​устройство и, после использования, возвратом аккумулятора на утилизацию. В случае с аккумуляторами правил для их корректной работы несколько больше. Аккумуляторы могут быть повреждены по разным причинам, но прежде всего они требуют правильного хранения и зарядки. Для каждого типа батареи требуется свой метод зарядки в зависимости от ее конструкции.По способу управления зарядкой зарядные устройства можно разделить на тактовые и процессорные. Прежде чем выбрать аккумулятор, вы всегда должны учитывать, какой тип будет наиболее подходящим для вашего приложения, будет ли он использоваться ежедневно или только изредка, требует ли устройство, питаемое от него, большой ток, каковы максимальные размеры и форма? Зная ответы на эти вопросы и специфику конструкции и параметров отдельных типов аккумуляторов, можно только осознанно и правильно выбрать нужный аккумулятор.Напоследок стоит подчеркнуть, что ни в коем случае нельзя выбрасывать аккумуляторы и батарейки в мусор. Всегда сдавайте использованные элементы в пункт сбора для этого типа устройств, откуда они отправляются на переработку. Пункты сбора использованных батареек и аккумуляторов можно найти, например, в магазинах или магазинах товаров для дома или инструментов, поэтому доступ к такого рода пунктам очень распространен. Этот метод утилизации связан с тем, что батареи или аккумуляторы содержат тяжелые металлы (например, свинец, кадмий, ртуть) и кислоты или основания, образующие электролит, которые обладают едкими и коррозионными свойствами.Это представляет угрозу для жизни людей и окружающей среды. Поэтому стоит проверить, нет ли их у нас дома, прежде чем покупать еще один аккумулятор или батарею. Также стоит заменить батареи на перезаряжаемые батареи, так как их можно перезаряжать много раз и, следовательно, использовать дольше. Такие действия, безусловно, ограничат количество аккумуляторов, размещаемых на рынке, а значит, и снизят их вредное воздействие на окружающую среду.

Роберт Габрисяк

.

Как работает батарея? - Электрическая теория

Что такое электрод? Что такое ссылка? Из чего сделан аккумулятор? Как это работает? Какие бывают типы аккумуляторов? Что такое емкость аккумулятора? Сколько энергии дает аккумулятор? Основные сведения о неперезаряжаемых гальванических элементах.

Электричество

Электричество — явление, тесно связанное с электрическими зарядами. О том, что они из себя представляют, я писал в статье о нагрузках. Благодаря подвижным нагрузкам можно передавать электроэнергию и снабжать ею различные устройства.Как заставить груз двигаться? Согласно всем теоретическим и экспериментальным знаниям, положительные и отрицательные заряды ощущают в своем присутствии естественную силу притяжения. Правда, в случае одиночных нагрузок эта сила пренебрежимо мала. Если бы, однако, удалось собрать и разделить большое количество таких зарядов, то результатом была бы необычно большая сила притяжения, способная смещать заряды и выделять значительную энергию.

Накопившиеся заряды сильно притягиваются друг к другу - все благодаря разности потенциалов

Собрать большое количество зарядов и расположить их таким образом, чтобы они взаимодействовали с определенной силой - задача не из легких.Сам по себе он требует энергии (просто надо много работать в мире над ним). К счастью, мы можем восстановить любую заданную энергию позже. Его количество легко измерить, потому что там, где аккумулируется электричество, существует разность потенциалов . Эта разница, известная как электрическое напряжение , , отражает как собранную энергию, так и силу, с которой заряды «касаются друг друга». Подробнее об этом я писал в статье про разность потенциалов.

Отрицательные заряды притягиваются более высоким потенциалом, а положительные заряды притягиваются более низким потенциалом. Если бы мы сбросили все заряды сейчас (при достаточно высоком напряжении), то получился бы эффект, похожий на удар молнии во время грозы. Это было бы зрелищно, но, к сожалению, недолго. Оба скопления зарядов будут лететь навстречу друг другу, сталкиваться друг с другом и тратить всю накопленную энергию за доли секунды.

Что, если вы попытаетесь контролировать этот процесс? Мы могли создать узкую щель, через которую могла пройти только часть зарядов.Мы бы не выпустили столько электричества сразу, но, дозируя его в небольших количествах, мы могли бы питать небольшое устройство таким образом в течение гораздо более длительного времени.

Ограничивая поток нагрузок, мы контролируем количество передаваемой энергии

Таким образом, производство и контролируемая передача электроэнергии связаны с двумя вещами:

  • Получение большого количества зарядов и создание между ними разности потенциалов
  • Дозирование накопленной энергии в нужное время благодаря контролю потока зарядов.

Как получить грузы и хранить их?

Давайте посмотрим, как мы можем справиться с вышеуказанными проблемами на практике. Основными заряженными частицами являются протоны и электроны. Протоны (положительный заряд) — относительно тяжелые молекулы, спрятанные внутри атомного ядра. В них крайне сложно попасть и нужно много сил, чтобы убедить их сделать то, что мы хотим. С другой стороны, электроны, вращающиеся вокруг этого ядра (отрицательный заряд), легкие, подвижные и часто довольно «слабо» привязаны к атому.Отрыв такого электрона от ядра в некоторых элементах не составляет ни малейшей проблемы и мы можем это сделать даже в домашних условиях. Низкая сила трения при расчесывании волос или трении меха о стекло заставляет электроны прыгать с одного предмета на другой. В результате один объект получает избыток электронов и становится отрицательно заряженным, а другой из-за недостатка электронов становится положительно заряженным.

Атом, отняв электрон, становится катионом – положительно заряженной молекулой, в которой протонов больше, чем электронов.

