Емкость аккумуляторной батареи

Почему происходит разрядка батареи

По каким причинам происходит такое, что, примерно через год эксплуатации, смартфон начинает работать медленнее и быстро пропадает заряд? Причин этому несколько, частично они решаются программным путем, частично – техническим.

Телефон может быстро разряжаться из-за:

• Повышенной нагрузки. Большинство современных смартфонов для работы используют операционную систему Андроид. Она сложная, имеет открытый код, потому и происходят сбои в работе. В фоновом режиме бывают запущены десятки программ, которые совсем не нужны.
• Вирусов. Хакерами создается немало вредоносных программ, предназначенных для взлома операционных систем. Из-за вирусов теряется производительность даже устройств с мощными батареями и процессорами. Вредоносное программное обеспечение можно определить по появлению навязчивой рекламы, растущей температуры корпуса, заторможенности системы.
• Неисправного аккумулятора. Аккумулятор может выходить из строя после двух лет работы, этот процесс неизбежен. Номинальная емкость снижается, когда загрязняются катод и анод.

Что такое емкость аккумулятора автомобиля?

Емкость аккумулятора — это технический показатель, который отражает время, в течение которого батарея может питать подключенную к нему нагрузку. В качестве нагрузки выступают все электронные компоненты автомобиля — фары, сигнализация, иммобилайзер, магнитофон, запирающие замки, бортовой компьютер и так далее. Обычно этот показатель измеряется в амперах или ампер-часах.

Следует понимать, что аккумуляторное электричество автомобиля тратится только в случае работы какого-либо электронного компонента машины. Однако даже в случае отсутствия нагрузки аккумулятор постепенно теряет заряд из-за явления, которое называют утечкой тока:

• Утечка тока может происходить по естественным причинам, которые не связаны с наличием поломок в машине. В норме естественная утечка батареи составляет от 0,01 до 0,04 А в зависимости от типа АКБ и погодных условий.
• Однако в случае повреждения АКБ/проводки/электронных компонентов авто утечка тока может увеличиваться в десятки или даже сотни раз. Подобные утечки необходимо своевременно устранять, поскольку это делает батарею бесполезной.

В чем измеряется емкость аккумулятора

Определяется характеристика емкости в амперах для больших элементов и в миллиамперах для небольших батарей. Единица измерения четко дает понять, что емкость — сила постоянного электротока или заряд, умноженный на время (T), в течение которого АКБ может производить питание.

Есть неправильное мнение, что емкостные характеристики являются характеристиками энергетическими. Это в корне неверно, так как чем выше напряженность на клеммах АКБ, тем больше значение энергии, которое копится в нем. Емкость остается прежней.

Обратите внимание! Из физики: электрическая энергия считается в джоулях и получается из произведения напряжения на силу тока и на время. Проверка конденсаторов мостовой схемой

Проверка конденсаторов мостовой схемой

Что такое емкость аккумулятора

Емкость АКБ (среди автолюбителей также часто встречается обозначение «объем» аккумулятора) на разных батареях отличается. Это значит, что для различных классов авто, мотоциклов и другой техники необходимо подбирать подходящую батарею. Игнорирование данного правила позволит избежать проблем с электрооборудованием и эксплуатацией ТС.

Для аккумуляторов на автомобили емкость измеряется в ампер-часах (сокращенно А-ч). Обычно емкость указана на наклейке на корпусе автомобильного аккумулятора рядом с пусковым током.  По показателю емкости  можно определить величину силы тока, с которой происходит разряд батареи до конечного напряжения  10.8 вольта. Цикл разряда составляет 10-20 часов.

Основные технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке, ведь именно по этому критерию большинство пользователей выбирают нужную модель.

Пусковой ток

Величину, характеризующую параметр тока, протекающего в стартере автомобиля в момент пуска силового узла, принято считать пусковым током. Пусковой ток или стартерный возникает в момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Он же ток холодной прокрутки является показателем, как аккумулятор поведет себя в морозную погоду и сможет запустить двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

Полярность

Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Полюса всего два – положительный и отрицательный, вариантов расположения – прямое и обратное.

