Как проверить сопротивление аккумулятора мультиметром

Как проверить аккумулятор мультиметром?

Без рабочего аккумулятора современный автомобиль превращается в груду железа, пусть даже дорогого и хорошо упакованного. А проверить работоспособность столь важной детали можно с помощью мультиметра. Главное — знать особенности его использования в разных ситуациях. Для этого мы расскажем вам, как проверить аккумулятор мультиметром.

Из этого материала вы узнаете, как измерить акб мультиметром разными способами: как измерить напряжение аккумулятора мультиметром, как замерить амперы и т.п.

Общие сведения

Мультиметр позволяет узнать реальное напряжение аккумуляторной батареи, причем показатели будут максимально точными. В свою очередь, по напряжению вы поймёте, заряжена автомобильная батарея или она нуждается в питании.

Кстати, мультиметром можно узнать напряжение зарядных устройств телефонов. Видео, как проверить 12в мультиметром на примере такого блока питания:

А ещё этот измеритель позволяет выявить утечку тока. При этом важно проверить утечку не только на корпус, но и в бортовой автомобильной сети.

В целом же проверка аккумулятора мультиметром возможна на:

  • ёмкость;
  • сопротивление;
  • силу тока или ампераж;
  • заряд (напряжение).

Благодаря такому спектру измерений вы сможете свести к минимум вероятность быстрого разряда батарейки и увеличить срок её эксплуатации. А если, например, вы знаете, как проверить пусковой ток аккумулятора мультиметром, то поймёте, почему не заводится движок.

В этой полезной статье мы вам расскажем о самом главном. Начнем с того, как измерить аккумулятор мультиметром на заряд.

Как проверить заряд аккумулятора мультиметром

И сразу полезное видео, как проверить аккумулятор мультиметром:

Этот пункт также показывает, как замерить напряжение на аккумуляторе мультиметром у автомобиля. По сути, напряжение АКБ = зарядка батарейки.

Как проверить зарядку мультиметром на автомобиле:

  1. Отсоединить АКБ от машины и подождать примерно пять часов.
  2. Поставить измерительное устройство на режим “вольтаж” (DC), который предназначен для проверки напряжения.
  3. Выбрать значение 20 вольт. Это верно, если напряжение аккумуляторной батареи не выше такого значения. Для обычных литиевых автоаккумуляторов 20 вольт хватает.
  4. Провода, подключенные к включенному тестеру-мультиметру, теперь необходимо присоединить к аккумулятору: красный кабель к плюсу, черный к минусу. Если у проводов единый цвет, смотрите на маркировку. Возможно, их нужно подключать к противоположным зарядам. Обязательно прочтите инструкцию по применению перед использованием мультиметра! Но есть приятный момент в том, как замерить зарядку аккумулятора мультиметром: если вы перепутаете цвета проводов, то цифра будет верной, но рядом с ней будет знак “-”.

Вот такая простая технология, как проверить зарядку аккумулятора мультиметром на автомобиле.

Когда провода прикасаются к батарейке, на дисплее появляются цифры, по которым можно понять степень заряда:

  1. От 12, 6 или 12,7 — будьте спокойны, с зарядом всё хорошо.
  2. Если значение хуже, но не опускается ниже 12,1, заряд примерно на 50% или чуть выше. В таком случае аккумулятор можно заряжать.
  3. Значение от 11,6 до 12 указывает на серьезное истощение. Время немного поволноваться и поставить АКБ на зарядку во избежание проблем.
  4. Если значение ещё ниже, дело, как говорят, » труба». Если продолжите использовать батарею в таком состоянии, она поломается.

Вот полезная картинка для проверки заряда аккумулятора мультиметром:

Как проверить заряд аккумулятора с помощью мультиметра, если движок включен, и можно ли это делать?

Если вы запустили движок, то мультиметром допустимо проанализировать функционирование АКБ. Но будет показано его функционирование наряду с генератором, а ещё работоспособность регулятора напряжения. Процесс, как измерить напряжение мультиметром на аккумуляторе автомобиля при включенном движке, обычный, но значения отличаются. Цифры, которые находятся в пределах нормы, чуть больше, где-то от 13 до 14. Если в ходе замеров появились другие значения:

  1. Сниженные говорят о том, что с зарядом есть проблемы. Также это может указывать на сбои в генераторной работе, что он не способен заполнять батарейку до нужного уровня.
  2. Если значения выше, АКБ заряжается не до конца, а генератор функционирует усиленно для снабжения энергией нужных автомобильных частей. Учитывайте обстановку. К примеру, в холоде АКБ утратила заряд, тогда генератор будет работать на повышенное напряжение, чтобы заполнить батарею. Можно подождать минут 15 и снова провести измерение.

Теперь вы знаете, как проверить заряд аккумулятора автомобиля мультиметром.

Видео о том, как проверить напряжение аккумулятора мультиметром на автомобиле:

Как измерить автомобильный аккумулятор мультиметром на ёмкость

Как проверить акб мультиметром, чтобы узнать ёмкость? Благодаря ней можно понять, сколько зарядки батарея отдаёт за какой-то временной промежуток при определенном напряжении. Емкость обозначается в А·ч. Мерить её мультиметром можно под нагрузкой.