Использование силы трения имеет два существенных недостатка. Во-первых, собранный таким образом заряд невелик, а во-вторых, эффект зарядки длится недолго. Подобно тому, как мы легко заряжаем предметы трением, воздух вокруг них, бомбардируя их своими частицами, использует ту же силу для разрядки накопленного нами заряда.

Есть еще несколько способов собрать больше грузов, которые мы обсудим чуть позже. К сожалению, хранение собранного груза — гораздо большая проблема.Физики до сих пор не нашли удовлетворительного способа хранения электричества. Мы знаем, как хранить его с помощью конденсаторов, но этого количества никогда не будет достаточно по сравнению с потребностями электрических устройств. Единственный выход из этой ситуации — использовать другую форму энергии, которую гораздо проще хранить, а затем преобразовывать в электричество.

Химическая энергия

Если у нас нет идеи решения проблемы, лучше посмотреть, как с ней справилась природа.Наиболее распространенным видом запасенной энергии в природе является химическая энергия. Прекрасным примером здесь является сырье, такое как уголь и древесина. Благодаря реакции горения мы можем преобразовывать химическую энергию, хранящуюся в сырье, в свет и тепло. В свою очередь, химическая энергия пищи питает наши тела, а химическая энергия бензина питает наши автомобили. Возможно, химическая энергия также будет питать наши телефоны и часы? Шанс для этого есть, благодаря т.н. реакция окисления и восстановления также называется окислительно-восстановительной реакцией.

Окисление и восстановление

Для питания электрических устройств требуется поток зарядов. Окислительно-восстановительный потенциал — это тип химической реакции, которая делает этот поток возможным. В нем происходят в основном два явления:

  • Атомы первого элемента окисляются , поэтому отдают свои электроны
  • Атомы второго элемента легко принимают электроны и таким образом восстанавливаются

Объединение материалов с дефицитом электронов и материалов с их избытком выглядит отличным способом обеспечения стабильного потока заряда.Естественно, не все элементы одинаково легко окисляются или восстанавливаются. Безусловно, чаще всего используются металлы (такие как литий, цинк, медь, свинец) и их соединения. Металлы настолько дружественны к окислительно-восстановительной реакции, что могут подвергаться ей даже в естественных условиях, что широко известно как явление -коррозия .

Электролит

Разумеется, о самопроизвольной коррозии металла не может быть и речи. Чтобы получить электричество, нам нужно контролировать весь процесс переноса электрона.Это делается путем погружения металла в специальный раствор, называемый электролитом . Это может быть соль, кислота или любое другое соединение, которое при растворении (например, в воде) распадается на положительных и отрицательных ионов. Отрицательные ионы – это атомы, имеющие избыточное количество электронов (анионы), а положительные атомы страдают от недостатка (катионы). Об этом я уже писал в статье об электрических зарядах. Химики также обнаружили, что металлы чаще всего реагируют с электролитами, которые уже содержат свои собственные ионы.Например, цинк очень легко окисляется в электролите, который уже содержит катионы цинка. Давайте посмотрим, что на самом деле происходит с металлом, погруженным в электролит, на двух примерах:

Окисление цинка

Если электролит, называемый сульфатом цинка, растворить в воде, он распадается на положительные ионы цинка и отрицательные сульфат-ионы. Когда мы поместим в такой раствор цинковую пластину, она начнет окисляться, или, образно говоря, растворит .Атомы цинка будут пытаться превратиться в положительные ионы, чтобы присоединиться к другим ионам цинка в растворе. Преобразование атома в ион стоит денег — атом цинка должен оставить после себя два электрона.

Атомы цинка растворяются в электролите, теряя два электрона

Оставление электронов на пластине и уход положительного иона в раствор вызывает дисбаланс заряда. На пластине начинает накапливаться отрицательный заряд, а положительных ионов в растворе становится все больше.Эта ситуация постепенно препятствует проникновению в раствор дальнейших ионов. Концентрация положительных зарядов настолько велика, что последующие атомы не могут проникнуть через нее. Через какое-то время установится равновесие, и пока мы как-то не разрядим накопившиеся заряды, дальнейшее окисление будет невозможно.

Накопление электронов на пластине и катионов в растворе препятствует дальнейшему окислению

Пластина, на которой мы таким образом собрали отрицательный заряд, называется отрицательным электродом (анодом), а электрод, погруженный в электролит, создает наполовину -сотовый

Медный редуктор

При растворении сульфата меди в воде получается раствор, наполненный положительными ионами меди () и отрицательными ионами сульфата ().Помещая медную пластину в такой раствор, мы вызываем массовое выделение меди из раствора, технически известное как восстановление . Ионы меди начнут оседать на пластине, используя все свободные электроны на ней.

Катионы меди оседают на пластине, забирая имеющиеся электроны

На пластине начнет увеличиваться положительный заряд, а в растворе отрицательный. Положительным ионам меди будет все труднее и труднее приближаться к пластине, и со временем реакция прекратится. Если мы каким-то образом не сбалансируем расходы, дальнейшее снижение будет невозможно.

Отсутствие свободных электронов на пластине и накопление анионов в растворе препятствуют дальнейшему восстановлению

Пластина, на которой мы таким образом собрали положительный заряд, называется положительным электродом (катодом), а электрод, погруженный в электролит создает полуэлементов

Гальванический элемент

Сопоставив два таких полуэлемента рядом, мы создаем гальванический элемент , также известный как гальванический элемент (в честь двух соперничающих ученых).Как упоминалось ранее, реакции окисления и восстановления в какой-то момент останавливаются, устанавливая потенциал каждого электрода (один отрицательный, а другой положительный). Таким образом, между электродами возникает разность потенциалов .