Прямая полярность – отечественная разработка. Чтобы ее определить, нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что акб с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

Прямая, обратная полярность

Исполнение корпуса

Корпус большинства аккумуляторов состоит из ударопрочного полипропилена, который характеризуется как материал легкий, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен довольно стоек к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Традиционно появились американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты. Например, у батарей емкостью 60 Ач общая высота от 17,5 до 19 сантиметров. У азиатских этот показатель немного выше, до 22 сантиметров за счет верхнего расположения электродов

Именно поэтому важно корректно анализировать возможности посадочного места под капотом, чтобы надежно закрепить АКБ прижимной планкой и избежать замыкания при случайном касании токоотводами металлических частей кузова

У АКБ с европейским типом корпуса клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. Иногда клеммы дополнительно защищены от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке, верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора. Какую клемму снимать с аккумулятора первой читайте здесь. 

Российский стандарт акб

Обозначение	Описание букв
А	АКБ имеет общую крышку для всего корпуса
З	Корпус батареи залит и она является полностью заряженной изначально
Э	Корпус-моноблок АКБ выполнен из эбонита
Т	Корпус-моноблок АБК выполнен из термопластика
М	В корпусе использованы сепараторы типа минпласта из ПВХ
П	В конструкции использованы полиэтиленовые сепараторы-конверты

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты

Тип и размер клемм

Распространены аккумуляторы с клеммами трех разных стандартов: тип Euro – Type 1, и Asia –Type 3, «под болт» – американский стандарт. В типе Euro плюсовая клемма имеет диаметр 19,5 мм, минусовая клемма – 17,9 мм. В типе Asia клемма плюс имеет диаметр 12,7 мм, клемма минусовая – 11,1 мм. Клеммы «под болт» находятся на боковой стенке аккумулятора и сверху. Болт, соединённый с проводом, продевается в отверстие клеммы и фиксируется гайкой.

Американский стандарт

Способы получения информации о емкости батарейки

Расчет емкости аккумулятора в зависимости от нагрузки и разновидности аппарата возможен в разных вариантах. Изучив их, вы сможете самостоятельно определять емкость источников питания электромобилей, пожарных сигнализаций охранного поста, конденсаторов и прочих инверторов.

Стандартная формула расчета для АКБ

Вариант используют для любой разновидности батарейки.

Расчет производят по формуле

Q = (P t) / V k,,

где P — мощность нагрузки;

t — время резервирования;

V — напряжение батарейки;

k — коэффициент использования АКБ (часть).

В случае неполного заряда батареи используют значение k.

Увеличить время работы любого аккумулятора можно при помощи обеспечения полного разряда аппарата после 100%-й зарядки.

Для ноутбука, используя командную строку

Требуется выполнить ряд последовательных действий для расчета емкости аккумулятора модели 18650 на 220 В:

• отключить аппарат от электропитания;
• перейти в меню «Пуск»;
• в командной строке ввести запрос cmd;
• кликнуть на появившемся запросе правой кнопкой мыши;
• в выпадавшем меню выбрать команду «Запустить от имени администратора»;
• ввести следующее: powercfg.exe-energy-output c:\report.html;
• кликнуть по кнопке Enter.

После запустится программа-тестировщик, определяющая состояние батареи. На процедуру уйдет около 2 минут. На экране появится информация с основными данными о состоянии АКБ.

При помощи утилиты Battery Care

Программа бесплатная, воспользоваться ею вы можете в любое время. Резервная версия организовывает соединение с системой и позволяет узнать практически все данные о батарейке. Сильной нагрузки не происходит, что помогает быстро получить информацию в свободном доступе.

Процесс осуществляется в несколько действий:

1. скачать и установить утилиту на ноутбук, планшет или смартфон;
2. кликнуть по ярлыку для запуска программы;
3. в появившемся окне перейти во вкладку «Дополнительно».

Вам станет доступно наименование батареи, текущее состояние, емкость и ряд других показателей.

Для аппаратов производства компании Apple

Ранее получить информацию о емкости АКБ было возможно только у сотрудников Genius Bar. Недавно реальным стало использование утилиты CoconutBattery. Бесплатная программа быстро и беспроблемно решает проблему расчета данных.

Приложение проверяет общее состояние аккумулятора и фазы его перезарядки. Утилита поддерживается на моделях смартфонов разных производителей, но чаще используется на iPhone и iPad.

После активации программы на экране появятся данные:

1. об общем состоянии аккумулятора,
2. емкости АКБ,
3. уровне заряда,
4. циклах перезаряда батареи.