Если вы хотите узнать, как проверить аккумулятор с помощью мультиметра под нагрузкой, можете взять две лампы головного света. Они включаются параллельно. В нашем примере общая их мощность равняется 110 Вт. Через лампочки будем подавать ток около 9 А. Перед началом процесса убедитесь, что АКБ полностью заряжена.

Инструкция проверки аккумулятора мультиметром на автомобиле:

  1. Подключить к клеммам нагрузку и измерительный прибор. Выбрать функцию измерения напряжения.
  2. Засечь время и подождать, когда напряжение на клеммах аккумуляторной батареи понизится до 10,3 В.
  3. Посмотреть на часы и определить, за сколько батарея утратила заряд. Пусть в нашем примере это будет 7 часов.
  4. Вычислить ёмкость. Для этого умножить время (в часах) на разрядный ток (в нашем случае 9), то есть 7 * 9 = 63 А·ч. Затем открываем паспорт АКБ и смотрим, какая ёмкость указана в нём. Например, 65 А·ч. Как видно, разница очень маленькая, значит, всё в порядке. Если же полученная ёмкость сильно ниже паспортной, батарею нужно менять.

Помните, что АКБ нельзя полностью разряжать, поэтому не допускайте, чтобы в ходе измерения напряжение опустилось ниже 10,3 В. Свинцовые батареи нельзя хранить разряженными, поэтому после проверки сразу до конца зарядите её, иначе через несколько дней она будет пригодна лишь для мусора.

Вот так проходит проверка АКБ мультиметром.

Как измерить силу тока мультиметром на аккумуляторе

Это вопрос из разряда как проверить ампераж аккумулятора мультиметром. Обязательно нужна нагрузка.

Силу тока бессмысленно и даже опасно мерить на самой АКБ.

В роли нагрузочного элемента может выступить фарная лампа. Помните, что нагрузка не может быть выше 120 Вт.

Как замерить ток аккумулятора мультиметром:

  1. Вывести переключатель измерителя на измерение нужного тока.
  2. Выбрать предел Амперов (сначала лучше максимальный).
  3. Положительный щуп соединить с плюсом АКБ.
  4. В разрыв минуса подключить лампу. То есть минус от мультиметра должен быть направлен на лампу, от которой цепь замыкается на аккумуляторном минусе.
  5. Проверить значения на мультиметре. Сравните их с теми, что указаны на корпусе АКБ.

Проследите, чтобы контакт щупа с АКБ длился не дольше двух секунд!

Мы узнали, как мультиметром проверить аккумулятор автомобиля на амперы. Главное — всё сделать быстро и точно. И вы это сможете сделать, потому что знаете, как проверить силу тока мультиметром на аккумуляторе.

На видео рассказывается подробно, как проверить ток аккумулятора мультиметром:

Как проверить автомобильный аккумулятор мультиметром на внутреннее сопротивление

Важно знать и то, как замерить мультиметром аккумулятор автомобиля на внутреннее сопротивление. Для этого тоже нужна нагрузка. Возьмём галогеновую лампочку 60 Вт. Ток потребления будет 5 А. Если ампераж составляет 100 А, то потеря напряжения не должна превышать 1 В. Значит, при нашем значении в 5 А напряжение около 0,05 В.

Как правильно проверить аккумулятор мультиметром:

  1. Подключить лампу к АКБ.
  2. Подождать, когда лампа начнёт светить.
  3. Когда это произошло, посмотреть значение напряжения на выводах АКБ, то есть нужно использовать мультиметр.
  4. Записать замеры.
  5. Выключить лампу.
  6. Ещё раз проверить значения вольтажа на выводах.

Теперь нужно только определить разницу между двумя значениями. Если она не больше 0,05 В, с АКБ всё в порядке, то есть внутреннее сопротивление правильное. Если разница большая, значит, АКБ очень изношена, постарайтесь в ближайшее время заменить её.

Теперь в вашей копилке есть ответ на вопрос: можно ли проверить аккумулятор мультиметром на внутреннее сопротивление.

Если вы не хотите самостоятельно разбираться в том, как измерить амперы мультиметром в аккумуляторе, как померить заряд АКБ, как проверить мультиметром авто аккумулятор на другие параметры, не переживайте. Всегда найдутся специалисты, которые за деньги или по дружбе проведут все необходимые измерения аккумулятора мультиметром.

Как замерить мультиметром аккумулятор на ток утечки

У любой АКБ присутствует ток утечки. Важно следить за тем, чтобы значение не было выше примерно 80 мА. Дело в том, что энергия хоть немного, но расходуется даже при всех отключенных потребительных частей автомобиля. Также стоит учитывать, что за счет энергии поддерживает функционирование сигнализации.

Если утечка слишком большая, значит, требуется диагностика.

Как замерить акб мультиметром на предмет утечки тока:

  1. Заглушить мотор.
  2. Выключить зажигание.
  3. Подождать минут 15.
  4. Выключить абсолютно все потребители.
  5. Снять минус с АКБ.
  6. Поставить мультиметр на режим проверки постоянного тока.
  7. Выбрать диапазон до 10 А.
  8. Соединить положительный кабель мультиметра с плюсом аккумулятора.
  9. К снятому минусу подключить минус АКБ.
  10. Зафиксировать показатели.
Читайте также  Как узнать вольтаж светодиода мультиметром

Если утечки нет, вы увидите нули. Если же утечка есть, по значениям поймёте, насколько она велика. Можно узнать, где кроется проблема: нужно по очереди отключать и включать предохранители.

