В чем измеряется емкость батарейки
Перейти к содержимому

В чем измеряется емкость батарейки

  • автор:

Измерение ёмкости аккумулятора

Под емкостью новой батарейки или полностью заряженного аккумулятора понимают количество имеющегося в них электричества, которое в физике обозначают буквой Q. Заряд батареи измеряют в кулонах. По системе СИ 1 Кулон = 1 Ампер на 1 секунду. На практике используют другую размерность: 1 Ампер-час или миллиАмпер-час. Данные параметры означают, что аккумулятор или батарея емкостью 1000 мА в час может выдавать ток 1000 мА в течение одного часа. Если ток уменьшить, то время разряда увеличится пропорционально, например, тот же аккумулятор может выдавать ток 100 мА в течение десяти часов. Учитывая напряжение аккумулятора, можно представить запасенную энергию как произведение E = Q на U.

Чтобы определить емкость аккумулятора, его надо полностью зарядить, а затем разрядить при заданном токе I. Измерив время разрядки, получим емкость Q. Таким же образом можно определить и емкость батареи.

Смысл схемы в следующем. Через резистор R до напряжения почти полного разряда аккумулятор разряжается, принимается Ue = 1V. Зная напряжение, можно найти ток разряда: I = U разделить на R. Чтобы аккумулятор полностью не разряжался, в схеме используется твёрдотельное реле PVN012. Время разряда определяется имеющимися часами.

Для измерения емкости конкретного аккумулятора его следует полностью зарядить и подсоединить к клеммам. Установив часы в 0, нажимают кнопку Start. При нажатии контакты 4-5 и 5-6 замыкаются. При разряде аккумулятора напряжение постепенно падает, пока не достигнет пороговой величины, при которой реле разомкнет контакты, что остановит разрядку. При этом остановятся и часы, запитываемые от отдельного источника.

Управляющий реле ток по мере разряда снижается с 8 до 2 мА. Для того, чтобы не вносить погрешность в измерение емкости, следует уменьшать сопротивление контактов 4-5 и 4-6, они не должны быть более 0.04 Ом. Чтобы управлять током разрядки, который может изменяться в широких пределах, необходимо изменять сопротивление R. Например, если требуется ток разряда в 1 А, ориентировочно величина сопротивления R=1.2 Ом. Следует учесть, что при отключении аккумулятора от схемы с резистором, напряжение на нем немного возрастет до 1.1 – 1.2 В из-за его внутреннего сопротивления.

Надо отметить, что аккумуляторы подвержены явлению саморазряда, то есть, потере емкости с течением времени. Она может составить до 10% в неделю. Чтобы узнать данную величину необходимо измерить емкость сразу после заряда и через определенный промежуток времени, например, через несколько дней или неделю.

При монтаже схемы следует учесть потери напряжения из-за сопротивления разъемов. В случае плохого контакта простой расчет показывает падение напряжения на держателях аккумулятора при токе в 1 А от 0.1 В. От этого в значительной мере падает точность измерений. Для устранения этого эффекта рекомендуется заменить пружины и стальные контакты медными проводами.

Наша компания предоставляет профессиональные услуги по утилизации аккумуляторов.

Обратите внимание также:

  • Процесс замены аккумуляторов
  • Прием б/у аккумулятора: как это происходит?
  • Сколько может прослужить аккумулятор

Что такое емкость аккумуляторной батареи?

Емкостный параметр в современном аккумуляторе – одна из самых важных характеристик. Под данным понятием понимается следующее: емкость аккумулятора показывает количество часов, на протяжении которых может питать в автономном режиме подключенных потребителей. Иными словами этот параметр отражает максимальный запас энергии, который накапливается при полном заряде. Обозначение емкости осуществляется в А-ч (ампер-часы).

Рассчитываем емкостные показатели

Аккумуляторная мощность измеряется и обозначается в ваттах. В свою очередь, как мы уже определили, емкостный показатель батареи – это А-ч. Для того чтобы рассчитать батарейную емкость для подпитки определенного и конкретного типа техники, необходимо сделать небольшие перерасчеты. Для лучшей ориентации в данной ситуации возьмем наглядный пример.