При помощи доступной информации выявляют проблемы, связанные с работой комплектующей.

Используя онлайн-калькулятор

На аккумуляторе указано значение показателя, но оно только помогает рассчитать реальное значение (ток разряда). Каждому присваивается рейтинг. Для подсчета применяют стандартную формулу, носящую название «Пекрета»:

Ср=R(C/R)n,

где C —емкость, указанная на батарейке;

R — присвоенный рейтинг, выраженный в часах;

n – экспонента.

По этому принципу калькулятор производит расчет емкости АКБ. Наименьшее потребление тока обеспечивает наибольшее время работы батарейки. Но вечную работу не сможет обеспечить ни один аккумулятор.

Проверка аккумулятора

Если во время эксплуатации АКБ появились проблемы, то стоит проверить уровень ее заряда. Это связано не только с тем, что эффективность работы всей бортовой системы снижается, но и с возможной поломкой генератора. Если батарея регулярно недозаряжена, возможно, это устройство вышло из строя.

На многих современных аккумуляторах установлены специальные индикаторы, меняющие цвет в зависимости от уровня заряда. Если этот элемент отсутствует, то узнать, какая емкость у автомобильного аккумулятора, можно с помощью мультиметра либо вольтметра.

Это довольно быстрый способ, хотя и не самый точный. Для решения поставленной задачи кроме измерительного прибора, также потребуется устройство, потребляющее около половины номинального параметра емкости АКБ. Также стоит учитывать и то напряжение, при котором работает этот девайс — 12 В.

Этот метод измерения имеет один недостаток — точно определить показатель емкости не получится. С его помощью можно лишь выяснить степень износа АКБ. После подключения измерительного прибора, необходимо выждать несколько минут. В соответствии с полученными показателями и определяется процент первоначального параметра:

• Свыше 12,4 В — 100%.
• От 12 до 12,4 В — в пределах 50−90%.
• От 11 до 12 В — 20−50%.
• Ниже 11 В — менее 20%.

Следует помнить, что если батарея утратила около 50% своей емкости, она должна быть заменена. Для более точного тестирования можно использовать контрольный разряд или специальные устройства. Второй способ является наиболее точным и активно используется в сервисных центрах.

Причины падения показателя

Современные аккумуляторы вне зависимости от технологии изготовления деградируют. Срок службы классических кислотных АКБ в среднем составляет от 3 до 5 лет. Среди основных признаков снижения емкости батареи можно отметить:

• Индикаторная лампочка заряда АКБ не горит.
• В момент запуска стартера раздаются щелчки.
• Свет фар стал более тусклым.
• Стартер работает медленнее.

При слабом заряде аккумулятора, вся бортовая сеть автомобиля функционирует со сбоями. Если батарея уже не может в течение 10 секунд отдавать номинальный пусковой ток, то ее необходимо менять. Основными причинами деградации аккумулятора являются:

• Сульфация электродных пластин — после глубокого разряда АКБ на ее пластинах появляется слой солей кислоты. Так как это приводит к уменьшению размеров пятна контакта с раствором электролита, емкость батареи падает.
• Осыпание электродов — этот процесс может активироваться после перезаряда аккумулятора. Особенно это актуально для батарей, в банках которых наблюдается низкий уровень раствора электролита.
• Замыкание элементов питания — если их полюса оказались замкнутыми, то снижается не только емкость аккумулятора, но и напряжение. Сами банки в такой ситуации выходят из строя.

Как сделать прибор собственными руками

Когда необходимая техника отсутствует, прибор можно сделать самому, посмотрев видео. Из готовых приборов необходимо взять вольтметр, а оставшиеся детали сооружают из подручных средств. Трудности возникнут при расчетах и создании внутреннего сопротивления, для которого потребуется ток.

Подходящим материалом является нихромовая проволока, используемая для создания нагревательных спиралей в электрических плитках. Нихромовые элементы можно заменить металлической полосой из прочих нагревательных устройств.

Для напряжения 12 В показатель тока должен находиться в рамках 80-120 Ампер, а сопротивление — 0,1-0,15 Ом. Прибор для измерения такого сопротивления сложно найти. По этой причине подбирают длину одного элемента и измеряют ток, который он пропускает. После этого совмещают несколько подобных деталей.