Вот так просто разобраться в том, как измерить аккумулятор мультиметром на автомобиле на предмет утечки тока.

Теперь вы знаете, как померить амперы мультиметром на аккумуляторе, как осуществить проверку зарядки мультиметром аккумулятора, как проверить мультиметром аккумулятор с нагрузкой и многое другое. И для такого тестирования вам понадобится обычный мультиметр, и не нужна нагрузочная вилка.

Желаем вам выполнить замер аккумулятора мультиметром правильно и безопасно!

Вопрос — ответ

Вопрос: Как проверить аккумулятор автомобиля с помощью обычного мультиметра?

Имя: Тагир

Ответ: Это зависит от цели измерения. С помощью мультиметра можно проверить напряжение, ёмкость и другие функции АКБ. В любом случае нужно выполнить правильное подключение щупов, а в некоторых случаях требуется дополнительная нагрузка, например, при измерении силы тока.

Вопрос: Как правильно измерить силу тока мультиметром на аккумуляторе?

Имя: Алексей

Ответ: Для этого нужна нагрузка, в качестве которой можно взять лампочку от фары. На мультиметре выбирается режим измерения нужного тока. Далее положительный кабель соединяется с плюсом АКБ, в разрыв минуса подключается лампа.

Вопрос: Как можно проверить заряд аккумулятора простым мультиметром?

Имя: Азат

Ответ: Аккумулятор должен быть отсоединён от авто около пяти часов. Мультиметр переводится в режим “вольтаж” (DC). Выбирается значение 20 вольт. Теперь остаётся подключить провода от мультиметра к АКБ и наблюдать за цифрами на дисплее.

Вопрос: Как лучше проверить ампераж аккумулятора с помощью мультиметра?

Имя: Даниил

Ответ: По сути, это то же самое, что измерить силу тока. Значит, нужно использовать нагрузку. Она не должна быть больше 120 Вт. Важно на мультиметре выбрать режим измерения нужного тока, а также максимальный предел Амперов.

Вопрос: Как проверить точное напряжение аккумулятора мультиметром?

Имя: Фёдор

Ответ: Измерив напряжение, вы узнаете состояние зарядки АКБ. Первое, что нужно сделать — отсоединить аккумулятор от машины и подождать несколько часов.

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Если замкнуть плюс и минус аккумулятора, то получим ток короткого замыкания Ie = U / Re , как будто внутри есть сопротивление Re . Внутреннее сопротивление зависит от электрохимических процессов внутри элемента, в том числе и от тока.

При слишком большом токе аккумулятор испортится, и даже может взорваться. Поэтому не замыкайте плюс и минус. Достаточно мысленного эксперимента.

Величину Re можно оценить косвенно по изменению тока и напряжения на нагрузке Ra . При небольшом уменьшении сопротивления нагрузки Ra до Ra‑dR ток увеличивается от Ia до Ia+dI. Напряжение на выходе элемента Ua=Ra×Ia при этом уменьшается на величину dU = Re × dI . Внутреннее сопротивление определяется по формуле Re = dU / dI

Для оценки внутреннего сопротивления аккумулятора или батарейки я добавил в схему измерителя ёмкости резистор 12ом и тумблер (ниже на схеме показана кнопка), чтобы изменять ток на величину dI = 1.2 V / 12 Ohm = 0.1 А . Одновременно нужно измерять напряжение на аккумуляторе или на резисторе R .

Можно сделать простую схему только для измерения внутреннего сопротивления по образцу, показанному на рисунке внизу. Но всё же лучше сначала немного разрядить аккумулятор, и после этого измерить внутреннее сопротивление. В середине разрядная характеристика более пологая, и измерение будет более точным. Получится «среднее» значение внутреннего сопротивления, которое остаётся стабильным достаточно большое время.

Пример определения внутреннего сопротивления

Подключаем аккумулятор и вольтметр. Вольтметр показывает 1.227V . Нажимаем кнопку: вольтметр показывает 1.200V .
dU = 1.227V — 1.200V = 0.027V
Re = dU / dI = 0.027V / 0.1A = 0.27 Ohm
Это внутреннее сопротивление элемента при токе разряда 0.5А

Тестер показывает не dU, а просто U. Чтобы не ошибиться в устном счёте, я делаю так.
(1) Нажимаю кнопку. Аккумулятор начинает разряжаться, и напряжение U начинает уменьшаться.
(2) В момент, когда напряжение U достигнет круглой величины, например 1.200V, я отжимаю кнопку, и сразу вижу величину U+dU, например 1.227V
(3) Новые цифры 0.027V — и есть нужная разница dU.

По мере старения аккумуляторов их внутреннее сопротивление увеличивается. В какой-то момент вы обнаружите, что ёмкость даже свежезаряженного аккумулятора невозможно измерить, так как при нажатии кнопки Start реле не включается и часы не запускаются. Это получается потому, что напряжение на аккумуляторе сразу снижается до 1.2V и менее. Например, при внутреннем сопротивлении 0.6 ом и токе 0.5 А падение напряжения составит 0.6×0.5=0.3 вольта. Такой аккумулятор не может работать при токе разряда 0.5А, который требуется, например, для кольцевой светодиодной лампы. Этот аккумулятор можно использовать при меньшем токе — для питания часов или беспроводной мышки. Именно по большой величине внутреннего сопротивления современные зарядные устройства, вроде MH-C9000, определяют, что аккумулятор неисправен.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Для оценки внутреннего сопротивления АКБ можно использовать лампу от фары. Это должна быть лампа накаливания, например, галогеновая, но не светодиодная. Лампа 60вт потребляет ток 5А.

При токе 100А на внутреннем сопротивлении АКБ не должно теряться более 1 Вольта. Соответственно, при токе 5А не должно теряться более 0.05 Вольта (1В * 5А / 100А). То есть, внутреннее сопротивление не должно превышать 0.05В / 5А = 0.01 Ома.

Подключите параллельно аккумулятору вольтметр и лампу. Запомните величину напряжения. Отключите лампу. Обратите внимание, насколько увеличилось напряжение. Если, допустим, напряжение возросло на 0.2 Вольта (Re = 0.04 Ома), то аккумулятор испорчен, а если на 0.02 Вольта (Re = 0.004 Ома), то он исправен. При токе 100А потеря напряжения будет всего 0.02В * 100А / 5А = 0.4В

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление аккумулятора – значимый параметр источника питания. Его постоянный контроль позволяет поддерживать аккумуляторную батарею в работоспособном состоянии. Ведь чрезмерный разброс провоцирует выход из строя АКБ, отдельных узлов автотранспорта.

Оценка технического состояния аккумуляторной батареи

Срок эксплуатации аккумуляторной батареи зависит от правильности проведения проверки. Данная процедура включает несколько этапов:

  1. Осмотр. Во время осмотра проверяют, в каком состоянии корпус, присутствуют ли микротрещины, пыль, загрязнения. Устанавливается состояние выводов, наличие окислений на электродах, штырях. Обнаруженную ржавчину удаляют при помощи специальных составов.
  2. Контроль процесса разряда. Для этих целей аккумуляторную батарею разряжают, заряжают и вновь разряжают. Силу тока, нагрузку поддерживают в требуемом пределе. Контролируя разряд, устанавливается истинное состояние электрических соединений, емкости АКБ. Разряд выполняют после демонтажа устройства.
  3. Электролит. Во время эксплуатации часть электролита испаряется. Для установления уровня используют трубочки или специальные элементы. Их погружают в отверстия до того момента, пока они не соприкоснутся с пластинами. Для восполнения объема используют дистиллированную воду.
  4. Плотность электролитического состава. Из-за сульфатации пластин часть емкости теряется. Выделяющаяся сера негативно сказывается на степени плотности электролита. Плотность постепенно снижается. Этот параметр учитывают, если тестируют кислотные аккумуляторные батареи.
  5. Использование нагрузочной вилки. Замер напряжения свинцовых источников питания выполняется при помощи нагрузочных вилок. По специальной шкале отслеживают состояние акб.

Проверка аккумулятора выполняется при помощи тестеров. С их помощью устанавливают соответствие параметров заданным нормам и требованиям.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Перед тем как проверить сопротивление автомобильного аккумулятора, необходимо изучить, что представляет собой этот показатель.

Внутреннее сопротивление аккумулятора рассчитывается по стандартной формуле. При определении учитывается электродвижущая сила, сила тока и нагрузка. В результате, получается условная величина, которая постоянно меняется.

Оно зависит и от:

  • Габаритов и геометрии.
  • Конструкции корпуса, решеток и банок.
  • Состояния электролитического состава.
  • Наличия легирующих веществ.
  • Состояния выводов.

При расчете сопротивления учитывается значение импеданса, в которое входит реактивная составляющая. Реактивная составляющая присуща емкостям, катушкам. Импеданс учитывается при определении реактивного сопротивления.

На внутреннее сопротивление аккумулятора влияет состояние электролита, его концентрации и температурного режима. Понижение температуры влечет рост данного показателя.

Определяя внутреннее сопротивление аккумулятора, учитывается и поляризация, которая зависит от силы тока. Возникает поляризация по таким причинам:

  • Изменение потенциала на поверхности выводов.
  • Изменение концентрации электролитического состава.

Минимальные показатели прослеживаются у кислотно-свинцовых источников питания. Поэтому они отдают ток в 2–2,5 тысячи ампер. Такие аккумуляторные батареи устанавливают в автотранспортные средства, которые укомплектованы ДВС.

Особенности измерения внутреннего сопротивления источника питания

Измерение внутреннего сопротивления аккумулятора проводят регулярно. Такие действия позволяют выявлять состояние источника питания, планировать замену. Ежегодно этот показатель увеличивается на 5–7 процентов. При увеличении на 8 и более процентов проводят анализ эксплуатационных условий, нагрузки. Для того чтобы выявить дефекты и нарушения, необходимо точно знать, как измерить внутреннее сопротивление.

Подача переменного тока

Этот способ отличается простотой реализации. Для этого требуется резистор ограничительный, трансформатор, а также конденсатор и вольтметр. Тесты проводят в течение 1,5–2 часов. За это время устанавливается величина напряжения для каждого элемента, который входит в состав источника питания. Для повышения точности результатов используют регистрирующий вольтметр.

При измерении проводимости на переменном токе получают значение, которое включает реактивную и активную составляющие. Для выделения требуемого показателя требуется подготовка частотной зависимости. При реализации этой методики возникают сложности, связанные с электрохимическими процессами.

Читайте также  Как поставить галогеновую лампочку

Поэтому определить проводимость таким способом можно, если требуется общая оценка состояния аккумуляторной батареи. В остальных случаях подбирается другая методика тестирования.

Метод постоянной нагрузки

Этот способ используется автомобилистами и мастерами. Суть его заключается в стремительном разряде источника питания при постоянном токе. При помощи вольтметра измеряют напряжение, как с нагрузкой, так и без нее. Для расчета используют закон Ома.

Такую методику используют для тестирования крупногабаритных автомобильных аккумуляторных батарей. Для измерений используют высокоточные приборы, которые показывают точное значение. Допускается применение тестеров, в состав которых входит пленочно-угольный резистор.

Перед реализацией этого способа учитывают, что конденсатор измерительный агрегат не принимает во внимание. Поэтому учитывается только активная составляющая источника питания. Для проверки старых АКБ такой вариант не подходит. Ведь установить истинное состояние проблематично.

Применение этого способа невыгодно в том случае, если требуется установление состояния АКБ. Померить нагрузку с его помощью можно.

Короткоимпульсный способ

Его используют не так давно. Он обладает такими преимуществами:

  • Перед измерениями аккумуляторная автомобильная батарея не демонтируется. Это избавляет от хлопот, так как изъятие устройства занимает немало времени.
  • Напряжение снижается и повышается на короткий срок. Поэтому работоспособность компонентов, которые входят в состав, не нарушается. Для отслеживания напряжения используют вольтметр.
  • Во время испытания источник питания, внутренние компоненты не разрушаются. При этом тестирования проводят регулярно.
  • При помощи этой методики легко определить емкость источника питания. Ведь появляется возможность сравнения сопротивлений новой и эксплуатируемой батарей.

Такая методика применяется для установления величины внутреннего сопротивления, расчета токовых параметров, коротких замыканий, других параметров. Это необходимо для установления состояния автомобильного аккумулятора.

Зависимость состояния аккумулятора от внутреннего сопротивления

Среди представленных измерителей и тестеров, которые применяют для оценки состояния аккумуляторной батареи, ее основных характеристик, легко подобрать устройство с требуемым функционалом. Среди используемых приборов выделяют:

  • Устройства для оценки состояния АКБ по напряжению. При этом устанавливается определенная нагрузка. Для этих целей используют нагрузочные вилки.
  • Устройства для установления связи между состоянием источника питания и проводимостью.
  • Измерители спектров. С помощью таких приборов устанавливается зависимость импеданса на постоянном, переменном токе.

Применение стандартных измерительных устройств позволяет установить величину проводимости. При помощи современных тестеров, которые работают с определенными сигналами, устанавливается степень работоспособности автомобильного аккумулятора, величину емкости, период разряда и заряда.

Период непрерывной эксплуатации аккумуляторной батареи в определенной степени зависит от величины внутреннего сопротивления. И это особо важно в том случае, если автотранспорт активно эксплуатируется как в черте города, так и в сельской местности. Поэтому периодическое тестирование источника питания, установление основных характеристик дает возможность понять, когда стоит производить замену.

Видео про внутреннее сопротивление аккумулятора


Как проверить емкость аккумулятора мультиметром

Аккумулятор – это устройство, накапливающее электроэнергию и отдающее её лампам, электродвигателям и другим электроприборам. Один из важных параметров этих аппаратов – ёмкость. Для её проверки используются специальные дорогие приборы, но есть альтернативный вариант. В этой статье рассказывается, как узнать ёмкость аккумулятора обычным мультиметром.

Интересно. Есть мультиметры с функцией проверки ёмкости аккумуляторов.

Виды аккумуляторных батарей

Такие приборы производятся разных типов:

  • Свинцово-кислотные. Самые распространённые благодаря дешевизне. Используются в автомобилях, системах ИБП, солнечных и ветряных электростанциях;
  • Никелевые – никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлогидридные (Ni-MH). Отличаются надёжностью и долговечностью. Выдерживают перезаряд, глубокий разряд и большие пусковые токи;
  • Литий-ионные (литиевые). Обладают большой ёмкостью на единицу веса и объёма (в 2-4 раза больше, чем свинцовые батареи) и отличаются быстрой перезарядкой. Применяются в мобильниках, электронике и электромобилях.

Литий-ионный аккумулятор мобильного телефона

Параметры аккумулятора

Основные параметры прибора можно замерить или вычислить без использования специальных дорогостоящих устройств.

Ёмкость батареи

Этот параметр показывает, сколько будет работать подключённое к аккумуляторной батарее устройство до полной разрядки аккумулятора.

Измеряется ёмкость в ампер-часах. Это произведение времени работы на потребляемый ток. Его также можно вычислить, проведя необходимые измерения мультиметром.

Выходное напряжение

Измерение производится согласно инструкции к вольтметру. Номинальное значение батареи указывается в документации или на корпусе:

  • Никель-кадмиевые или никель-металлогидридные – 1,2В. Такие элементы применяются вместо батареек АА и ААА в шуруповёртах и аналогичных устройствах. Комплекты таких аккумуляторов в этих электроприборах собраны в батареи. При необходимости определяются параметры отдельного элемента или всей батареи целиком;
  • В автомобильных аккумуляторных батареях – 12,7В. Аналогичные устройства используются в ИБП. В некоторых моделях скутеров и мотоциклов напряжение аккумулятора составляет 6,3В;
  • Литий-ионные – применяются в телефонах, планшетах и другой мобильной технике. Величина напряжения зависит от конкретной модели.

Важно! Измерения производятся при отключенной нагрузке, чтобы падение напряжения внутри источника питания не вносило погрешности в результат.

Внутреннее сопротивление

Ещё один важный параметр – внутреннее сопротивление устройства. При его высоком значении происходит значительное падение выходного напряжения при больших токах нагрузки. Этот эффект наблюдается во время запуска автомобиля стартером, при этом притухают фары.

Определяется внутреннее сопротивление следующим образом:

  1. измеряется напряжение без нагрузки – Uхх;
  2. подключается нагрузка, и измеряется её ток I и напряжение Uраб;
  3. рассчитывается падение напряжения внутри источника питания:
  1. по формуле Rвн=Uвн/I рассчитывается внутреннее сопротивление аккумулятора.

Интересно. В обычной батарее при разряде не падает выходное напряжение, а растёт внутреннее сопротивление, и падает ток короткого замыкания.

Саморазряд аккумуляторной батареи

При хранении напряжение на выходе устройства уменьшается. Это явление называется саморазряд.

Для его определения необходимо померить напряжение в отключённой батарее с периодичностью в несколько дней, по разнице вычисляют саморазряд устройства.

Измерение ёмкости мультиметром

Ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах. Это произведение тока, потребляемого устройством, и времени работы, которое может обеспечить аккумуляторная батарея. Узнать номинальную ёмкость аккумулятора можно по маркировке на его корпусе. Перед тем, как измерить емкость аккумулятора, необходимо проверить напряжение и при необходимости подзарядить устройство.

Для измерения ёмкости аккумулятора к источнику питания, заряженному до номинального напряжения Uном, подключается нагрузка, например, лампа накаливания, и тестером измеряется потребляемый ею ток. Через некоторое время t измеряется напряжение аккумулятора Uраб и определяется уровень разряда Uраз. Это делается по формуле:

и определяется ожидаемое время работы:

Эта формула подходит только для кислотных аккумуляторов, которые разряжаются до «0». Элементы других типов при падении напряжения ниже 0,83Uном отключаются. Поэтому в формуле расчёта аккумулятора телефона вместо Uном следует использовать 0,17*Uном.

Для вычисления ёмкости аккумуляторной батареи полученное значение умножается на ток Ёмк=I*tраб.

Проверка аккумуляторной батареи шуруповёрта

В батарее шуруповёрта никелевые элементы с напряжением 1,2В соединены последовательно. Обычно вся батарея теряет ёмкость из-за вышедшего из строя одного элемента. Поэтому, если она быстро теряет заряд, то устройство следует разобрать, проверить каждый элемент в отдельности и заменить неисправный.

Проверка элементов аккумулятора шуруповёрта

Измерение ёмкости аккумуляторов 18650

Элемент 18650 – это литий-ионная аккумуляторная батарея, собранная в цилиндрическом корпусе, похожем на батарейки АА. Название 18650 обозначает, что диаметр батарейки – 18 мм, а длина – 65 мм. Выходное напряжение этой конструкции – 3,7В, а ёмкость – 1600-3600 мАч. Используются такие элементы в фонариках, электровелосипедах и других устройствах, где необходим большой заряд при малых габаритах.

Преимущество этих приборов – в отсутствии эффекта памяти заряда и большом числе циклов заряд-разряд. Для зарядки необходимо специальное устройство.

Недостаток таких приборов в чувствительности к перезаряду и перегреву. Для защиты в более дорогих приборах устанавливается электронная схема, защищающая его от этих проблем. На таких аппаратах наносится надпись «Protected», «With protective PCB», «Protection Circuit» и т.п.

Ёмкость элемента падает с течением времени. Кроме того, в дешёвых устройствах она может не соответствовать указанной, поэтому важно знать, как определить емкость такого элемента. Узнать емкость батареи 18650 можно аналогично другим литиевым батарейкам.

Проверка батареек

В обычных батарейках при разряде напряжение практически не падает. Вместо этого растёт внутреннее сопротивление, и падает отдаваемый ток. Для проверки элемента определяется ток короткого замыкания. Он измеряется амперметром и в разряженной батарейке уменьшается через несколько секунд после начала измерений.

Важно! В исправном устройстве ток короткого замыкания достигает нескольких ампер.

Знание того, как проверить емкость аккумулятора мультиметром без использования дорогостоящих приборов, поможет вовремя заменить или не устанавливать неисправный элемент.

Видео

Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление предоставляет ценную информацию об аккумуляторе, способную подсказать об окончании его срока службы. Это особенно актуально для электрохимических систем на основе никеля. Сопротивление не является единственным индикатором производительности, оно вполне может отличаться на 5-10 процентов у различных партий свинцово-кислотных аккумуляторов, особенно для стационарного использования. Из-за такого широкого допуска, метод, основанный на сопротивлении, лучше всего работает при сравнении показаний, взятых у конкретного аккумулятора при его сборке с последующими временными периодами. Сервисные бригады уже рекомендуют при установке снимать показания каждого элемента или аккумулятора в целом, чтобы в дальнейшем контролировать процесс их старения.

Читайте также  Как резать плитку без сколов плиткорезом
Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Батарейный балансир
контроль более 25 параметров, история и синхронизация защита от низкого и высокого напряжения, возможность регулировки для 12, 24, 36 и 48В систем, возможность параллельного подключения

Существует мнение, что внутреннее сопротивление связано с емкостью, но это неверно. Сопротивление современных свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов остается на одном уровне на протяжении большей части срока службы. Специальные добавки в электролит уменьшили проблему внутренней коррозии, которая и коррелирует с внутренним сопротивлением. На рисунке 1 показано уменьшение емкости при циклической работе по отношению к внутреннему сопротивлению у литий-ионного аккумулятора.

Рисунок 1: Взаимосвязь между емкостью и сопротивлением относительно количества циклов зарядки/разрядки. Сопротивление не раскрывает состояние работоспособности аккумулятора и часто остается на одном уровне в процессе его использования и старения.

Циклические испытания литий-ионных аккумуляторов проводились при С-рейтинге 1С:
Зарядка: 1.500мА до 4,2В при 25°С
Разрядка: 1.500ма до 2,75В при 25°С

Что такое сопротивление?

Прежде чем изучать различные методы измерения внутреннего сопротивления электрических батарей, давайте рассмотрим, что же такое электрическое сопротивление и в чем разница между просто сопротивлением (R) и импедансом (Z). R является сопротивлением вещества прохождению электрического тока, а Z включает в себя реактивную составляющую, присущую таким устройствам как катушки и конденсаторы. Оба показателя измеряются в омах (Ом), единице измерения, которая названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома, который жил с 1798 по 1854 год. (1Ом приводит к падению напряжения на 1В при силе тока 1А). Электропроводность также может быть измерена в сименсах (S). Комбинация сопротивления и импеданса известна как реактивное сопротивление. Позвольте объяснить.

Электрическое сопротивление обычной нагрузки, такой как нагревательный элемент, не имеет реактивной составляющей. Напряжение и ток в нем текут в унисон — не возникает никаких сдвигов в их фазах. Электрическое сопротивление, вызванное противодействием материала, через который течет ток, по сути является одним и тем же что для постоянного (DC), что для переменного (AC) токов. Коэффициент мощности равен единице, что обеспечивает наиболее точное измерение потребляемой мощности.

Большинство электрических нагрузок все же являются реактивными, и могут включать в себя емкостное (конденсатор) и индуктивное (катушка) сопротивление. Емкостное сопротивление уменьшается с повышением частоты переменного тока, в то время как индуктивное возрастает. Аналогией индуктивного сопротивления может служить масляный амортизатор, который становится тугим при быстрых движениях назад и вперед.

У электрической батареи есть и сопротивление, и емкость, и индукция, все эти три параметра объединены в понятии импеданса. Лучше всего импеданс проиллюстрирован на схеме Рэндла (рисунок 2), которая содержит резисторы R1 и R2, а также конденсатор С. Индуктивное сопротивление обычно опускается, так как оно играет незначительную роль в электрических батареях, особенно при низких частотах.

Рисунок 2: Эквивалентная схема Рэндла для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. Общее сопротивление батареи состоит из активного сопротивления, а также индуктивного и емкостного. Схема и электрические значения различаются для каждой батареи.

R1 — эквивалентное последовательное сопротивление

R2 — сопротивление переноса заряда

С — двухслойный конденсатор

Попытки измерения внутреннего сопротивления электрической батареи почти так же стары, как и она сама, и с течением времени было разработано несколько методов, которые используются до сих пор.

Метод измерения сопротивления нагрузкой постоянного тока (DC Load)

Омические измерения являются одними из старейших и надежнейших методов испытаний. Их смысл состоит в кратковременном (секунда или немного больше) разряде аккумуляторной батареи. Ток нагрузки для небольшого аккумулятора составляет 1А или меньше, а для большого, например, стартерного аккумулятора — 50А и более. Вольтметр измеряет напряжение разомкнутой цепи без нагрузки, а затем проводится второе измерение — уже с подключенной нагрузкой. Далее по закону Ома вычисляется значение сопротивления (разность потенциалов, деленная на силу тока).

Метод измерения нагрузки постоянного тока хорошо работает для больших стационарных аккумуляторных батарей и снимаемые омические показатели являются точными и повторяемыми. Высококачественные контрольно-измерительные приборы позволяют снимать показания сопротивления в диапазоне от 10мкОм. Во многих гаражах для измерения сопротивления стартерных аккумуляторов используются тестеры на плёночно-угольных резисторах, благодаря которым опытные автомеханики получают отличный инструмент для оценки необходимого параметра.