Существует разность потенциалов между электродами ячейки

Используя химическую энергию, мы смогли генерировать электрическое напряжение. Создав правильный путь между двумя потенциалами, мы заставим заряд течь между ними:

Соединение электродов позволяет стекать зарядам, накопленным на аноде

Благодаря соединению электродов анод избавляется от избыточных электронов, препятствующих окислению, а к медной пластине поступают новые электроны, что позволяет уменьшить далее катионы меди.По идее, окислительно-восстановительная реакция должна начаться снова, но через некоторое время возникнет другая проблема, о которой я раньше не упоминал. Поток электронов разряжает потенциал пластины, но создаваемый в электролите потенциал все же затрудняет и в итоге останавливает дальнейшую окислительно-восстановительную реакцию.

Ионная проводимость

Потенциал, созданный в электролитах, блокирует дальнейшее проникновение цинка и утечку меди. Чтобы окислительно-восстановительная реакция продолжалась, полученный заряд должен быть несколько уравновешен, и есть три основных способа сделать это.

Оба резервуара для электролита можно комбинировать с т.н. с электролитическим ключом . Он наполнен ионами, которые проникают в оба электролита, восстанавливая баланс заряда. Одним из примеров может быть водный раствор соли. Содержащиеся в нем анионы хлора будут притягиваться к электролиту, где будет возрастать положительный потенциал. С другой стороны, катионы натрия будут проникать в электролит с отрицательным потенциалом.

Электролитический ключ обеспечивает ионы, необходимые для балансировки зарядов в электролитах

Если оба электролита имеют общее свойство, такое как наличие отрицательных ионов сульфата, их можно соединить специальным барьером, который пропускает поток сульфата, но блокирует цинк и медь .

Подходящий барьер позволяет проходить сульфат-ионам, блокируя катионы цинка и меди

Может быть, мы могли бы пойти дальше и выбрать электроды для окислительно-восстановительного потенциала в одном, общем электролите ? Тогда не было бы необходимости в барьере, и ионы могли бы течь свободно, если это необходимо.

Благодаря соответствующему подбору электродов можно использовать общий электролит

Поток ионов в электролите необходим для дальнейшего протекания окислительно-восстановительной реакции, и какой из вышеперечисленных методов мы выберем, зависит от типа клетка, как она сделана и ее назначение.

Напряжение ячейки

Теперь, когда мы решили проблему потока электронов и ионов и создали в основном автономную окислительно-восстановительную реакцию, пришло время перейти к точным числам. Если напряжение напрямую переводится в доступную энергию, то давайте проверим, какую разность потенциалов мы можем получить от такой ячейки.

Электроды изготавливаются из различных материалов и химических соединений. Чтобы определить потенциал электрода, начните с проверки его нормального потенциала.В случае металлических электродов мы можем прочитать это из ряда напряжений металлов :

Нормальный потенциал – это потенциал, который будет создаваться на электроде при его погружении в электролит. Стоит помнить, что металлы с низким потенциалом очень хорошо окисляются, тогда как металлы с высоким потенциалом легко восстанавливаются.

Благодаря таблице мы знаем относительный потенциал, который возникнет на данном электроде при протекании реакции окисления и восстановления.Для расчета напряжения между двумя электродами сложите значения нормальных потенциалов без знаков минус . В нашем примере с цинковым и медным электродом получаем:

(1)

Не так много, верно? Элементы, вступающие в окислительно-восстановительные реакции, к сожалению, имеют свои пределы. Их достаточно для производства часовых батареек на 1,5 В или популярных «палочек», но невозможно изготовить одну ячейку на 9 В или 12 В. Как получается это напряжение?

Аккумулятор

Слово батарея стало настолько популярным, что допустимо так обозначать отдельные гальванические элементы.Однако для правильного определения батареи требуется несколько соединенных друг с другом ячеек (чаще всего последовательно , т.е. одна за другой).

Соединяя ячейки последовательно, мы суммируем их напряжения.

Соединение ячеек позволяет значительно увеличить доступное напряжение. Общее напряжение равно сумме напряжений каждой ячейки. В приведенном выше случае:

(2)

Если более высокое напряжение означает больше энергии, почему до сих пор производятся аккумуляторы на 1,5 В или 3 В? Обратите внимание, что соединение нескольких ячеек значительно влияет на вес и размер батареи .Иногда разница в напряжении в один-два вольта не стоит удвоения веса батареи. Иногда лучше ограничить энергетические потребности устройства и заставить его работать на более низком напряжении, а вместо этого сосредоточиться на сроке службы элементов.

Какова емкость аккумулятора?

Напряжение ячейки — не единственная часть головоломки. Одной из самых больших проблем с современными аккумуляторами является их емкость. На сколько хватит батареи и что влияет на время ее работы?

Энергия батареи поступает в наши устройства с помощью электронов.Приобретение этих электронов на цинковом электроде возможно благодаря растворению металла в растворе . Если металл полностью растворится, запас электронов закончится. Поэтому нас интересуют два выпуска:

  • Сколько тока мы потребляем (сколько зарядов в секунду течет по цепи)?
  • Как долго мы сможем потреблять такой большой ток (сколько часов работы пройдет, прежде чем мы израсходуем все заряды и аккумулятор разрядится?)

Вышеуказанные факторы описываются так называемой емкостью аккумулятора , выраженной в ампер-часах (Ач).Если образец аккумулятора имеет емкость 1 Ач, то мы сможем вытянуть из него 3600 кул заряда, согласно следующему расчету:

(3)

Как долго нам хватит этого заряда? Это зависит от того, какой ток мы будем потреблять (сколько зарядов в секунду нужно питаемому устройству). Если батарея имеет емкость 1 Ач и устройство потребляет ток 0,5 А, оно будет работать в течение 2 часов. При токе потребления 0,1 А хватает на 10 часов.