Самодельный аппарат делают последовательно:

1. Подбирают нихромовую проволоку или нагревательную полосу и измеряют мультиметром до 15 А ток. Элемент должен пропускать 10-12 А.
2. Соединяют 10 таких деталей, получая нагрузку в 100-120 А. Проволоку необходимо надежно скручивать.
3. Полученный элемент помещают в подходящий корпус и фиксируют в нем. Если коробка небольшая, то проволоку несколько раз сгибают так, чтобы витки не касались друг друга. Параллельное соединение должно быть надежным, что обеспечивается изолирующими цилиндрами, которые устанавливают на изгибы.
4. Концы скрутки припаивают к контактам на выходе, а снаружи — к соединительным проводам.
5. Подключают вольтметр.
6. Крепят на концы соединительного кабеля зажимы, которые потом подсоединяют к аккумулятору.

Когда устройство будет готово, можно проводить измерения в домашних условиях.

Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)

Довольно часто пользователи приравнивают такие показатели как объем батареи и ее заряд или заряженность. Это в корне неправильно и считается ошибочным заблуждением.

На самом деле емкость аккумулятора обозначит максимальное значение потенциала батареи. По-другому это говорит о том, что батарея способна накопить некоторое количественное значение энергии при заряжённом состоянии.

А вот заряд АКБ обозначает энергию, которая требуется для питания нагрузки. Из этого вытекает, что обозначения зарядов одной батареи бывает разным, и это подчиняется в первую очередь времени заряженности аккумулятора. А вот объем как в разряженном, так и в заряженном положении не изменяется.

Для лучшего понимания этих сравнений требуется представить бокал, наполненный жидкостью. Объем стакана есть емкость, а вот уже количество воды в нем — это заряд. Значит, что емкость АКБ никак не зависит от количества заряда в нем.

Как проверить емкость аккумулятора

Довольная частая практика производить измерение параметра объема аккумулятора при покупке устройства бывшего в употреблении. Также некоторые измеряют совершенно новые батареи. Это не обязательно совершать, но полученные данные помогут корректно определить состояние работоспособности АКБ.

Популярный метод измерение — это способ контрольного разряда. Его можно называть классическим, часто применимым. Контрольный разряд — это процедура заключается в полном заряде батарее и последующим разряде при помощи постоянного тока. Во время процедуры засекают промежуток, за который АКБ потеряет заряд. После чего достаточно вставить полученные цифры в стандартную формулу по расчёту емкости аккумулятора:

В формуле используются обозначения:

• Q – емкость батареи;
• I – ток, используемый для разряда;
• Т — время, которое аккумулятор тратит чтобы полностью разрядится.

После расчёта требуется сравнить вычисленное числовое обозначение с указанными цифрами от производителя. Если номинальный показатель аккумулятора больше реального на 60-65 % и более, то АКБ следует заменить. Такое сильное отклонение говорит о том, что батарея сильно изношена и дальнейшая ее эксплуатация приведет к быстрому выходу их строя.

Казалось бы, что метод измерения достаточно прост. Но и у него есть свои недостатки. Среди них числятся:

• Необходимость прервать использования батареи на длительный срок;
• Замирение показателей происходит длительный период;
• Точность расчёта зависит от постоянного наблюдения.

Производители в курсе таких манипуляций и их сложности, именно поэтому многие устройства имеют возможность производит самостоятельную диагносту. Процедура происходит быстро, достаточно несколько секунд, чтобы узнать о состоянии аккумулятор. Но на данный момент технология не совершенна и полученные результаты могут быть далекими от реальности.

Проверяем состояние аккумулятора

Чтобы определить, в каком состоянии находится телефонная батарея, ее нужно осмотреть. У литиевого аккумулятора проблемы будут заметны сразу. Зачастую они вздуваются, контакты покрываются коррозией, белыми и зеленоватыми пятнами.

Телефон не должен разряжаться очень быстро

Если раньше заряд держался в течение трех суток, а теперь – только одни при одинаковом использовании, – это повод обратить внимание на состояние аккумулятора

Также возможно проваливание заряда батареи. К примеру, на экране видно, что зарядки осталось 25%, а после одного звонка он резко отключается. Чтобы спастись от подобных ситуаций, можно воспользоваться переносными аккумуляторами.