Однако этот метод имеет ограничение в том, что он объединяет резисторы R1 и R2 со схемы Рэндла в один резистор и игнорирует конденсатор (смотрите рисунок 3). “С” является компонентом эквивалентной схемы электрической батареи, принимая значение в 1,5 фарада за каждые 100Ач. По сути, метод измерения нагрузкой постоянного тока видит аккумулятор как резистор и может принять в расчет только активную составляющую электрохимического источника тока. Кроме того, этот метод получит аналогичные показания от хорошего аккумулятора, который заряжен частично, и от слабого, который заряжен полностью. Определение степени работоспособности и оценка емкости в этом случае не представляются возможными.

Рисунок 3: Метод измерения нагрузкой постоянного тока. Метод не показывает полного соответствия схеме Рэндла. R1 и R2 работают как одно активное сопротивление.

Standard Range AGM Deep Cycle Range AGM Gellyte Range GEL
10 — 12 лет / 600 циклов 10 — 12 лет / 700 циклов 10 — 12 лет / 750 циклов
универсальная серия AGM для глубоких разрядов AGM универсальная серия GEL

Существует и альтернативный метод — двухуровневое измерение нагрузкой постоянного тока, когда применяются две последовательные разрядные нагрузки с различной силой тока и продолжительностью. Сначала аккумулятор разряжается малым током в течение 10 секунд, а затем более высоким в течение трёх (смотрите рисунок 4); после, по закону Ома вычисляется значение сопротивления. Анализ напряжения при двух различных условиях нагрузки предоставляет дополнительную информацию об аккумуляторе, но полученные значения строго резистивные, и не раскрывают параметры степени работоспособности или емкости. Методы, использующие подключение нагрузки, являются предпочтительными для аккумуляторов, питающих нагрузку с постоянным током.

Рисунок 4: Двухуровневая нагрузка постоянным током. Данный метод тестирования отвечает стандарту IEC 61951-1:2005 и обеспечивает реалистичные условия испытаний для многих DC (англ. direct current — постоянный ток) применений аккумуляторов.

Метод измерения электрической проводимости переменным током (AC Cunductance)

Измерение электрической проводимости для оценки стартерных аккумуляторов впервые было предложено в 1975 году Кейтом Чамплином, и заключалось в демонстрации линейной корреляции между нагрузочными испытаниями и проводимостью. При подключении нагрузки переменного тока с частотой около 90Гц, емкостное и индуктивное сопротивление соответствует 70-90Ач свинцово-кислотному аккумулятору, в результате чего возникает незначительная задержка фазы напряжения, которая сводит к минимуму реактивное сопротивление. (Частота возрастает для меньшего аккумулятора и, соответственно, уменьшается для большего). Измерители электрической проводимости переменным током обычно используются в автомобильных гаражах для измерения пускового тока. Одночастотный метод (рисунок 5) видит компоненты схемы Рэндла в качестве одного комплексного импеданса, который называется модуль Z.

Рисунок 5: Метод измерения электрической проводимости переменным током. Отдельные компоненты схемы Рэндла соединяются в один элемент и не могут быть измерены по отдельности.

Еще одним распространенным методом является тестирование с помощью частоты 1000Гц. Такая частота возбуждает аккумулятор и по закону Ома можно вычислить сопротивление. Следует отметить, что методы, использующие переменное напряжение, показывают другие значения в сравнении с методами, основанными на постоянном напряжении при измерении реактивного сопротивления, и оба подхода являются верными.

Например, литий-ионный элемент типоразмера 18650 имеет сопротивление около 36мОм с нагрузкой переменного тока частотой 1000Гц и примерно 110мОм с нагрузкой постоянного тока. Поскольку оба вышеуказанных показания справедливы, но далеки друг от друга, потребитель должен взять во внимание специфику эксплуатации аккумулятора. Метод, использующий постоянный ток, дает ценные данные в разрезе применения с потребителями постоянного тока, например, нагревательными элементами или лампами накаливания, в то время как 1000Гц метод лучше отражает требования производительности, оптимизированные под питание различных цифровых устройств, таких как ноутбуки или мобильные телефоны, которым, в первую очередь, важны емкостные характеристики аккумуляторов. На рисунке 6 показан 1000Гц метод.

Рисунок 6: 100Гц метод. Данный метод обеспечивает получение значений реактивного сопротивления. Это предпочтительный метод для снятия импеданса аккумуляторов, питающих цифровые устройства.

Электрохимическая импеданс спектроскопия (Electrochemical Impedance Spectrocsopy — EIS)

Научно-исследовательские лаборатории уже много лет используют метод EIS для того, чтобы оценивать характеристики электрических батарей. Но высокая стоимость оборудования, большая длительность испытаний и потребность в квалифицированных специалистах для расшифровки большого объема данных ограничили применение этой технологии лабораторными условиями. EIS способна получать значения R1, R2 и C из схемы Рэндла (рисунок 7), однако корреляция этих данных в пусковой ток (ток холодной прокрутки) или оценку емкости требует комплексного моделирования (Смотрите BU-904: Как измерить емкость).

Рисунок 7: Spectro™ метод. R1, R2 и C измеряются отдельно, что позволяет проводить оценку степени работоспособности и емкости наиболее эффективно.