Допустим, на аккумулятор действует нагрузка мощностью пятьсот Вт. При этом необходимо, что аккумулятор зарезервировал для данной нагрузки три часа автономной работы. Отметим, что «количество» энергии, накопленной батареей, зависит не только от его емкостных параметров, но и от номинального напряжения. Поэтому следует поделить общие мощностные параметры оборудования для резерва на показатель напряжения.

Итак, для классической модели 12В выведем следующую формулу: Q = ( P * t )/( V * k ). Расшифруем данные параметры:

  • Q – получаемый емкостный параметр нашей аккумуляторной батареи;
  • P – это мощностная нагрузка на наш аккумулятор, измеряемая в Вт;
  • V – параметр напряжения каждой батареи;
  • t – это параметр времени, необходимого для резервирования;
  • k – коэффициент использования резервов батареи (энергетический запас, который допустим для использования энергетическими потребителями).

Самый спорный параметр в данной формуле – это коэффициент k . Ввод данного коэффициента обусловлен тем, что аккумулятор может быть заряжен недостаточно. Кроме того, глубокий разряд, который следует за буферным циклом небольших зарядно-разрядных процессов, приводит к тому, что батарея теряет свою работоспособность, изнашивается. Например, если аккумуляторную батарею разряжать на тридцать процентов от ее общего емкостного параметра, а затем снова ставить на зарядный процесс, то таких циклов может быть около тысячи. Если же ее разряжать на семьдесят процентов, то показатель стремительно уменьшается – до двухсот.

Итак, рассчитываем емкость нашей батареи. Помним, что наша нагрузка находится на уровне 500 Вт, а требуемое время резерва бесперебойника – три часа. При этом показатель напряжения – стандартный 12 В, а коэффициент условно возьмем за 0.7. Что же у нас получается: Q = 500*3/12*0.7 = 178.6 А-ч.

Таким образом, аккумуляторная батарея емкостью 178.6 А-ч является минимальной по данному параметру, которая требуется для вышеописанного случая. В идеале необходимо брать батарею с запасом, чтобы аккумулятор не подвергался постоянным сильным разрядом (примерно двадцать процентов запас). Следовательно, Q = 178.6*1.2 = 214.3 А-ч.

Соответственно, для вышеозначенной ситуации следует купить аккумуляторную батарею емкостью не менее 215 ампер-часов.

Емкость аккумуляторной батареи.

Емкость аккумуляторов — количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).
Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:
C=Ip * tp, где С– емкость, Ач;
Ip – сила разрядного тока, А;
Tp – время разряда, Ч.
Номинальная емкость — емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.
Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.
Пример оценки ёмкости батареи 20-часовым режимом разряда, током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости).
Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.
Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.
Емкость остаточная – величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечного напряжения .
Резервная ёмкость аккумуляторной батареи — время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.
Емкость зарядная — количество электричества, сообщаемое аккумулятору во время заряда . Зарядная емкость АКБ всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.
При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I * t, где t — время заряда.
Измерение емкости ведется до падения напряжения хотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.
В течение срока службы емкость АКБ изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.
Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличия посторонних примесей в электролите и других факторов.
При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.
С повышением температуры электролита емкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы . Это происходит потому, что при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление. Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.
При низких же температурах емкость и полезное действие АКБ быстро уменьшается.
Если увеличить концентрацию ( плотность электролита ), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.

Похожие статьи

Проверка аккумуляторной батареи нагрузочной вилкой.

Проверка аккумуляторной батареи нагрузочной вилкой.

Нагрузочные вилки применяются для определения электрического напряжения (под нагрузкой) на клеммах аккумуляторной батареи, состоящей из последовательно соединенных элементов 1,2 и 2В. Они используются..

Сульфатация аккумуляторных батарей.

Сульфатация аккумуляторных батарей.

«Сульфатация» — в настоящее время одна из основных неисправностей свинцовых аккумуляторных батарей. Под термином «сульфатация» электродов (пластин) в свинцово-кислотных аккумуляторах понимают такое с..

Что такое аккумулятор.

Что такое аккумулятор.

Аккумулятор (элемент) — состоит из положительных и отрицательных электродов (свинцовых пластин) и сепараторов разделяющих эти пластины, установленных в корпус и погруженных в электролит (раствор серно..