Для проверки состояния можно воспользоваться специальными программами:

• iOS. Владельцы айфонов могут воспользоваться утилитой iBackupBot. Устанавливается она на компьютере, к которому подключается смартфон. После запуска программы выбирается устройство из списка и получается информация о значении емкости и количестве пройденных циклов заряд – разряд. Если емкость на 50% меньше номинальной – аккумулятор нужно менять.
• Android. Для получения сведений можно воспользоваться запросом *#*#4636#*#*. После этого на экран будет выведена информация о состоянии аккумулятора. Кроме того, можно использовать программу Battery, которая расскажет о текущем состоянии.

Номинальная и резервная емкость батареи

Номинальная емкость АКБ является важнейшей характеристикой и определяет общее количество электроэнергии, которое на 100% заряженный аккумулятор способен отдавать в течение определенного времени.

Чем выше оказывается данный показатель, тем дольше батарея будет питать электросеть автомобиля на одном заряде (АКБ 60 Ач способна отдавать ток 1 ампер на протяжении 60 часов, 2 ампера в течение 30 часов и т.д.).

Что касается резервной емкости – это значение, указывающее на время отдачи заряда 25А при оптимальной температуре 25°С до конечного минимального значения 10.5 В. Информация о резервной мощности есть не на всех батареях, однако на современных АКБ встречается все чаще.

Измеряют резервную мощность в минутах. Зачастую, при номинальной мощности 60 Ач резервная мощность составляет 90 или 100 минут. Данный показатель позволяет понять, сколько автомобиль «продержится» на заряде от АКБ в случае поломки генератора.

Что это такое

Одной из важнейших характеристик аккумулятора является его ёмкость. Именно исходя из её величины выбирают АКБ для каждого конкретного автомобиля. От ёмкости автомобильного аккумулятора зависит и беспроблемный запуск двигателя в любое время года.

Так что же это такое – ёмкость аккумулятора? Она представляет собой количество энергии, которое способна отдать полностью заряженная АКБ за определённый промежуток времени при установленном значении.

Обозначение на корпусе

Величина ёмкости аккумулятора автомобиля измеряется в Ампер-часах (как правило, за временной промежуток берётся один час). Узнать значение данного параметра любой АКБ можно, взглянув на этикетку, которая наклеена на её корпус. Маркировка выглядит следующим образом: 55 Ач. Это значит, что током равным 55 Ампер аккумуляторная батарея будет разряжаться на протяжении 20 часов – полный цикл разряда. Здесь речь идёт о номинальной ёмкости.

Существует ещё так называемая резервная ёмкость аккумулятора, которая определяет время движения автомобиля при неработающем генераторе зимой в тёмное время суток. Её значение указывается в минутах. Найти этот параметр также можно на этикетке корпуса батареи.

Почему падает ёмкость

Деградация характеристик АКБ, вне зависимости от используемых технологий изготовления, является неизбежной. Обычные кислотные батареи в среднем могут прослужить 3–5 лет. Более современные аккумуляторы увеличили срок службы до 5–6 лет. Изредка встречаются устройства, способные сохранять работоспособность по 7–8 лет.

Потерю ёмкости можно определить по нескольким признакам:

• характерный цвет индикатора заряда (белый, красный или чёрный);
• щёлканье стартера при попытках запуска двигателя;
• более тусклый свет фар;
• медленная работа стартера.

Если заряд АКБ низкий, бортовая сеть машины будет испытывать трудности, работать с перебоями, нестабильно.

Можно выделить несколько причин, способных влиять на потери ёмкости:

1. Сульфатация. Это образование налёта в виде сульфата свинца. Выглядит как белый слой, покрывающий поверхности свинцовых пластин. Затронутые сульфатацией элементы не могут вступать в электрохимическую реакцию, в итоге реальная ёмкость существенно отличается. Даже при зарядке восстановить полную ёмкость не удаётся.
2. Осыпание пластин. Обычно возникает в результате перезаряда АКБ. Осыпание усиливается, когда уровень электролита падает ниже нормального.
3. Замыкание. Если полюса замыкает, это влияет на падение ёмкости и напряжения. Выходят из строя отдельные банки. Даже замыкание одной банки не позволяет АКБ нормально работать. Её нужно восстанавливать, либо отправлять на утилизацию.

Каждому автовладельцу необходимо придерживаться правил эксплуатации и соблюдать рекомендации производителей. Это позволит продлить срок службы.

Также стоит периодически проверять параметры ёмкости.