Количество зарядов в батарее зависит от структуры батареи. Чем больше электроды, тем больше электронов они смогут отдать/получить и тем больше времени потребуется, чтобы их «носить». Чтобы не ставить батарейки размером со стержни в наши телефоны, производители пошли другим путем. Используя материалы с более плотной структурой для создания электродов (больше атомов, упакованных в одно и то же пространство), мы увеличиваем количество электронов, не влияя на размер самой батареи. Значение количества ампер-часов, которое мы можем извлечь из каждого грамма материала, называется электрохимическим эквивалентом. Вес аккумулятора так же важен, как и его размер, поэтому в приведенной ниже таблице показано эквивалентное значение также в пересчете на объем. В таблице представлены данные для различных материалов, фактически используемых для изготовления анодов и катодов:

Емкости батареи, указанной производителем, к сожалению, нельзя доверять. Они выражают возможности своих продуктов на основе различных критериев, принятых ими при тестировании элементов. Кроме того, такие устройства, как смартфоны, потребляют разный ток в зависимости от использования и рабочей температуры, поэтому теоретическое время автономной работы может значительно отличаться от реального.

Сколько энергии имеют производимые аккумуляторы?

Емкость батареи

— чрезвычайно полезная величина, но не следует забывать о вышеупомянутых нескольких подразделах раннего напряжения ячейки (разность потенциалов между электродами). Зная напряжение и емкость батареи, мы можем рассчитать теоретическую энергию элемента , выраженную в ватт-часах (Втч):

(4)

Аккумулятор емкостью 20 Ач и напряжением 3 В (энергия равна 60 Втч) сможет передавать в два раза больше энергии, чем аккумулятор емкостью 20 Ач, 1,5 В (энергия равна 30 Втч).Теоретически отправляются те же электроны и такое же количество кулонов, но более высокое напряжение увеличивает количество доставляемой энергии.

Напряжение при питании электроприборов может выражаться во многом. Проще говоря, он отвечает за силу, с которой аккумулятор способен «продавливать» электроны по цепи. Чем большее сопротивление наше устройство оказывает электронам, тем больше силы и энергии требуется для поддержания надлежащего потока зарядов.

Отличным примером является работа стандартной аккумуляторной отвертки.Аккумуляторы для шуруповертов разных производителей могут иметь напряжение 10 В, 12 В или 24 В. Более высокое напряжение аккумулятора не означает, что мы сможем дольше работать на одном заряде (это зависит от емкости), Более высокое напряжение позволяет производителю для увеличения оборотов двигателя или общего улучшения доступной мощности.

Проблема производительности батареи гораздо сложнее, чем я смог представить в этой статье. Стоит знать, что современные аккумуляторы прошли чрезвычайно долгий технологический путь.Мы научились заменять жидкие электролиты пастой и сухим порошком, мы открыли соединения металлов, которые позволяют восстанавливать и окислять с беспрецедентной эффективностью, а сами батареи становятся меньше и способны питать все более и более совершенные устройства. В конце статьи хотелось бы сравнить самые популярные типы аккумуляторов между собой по напряжению, емкости и энергии. Рекомендую обратить внимание на разницу между теоретическими и реальными значениями. Расхождения действительно велики, что показывает, как много факторов влияет на фактическую работу гальванических элементов.

Последнее слово ...

В данной статье представлен общий принцип работы первичных элементов (неперезаряжаемых батарей) и их наиболее важные особенности. Использование, преимущества и недостатки, а также конструкцию отдельных типов батарей вы найдете в другой статье. Если вам интересно, где кислотные, никелевые и литий-ионные батареи, позвольте мне объяснить. Ну, они относятся к группе батарей (так называемые вторичные или перезаряжаемые элементы). И хотя я много раз упоминал аккумуляторы в этой статье, для них также предусмотрена отдельная статья.

Библиография

  1. Справочник Linden по батареям - T. Reddy, McGraw-Hill, четвертое издание,
  2. Серия напряжений металлов, гальванических элементов - К. Москва, Б. Мазуркевич, Интернет-ресурсы АГХ Университета,
  3. Литиевые батареи и другие электрохимические системы хранения - C. Glaize, S. Genies, ISTE Ltd, Великобритания,

Тебе понравилось это? Взгляни на

и поддержите мою дальнейшую работу!

Или, может быть, вы хотели бы прочитать интересную книгу?

Уведомлять вас о новых статьях?

Я рекомендую подписаться на рассылку новостей или посетить Facebook.Таким образом, вы не пропустите ни одного нового текста!
Я отправил вам электронное письмо!

Пожалуйста, проверьте свой почтовый ящик и подтвердите, что хотите подписаться на информационный бюллетень.


.

Базовая физика батареи. - Аккумуляторы18650.pl

Максимальный ток, минимальное напряжение, зарядное напряжение, C-скорость, зарядный ток, кривые зарядки, внутреннее сопротивление, сопротивление нагрузки...
Да, все это важно, и, к сожалению, вы должны знать обо всех этих понятиях, играя с батареями. . Не волнуйтесь — я постараюсь изложить здесь все так, чтобы ни у кого не отвалилась голова после прочтения этой статьи.

Начнем с основ.

Что такое ток и что такое напряжение?

Самый удобный способ понять эти понятия — создать гидравлическую модель явления. Представьте себе 2 резервуара, соединенных трубой.

Разница в их высоте заставляет воду медленно перетекать из бака слева в бак справа. В гидравлической модели мы называем это разностью потенциальной энергии, в случае напряжения это называется разностью потенциалов.

Ок, то есть напряжение у нас с головы, это просто какой-то фактор, из-за которого к нам что-то течет, и правильно - ток.

Тут немного сложнее, надо интеллектуально поднапрячься. Ток - это тот, который создается напряжением и сопротивлением. Когда нет сопротивления, летим так далеко, как дал завод. При наличии сопротивления рассчитываем ток по закону Ома.

Где:

I - Ток [Ампер]

В - Напряжение [Вольт]

R - Сопротивление [Ом]

Хорошо, с чем можно связать эти значения? Посмотрите на фото вверху. Вольт давит как можно больше ампер, резистор хочет, чтобы через них прошло как можно меньше.

Сопротивление, естественно, чем выше, тем меньше ампер пройдет.

Хорошо, небольшой пример на базе аккумуляторов 18650. Делаем моды :), получаем нагреватель (резистор) на 0,5 Ом. У нас литий-ионный аккумулятор, т.е. 3,7В. Какой ток будет течь, когда мы включим нагреватель? А что будет, когда мы зарядим аккумулятор 4,2В?

Ответы: 1) 7,4А 2) 8,4А.

Хорошо, потому что становится скучно.

Так что же такое СИЛА?

Мощность — это параметр, который также можно объяснить на воде.На этот раз, к примеру, возьмем сад. Вы когда-нибудь поливали что-то из садового шланга? Наверное так. Как быстро вы наполните ведро воды из шланга? Это занимает час? Что делать, если у вас есть пожарный шланг? Быстрее?

Это Сила. Количество грузов (так называемой воды), которое мы можем доставить вовремя.

Ампер — это единица, определяющая какое-то количество/время, Вольт — это единица, определяющая скорость.

Так Вольт * Ампер = Скорость * Количество / Время.Ну, у нас есть так называемые ватты.

Р (мощность) = I * В

Как быстро и сколько мы можем доставить нашу воду в ведро. А в случае с ячейками - начисления в систему.

Пример:

Лампа накаливания 50 Вт и 230 В от сети. Что мы можем узнать?

Какое потребление тока? - 0,22А

Какое сопротивление лампы? - 1000 Ом

Пример 2:

механическая коробка мощностью 200 Вт. Какое наименьшее сопротивление нагревателя мы можем выбрать, чтобы не спалить коробку 3.7В?

200 Вт = 3,7 В * 54 А

3,7 В / 54 А = 0,069 Ом

Скучно, как в школе… давайте займемся чем-нибудь поинтереснее.

Емкость!

мАч, Втч, Ах, кВтч это что?! Возможно с самого начала:

  • Миллиард часов
  • Ватт-час
  • Ампер-часы
  • Киловатт-час

Ок, мы уже просветились, знаем, что такое Ватт, что такое Ампер. Мили и килограммы, наверное, тоже не проблема, так что не так с этим часом?

Ну, мы можем взять час из источника или час из источника: 1 Ватт, 1 Ампер или 1 киловатт.

Чайник 200Вт, кипятим воду в чайнике час (например сосиски на всю спальню) - потом будем использовать 200Втч (Ватт-часы).

Просто?

Маркировка:

4С6П? Что это будет? Вот 4Series 6Parallel, что означает 4 последовательно 6 параллельно.

Аккумулятор с глубоким разрядом 30С

Максимальный ток разряда 30C

Максимальный зарядный ток 0,5C

Что такое С? C - (Емкость) Емкость

Итак, если аккумулятор имеет емкость 3000мАч, то есть: Можем разрядить его током 90А.Мы можем зарядить его током 1,5А.

Иногда максимальный ток зарядки (разрядки) указывается в амперах.

Кривая нагнетания

Довольно интересно, возьмем пример.

Здесь у нас есть график разрядки аккумулятора при разных температурах. Как видите, максимальное состояние заряда соответствует 4,2В, а разрядка соответствует 3,0В. Включаем лампочку и ждем. Как видно, разряд происходит быстрее или медленнее в зависимости от температуры.

А вот у нас разные разрядные кривые в зависимости от разрядного тока.Таким образом, чем выше ток разряда, тем ниже производительность батареи. (Он быстрее устает 🙂

Внутреннее сопротивление

Хорошо, последний параметр в этой статье, потому что он постепенно становится слишком длинным. С чем можно связать этот параметр, чтобы он остался у нас? Назовем это внутренним сопротивлением. Утро понедельника, наше внутреннее сопротивление вернуться к работе довольно велико… 🙂 Я так это вижу. Чем больше внутреннее сопротивление, тем меньше вам нужна батарея. Это дает нам меньше энергии из-за больших перепадов напряжения.Хорошо, пока это было немного тарабарщины. Давайте представим проблему более научно.

Внутреннее сопротивление говорит нам, с каким хорошим источником энергии мы имеем дело. Идеальный источник питания не имеет внутреннего сопротивления, т.е. Rw = 0,

.

Что нам даст это свойство? Очень стабильное напряжение. Наверняка те, кто читал эту статью, находили перепады напряжения. Мы можем наблюдать их в любом устройстве. Он заключается в том, что когда мы подключаем большую нагрузку, например 0.5 Ом при нашем 5-вольтовом блоке питания напряжение может упасть до 4 вольт. Блок питания не выдерживает такой большой ток (10Ампер) и просто приседает.

Прибл. Как это связано с батареей? Ну и правда точно такая же. Дело здесь в том, что мы не хотим наблюдать слишком большие перепады напряжения на батарее, потому что это связано со снижением мощности и, следовательно, эффективности батареи.

Заметим также, что два одинаковых элемента, соединенных параллельно, приведут к тому, что внутреннее сопротивление нашей системы уменьшится в два раза.Таким образом, падение напряжения будет ниже.

Отлично, проблема с внутренним сопротивлением решена. Как это посчитать?

//hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/dcex6.html

Я включаю суперкалькулятор, который сделает это за нас. Я не хочу слишком затягивать, потому что статья и так слишком длинная. Если вам удалось дожить до этого момента моей скуки - заслуженные поздравления и восхищение.

Если статьи не являются достаточным источником знаний, отправьте электронное письмо.Потратьте 2-3 минуты на каждый вопрос 🙂

Ознакомьтесь с другими статьями на моем веб-сайте и видео, которое просто иллюстрирует то, что я здесь изложил.

[идентификатор sgmb = ”1 ″]

.Батарея

АА - как проверить? Какая емкость?

Батарейка AA на сегодняшний день является одной из самых популярных батарей на рынке. Знаменитый палец используется для управления часами или mp3-плеером. Свою популярность он получил благодаря большой вместимости и небольшому размеру. Итак, какова емкость батарейки типа АА? Каковы его виды? Все ли аккумуляторы можно заряжать? Ответы и полезная информация далее в посте.

Батарейка AA

Пальчиковые батарейки AA чуть больше спички и имеют форму цилиндра.Они используются для большинства электронных устройств и их средняя емкость составляет 2500 мАч. Аккумуляторные аккумуляторы имеют напряжение 1,2 В, а стандартная батарея типа АА — 1,5 В. Различают несколько видов аккумуляторов по технологии изготовления, основное отличие заключается в емкости. Батарейки АА можно проверить вольтметром. Это небольшое устройство с двумя проводами. Они прикладываются к обеим сторонам батареи и считываются.

Типы батареек АА

Батарейки АА делятся на разные типы по нескольким критериям.Они определяют функциональные свойства, грузоподъемность и безопасность. Первым фактором является их щелочность. Производители более дорогих электронных устройств рекомендуют покупать щелочные батарейки. Они не выливаются, когда в них есть специальный электролит, и они не повредят ценный прибор или часы. Батареи обычно также примерно в 3-4 раза менее эффективны. Другое деление основано на мощности и типе используемой технологии. Эти два элемента очень сильно влияют друг на друга. Наиболее емкими будут литиевые и щелочные батареи, а также модель, отмеченная символом NiMH.Наименьшие емкости зафиксированы у угольно-цинковых и NiCd аккумуляторов. Еще один тип батареек типа АА — это их перезаряжаемость. Батареи АА для посадки имеют специальную маркировку и изготовлены по технологии, позволяющей заряжать их электричеством.

Рекомендуемые батарейки AA

Батарейки АА - Емкость

Существует небольшая проблема с определением емкости батарей АА. Производители редко указывают значения, так как текущий уровень трудно измерить.Это зависит главным образом от условий измерения и условий использования. В некоторых ситуациях батарея AA будет намного эффективнее. Важным элементом также является широкий ассортимент таких аккумуляторов. Это результат нескольких технологий, используемых для их производства. Производители сообщают, что щелочные батареи AA могут работать в 10 раз дольше, чем углеродно-цинковые батареи. Литиевые батареи могут работать до 5-6 раз дольше, чем щелочные. Вот примеры аккумуляторов и их емкость с учетом технологии изготовления:

  • Литиевые (Li-FeS2) аккумуляторы - ок.3000 мАч
  • Аккумуляторы NiMH (перезаряжаемые) - около 2000 мАч - 3000 мАч
  • Щелочные батареи - около 2000 мАч - 2500 мАч
  • Аккумуляторы NiCd - около 500 мАч - 1000 мАч
  • Цинк-угольные батареи (обычно) примерно 400 мАч - 1000 мАч

Какие батарейки АА можно перезаряжать?

Возможность подзарядки батареек типа АА очень полезна. Это позволяет заправлять использованные аккумуляторы типа АА и повторно использовать их для питания пульта дистанционного управления или часов.Однако не все батарейки типа АА перезаряжаемы. Для этой цели предназначены только определенные модели, которые также являются аккумуляторными батареями. Аккумулятор должен иметь четкое описание того, что он многоразовый. Это модели NiCd и NiMH, т.е. никель-кадмий и никель-металл-водород. Они обеспечивают обратный рабочий процесс и питание от батареи. Батареи, не имеющие соответствующей маркировки и не предназначенные для перезарядки, не следует помещать в зарядное устройство. Одноразовая батарейка АА может вести себя двояко при воздействии электричества.Первое — утечка электролита, второе — взрыв. Это может вызвать выброс химикатов, что очень опасно. Если вы планируете использовать аккумулятор определенной компании, стоит также купить зарядное устройство этой компании. Это уменьшит риск несоответствия и повысит эффективность работы. Каждый производитель предлагает зарядные устройства, как правило, быстрые или универсальные. Второй тип работает при более высоком напряжении и быстрее подает ток в батарею. Универсальные зарядные устройства имеют подвижный механизм и позволяют заряжать аккумуляторы разных размеров.

.

Каким должно быть напряжение аккумулятора в режиме ожидания? Уход за и правильная зарядка аккумулятора продлевают срок его службы. По словам специалистов автомобильной промышленности, многие водители вспоминают об аккумуляторе в транспортном средстве в тот момент, когда двигатель не слушается при запуске. Во избежание непредвиденных выходов из строя аккумулятора стоит позаботиться о состоянии его заряда и знать правильное напряжение аккумулятора.

Если мы хотим проверить состояние нашей батареи, самый простой способ сделать это — проверить ее напряжение холостого хода с помощью обычного мультиметра. Это самый простой способ проверить аккумулятор и занимает 5 минут. Помните, что эксплуатация аккумулятора в разряженном состоянии приводит к его преждевременному износу.

Измерение

Это позволит нам легко определить, что происходит с нашей батареей, проверить уровень ее заряда и нет ли явного короткого замыкания в батарее.Для этого нам понадобится только мультиметр. Мы можем купить такое устройство практически в любом крупном хозяйственном магазине примерно за 15 злотых.

Как выполнить тест?

Приходится переключать мультиметр на проверку напряжения постоянного тока, диапазон до 20В. Поместите разъемы тестового кабеля в соответствующие гнезда в соответствии с инструкциями и подсоедините клеммы к аккумулятору, красные к положительной клемме, черные к отрицательной клемме. Отрицательный результат означает обратную полярность, нам не о чем беспокоиться.

Напряжение батареи

Должно быть в пределах от 12,5 В до 12,8 В. Если напряжение нашей батареи меньше 12,5 В, это означает, что наша батарея недозаряжена или изношена, вам потребуются профессиональные измерения с помощью приборов, которые мы можем выполнить бесплатно в большинстве магазинов аккумуляторов. Если мы видим на счетчике 10,5 В и у нас проблемы с запуском автомобиля, это означает, что у нашего аккумулятора, скорее всего, короткое замыкание в ячейке. Здесь нам ничего не остается, как заменить его на новый.

.

Мир аккумуляторов. Часть 1

Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена за разработку конструкции литий-ионных аккумуляторов. В отличие от некоторых других вердиктов Нобелевского комитета, в этом не было ничего удивительного — как раз наоборот. Литий-ионные аккумуляторы обеспечивают энергией смартфоны, ноутбуки, портативные электроинструменты и даже электромобили. Трое ученых, Джон Гуденаф, Стэнли Уиттингем и Акира Йошино, заслуженно получили дипломы, золотые медали и 9 миллионов шведских крон для распределения.

Подробнее об обосновании присуждения награды вы можете прочитать в предыдущем выпуске нашего химического цикла - а сама статья заканчивалась анонсом более подробного изложения вопроса о элементах и ​​батареях. Пришло время сдержать свое обещание.

Во-первых, краткое объяснение неточностей в именовании.

Ячейка представляет собой единую цепь, генерирующую напряжение.

Батарея состоит из правильно соединенных элементов.Цель состоит в том, чтобы увеличить напряжение, емкость (энергию, которую можно получить из системы) или и то, и другое.

Аккумулятор представляет собой элемент или аккумулятор, который можно заряжать, когда он разряжен. Этими свойствами обладает не каждый чип — многие одноразовые. В разговорной речи первые два термина часто употребляются взаимозаменяемо (в статье так тоже будет), но надо осознавать разницу между ними (1).

1. Батареи, состоящие из элементов.

Батарейки и аккумуляторы – это не изобретения последних десятилетий, у них гораздо более длинная история.Возможно, вы слышали об экспериментах Гальвани и Вольта на рубеже 18 и 19 веков, положивших начало использованию электрического тока в физике и химии. Однако история батареи началась еще раньше. Это было давно,…

… давно в Багдаде

В 1936 году немецкий археолог Вильгельм Кениг нашел недалеко от Багдада глиняный сосуд, датируемый 3 веком до н.э. Открытие не казалось чем-то необычным, учитывая, что цивилизация на Евфрате и Тигре процветала тысячи лет.

С другой стороны, содержимое сосуда было загадочным: проржавевший рулон медного листа, железный прут и остатки природной смолы. Кениг ломал голову над назначением артефакта, пока не вспомнил о посещении Аллеи ювелиров в Багдаде. Подобные конструкции местные мастера использовали для покрытия медных изделий драгоценными металлами. Идея о том, что это была древняя батарея, не убедила других археологов в том, что в то время не сохранилось никаких доказательств существования электричества.

Так Багдадская батарея (так называлась находка) реальность или сказка из 1001 ночи? Пусть эксперимент решит.

Вам понадобится: медная пластина, железный гвоздь и уксус (заметим, что все эти материалы были известны и широко доступны в древности). Замените смолу, чтобы запечатать сосуд, и замените его пластилином в качестве изоляции.

Проведите эксперимент в мензурке или колбе, хотя использование глиняной вазы придаст тесту подлинное послевкусие. С помощью наждачной бумаги очистите металлические поверхности от налета и прикрепите к ним провода.

Сверните медный лоток в рулон и поместите его в поддон, вставьте гвоздь в центр рулона. С помощью пластилина зафиксируйте пластину и гвоздь так, чтобы они не касались друг друга (2). Налейте в сосуд уксус (примерно 5% раствор) и с помощью мультиметра измерьте напряжение между концами проводов, соединенных с медной пластиной, и железным гвоздем. Настройте прибор на измерение постоянного тока. Какой полюс является «плюсом», а какой «минусом» источника напряжения?

2. Эскиз современной копии Багдадской батареи.

Счетчик показывает 0,5-0,7 вольт, значит багдадская батарея работает! Обратите внимание, что положительный полюс системы - медный, а отрицательный - железный (счетчик показывает положительное значение напряжения только в одном варианте соединения проводов с клеммами). Можно ли получать электричество из построенной копии для полезной работы? Да, но сделайте еще несколько моделей и соедините их последовательно для увеличения напряжения. Для светодиода требуется около 3 вольт - если вы получите столько от своей батареи, светодиод загорится.

Багдадская батарея неоднократно проверялась на способность питать малогабаритную технику.Аналогичный эксперимент несколько лет назад провели и авторы культовой программы «Разрушители мифов». Разрушители мифов (вы еще помните Адама и Джейми?) также пришли к выводу, что сооружение могло служить древней батареей.

Значит, приключения человечества с электричеством начались более 2000 лет назад? Да и нет. Да потому что уже тогда можно было сконструировать источники питания. Нет, потому что изобретение не получило распространения - оно было никому не нужно тогда и на много веков вперед.

Ссылка? Это просто!

Тщательно очистить поверхности ламелей или проводов из меди, алюминия, железа и цинка. Вставьте в сочный фрукт образцы двух разных металлов (что облегчит протекание электричества) так, чтобы они не касались друг друга. Подсоедините зажимы мультиметра к концам проводов, торчащим из плода, и считайте напряжение между ними. Измените типы используемых металлов (а также фруктов) и продолжайте пробовать (3).

3. Плодовая ячейка (электроды алюминий и медь).

Во всех случаях были созданы ссылки. Значения измеренных напряжений различаются в зависимости от металлов и фруктов, взятых для эксперимента. Объединение фруктовых ячеек в аккумулятор позволит вам использовать его для питания мелкой электронной техники (в этом случае требуется небольшой ток, который вы можете получить от своей конструкции).

Соедините концы проводов, торчащие из крайних фруктов, с проводами, а их подключите к концам светодиода. Если вы соединили полюса аккумулятора с соответствующими «выводами» диода и напряжение превысило определенный порог, диод загорится (диоды разного цвета имеют разное начальное напряжение, но прим.3 вольта должно быть достаточно).

Электронные часы - не менее изящная вещь для питания - они могут довольно долго работать на "фруктовой батарейке" (хотя многое зависит и от модели часов).

Овощи ничем не хуже фруктов и к тому же позволяют собрать из них батарейку. В виде? Возьмите несколько соленых огурцов и соответствующее количество медных и алюминиевых листов или проводов (их можно заменить стальными гвоздями, но вы получите более низкое напряжение от одного звена). Соберите батарейку, и когда вы будете использовать ее для питания интегральной схемы от музыкальной шкатулки, огуречный «хор» запоет!

Зачем собирать огурцы? Константин Ильдефонс Галчинский утверждал, что: «Если огурец не поет и в любое время, его, вероятно, нельзя увидеть по воле небес».Оказывается, химик может делать то, о чем не мечтали даже поэты.

Походный аккумулятор

В экстренных случаях вы можете сами собрать аккумулятор и использовать его для питания светодиода. Правда, свет будет тусклым, но это лучше, чем его отсутствие.

Что вам понадобится? Конечно, диод, а кроме того, формочка для кубиков льда, медная проволока и стальные гвозди или шурупы (у металлов должна быть зачищена поверхность, чтобы облегчить протекание электричества). Разрежьте проволоку на куски и одним концом фрагмента оберните шляпку шурупа или гвоздя.Сделайте таким образом несколько раскладок сталь-медь (8-10 должно хватить).

В углубления в форме засыпать влажный грунт (можно дополнительно полить соленой водой, что уменьшит электрическое сопротивление). Теперь вставьте вашу конструкцию в полость: шуруп или гвоздь должны войти в одно отверстие, а медная проволока – в другое. Следующие располагайте так, чтобы вместе с медью в одной полости была сталь (металлы не могли соприкасаться друг с другом). Целое образует ряд: сталь-медь-сталь-медь и т. д. Расположите элементы таким образом, чтобы первая и последняя полости (единственные, содержащие отдельные металлы) лежали рядом друг с другом.

Вот и кульминация.

Вставьте одну ножку светодиода в первое углубление в ряду, а другую вставьте в последнее. Светит?

Если да, то поздравляем (4)! Если нет, проверьте ошибки. Светодиодный диод, в отличие от обычной лампочки, должен иметь соблюдение полярности подключения (знаете ли вы, какой металл является «плюсом», а какой «минусом» аккумулятора?). Достаточно вставить ноги в направлении, противоположном земле. Другими причинами выхода из строя являются слишком низкое напряжение (минимум 3 вольта), обрыв цепи или короткое замыкание в ней.

4. «Земляная батарея» в эксплуатации.

В первом случае увеличьте количество компонентов. Во втором проверьте соединение между металлами (также уплотните землю вокруг них). В третьем случае следите за тем, чтобы концы меди и стали не касались друг друга под землей и чтобы почва или раствор, которым вы ее смачивали, не соединяли соседние ямы.

Эксперимент "земляная батарея" интересен и доказывает, что электричество можно получить практически "из ничего".Даже если вам не придется использовать построенную конструкцию, вы всегда можете поразить отдыхающих своими навыками, подобными МакГайверу (наверное, его помнят только старшие техники) или мастеру выживания.

Как работают клетки?

Металл (электрод), погруженный в токопроводящий раствор (электролит), заряжается навстречу ему. Минимальное количество катионов переходит в раствор, а электроны остаются в металле. Сколько ионов находится в растворе и сколько избыточных электронов в металле, зависит от типа металла, раствора, температуры и многих других факторов.Если в электролит погрузить два разных металла, между ними возникнет напряжение из-за разного числа электронов. При соединении электродов проволокой электроны из металла с большим их количеством (отрицательный электрод, т.е. анод ячейки) начнут перетекать в металл с меньшим их количеством (положительный электрод - катод). Разумеется, при работе ячейки необходимо соблюдать баланс: катионы металла с анода переходят в раствор, а доставленные на катод электроны реагируют с окружающими ионами.Вся цепь закрыта электролитом, обеспечивающим перенос ионов. Энергия электронов, протекающих по проводнику, может быть использована для полезной работы.

Кшиштоф Орлинский

.

Смотрите также