Эксплуатационные дефекты в аккумуляторах

Эксплуатационные дефекты в аккумуляторах

В процессе эксплуатации аккумуляторов могут возникать проблемы. Причины эксплуатационных дефектов: Низкая степень заряженности (менее 75 %): — может являться результатом слабого натяжения ремня п..

Понимание объёма (мА*ч) и эффективности зарядки портативного аккумулятора Power Bank

Дата последнего обновления: 02-02-2017 08:57:38 AM 402647

Эта статья подходит для:

TL-PB5200 , TL-PB20000 , TL-PB20100 , PB50 , TL-PB2600 , TL-PBG3350 , TL-PB10000 , TL-PBG6700 , TL-PBB3000 , TL-PB10400 , TL-PB15600 , TL-PBB6000 , TL-PBG13400

Если вашей модели нет в списке, не переживайте — возможно, её ещё просто не успели добавить. Чтобы точно убедиться в наличии или отсутствии той или иной функции, откройте продуктовую страницу интересующей вас модели и перейдите в раздел «Характеристики».

Распространённое заблуждение

Единица измерения миллиампер-час (мА*ч) обычно используется для обозначения объёма аккумулятора. Одно из распространённых заблуждений заключается в том, что мы можем измерять объём аккумулятора power bank с помощью объёма аккумулятора смартфона/планшета, чтобы выяснить, сколько раз мы можем использовать этот power bank для их зарядки. Но такой алгоритм не является правильным.

Объём и энергия – это разные понятия

Проще говоря, Ампер-час (мА*ч) – это единица измерения электрического заряда, которая представляет объём аккумулятора, а Ватт-час (Вт*ч) – это единица измерения электрической энергии.

Ватт-час = Ампер-час х Напряжение

Объём в 10400 мАч означает, что этот аккумулятор способен обеспечить суммарный заряд в 10400 мАч при определенном показателе напряжения. Что касается литий-ионного аккумулятора, то большая часть его заряда передаётся с напряжением около 3,7В, поэтому общая мощность аккумулятора на 10400 мАч теоретически составляет 10400 мАч х 3,7 В = 38480 мВт*ч, что равно примерно 38 Вт*ч.

Определение количества циклов зарядки Power Bank

В качестве примера возьмём аккумулятор TL-PB10400_V1.

TL-PB10400_V1 – литий-ионный аккумулятор объёмом в 10400 мАч. Когда мы используем TL-PB10400_V1 для зарядки других устройств, его выходное напряжение равно 5В, как и в случае многих других зарядных устройств.

Таким образом, общий доступный выходной электрический заряд в теории составляет 38480 мВт*ч / 5В = 7696 мАч. Внутренняя схема устройства должна потреблять некоторое количество энергии, поэтому КПД не может быть 100%. Учитывая, что фактический КПД разряда устройства TL-PB10400 составляет около 90% при 1А тока, TL-PB10400 в действительности выдаёт электрический заряд, который равен 7696 мАч * 0.9 = 6926 мАч.

Примечание: эффективность разряда менее 90% при 2А тока.

Теперь вы можете разделить 6926 мАч на объём аккумулятора вашего смартфона, чтобы определить количество возможных циклов зарядки. Например, 6926 мАч может полностью зарядить устройство с аккумулятором в 2600 мАч около 2,5 раз (6926 мАч / 2600 мАч = 2,66 раза). Но это все равно предполагает идеальные условия.

На самом деле, внутренние схемы смартфона/планшета тоже потребляют некоторое количество энергии. В результате только часть заряда Power Bank в конечном итоге попадёт в батарею смартфона/планшета. Таким образом, вы можете получить менее 2,4 циклов из вышеприведённого примера. Помимо этого различные устройства могут иметь разную эффективность зарядки в зависимости от их различной внутренней конструкции, поэтому цикл заряда может отличаться даже у двух устройств имеющих одинаковую емкость батареи.

Кроме того, если смартфон работает или во время заряда включён экран, Wi-Fi модуль, центральный процессор или работают другие компоненты, он потребляет больше энергии, что делает эффективность зарядки еще ниже.

Окончательная эффективность заряда других аккумуляторных устройств (смартфонов/ планшетов) также определяется их собственной конструкцией по тем же принципам, что описаны выше.

Был ли этот FAQ полезен?

Ваш отзыв поможет нам улучшить работу сайта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *