Внутреннее сопротивление аккумулятора – один из параметров аккумулятора, которые необходимо регулярно контролировать. Это позволит продлить срок службы АКБ, обеспечит бесперебойный запуск двигателя независимо от климатических условий. На показатель влияет множество факторов. Узнать внутренне сопротивление можно самостоятельно, используя один из доступных способов.
Внутреннее сопротивление — это физический термин, объединяющий омическое сопротивление и сопротивление поляризации.
Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора
Внутреннее сопротивление – физический термин, объединяющий омическое сопротивление и сопротивление поляризации. Например, если нормальное напряжение нового аккумулятора 13 В, то если его подключить к устройству с сопротивлением 1 Ом, оно упадёт до 12,2 А. Такое положение дел противоречит закону Ома, согласно которому должно получаться 13 А. Связано это с тем, что не только поданная нагрузка, но и сам аккумулятор имеет сопротивление. Реакция, в результате которой генерируется электроэнергия, осуществляется с некоторым затормаживанием.
Падение силы тока происходит также в результате процессов, происходящих внутри аккумулятора. Также существуют другие факторы, негативно влияющие на силу тока, генерируемую АКБ.
Проводимость никогда не бывает постоянной, значение меняется в зависимости от текущего состояния аккумуляторной батареи, других факторов.
Нормальные показатели
Норма внутреннего сопротивления автомобильной батареи должна быть на уровне 5 миллиОм. На этот показатель следует ориентироваться, хотя стандартных значений не существует, которые бы считались образцовыми. В любом случае, если батарея уже использовалась, но ещё не изношена, то показатель должен быть в пределах от 4 до 6 миллиОм.
Значительное влияние на общую потерю физических качеств АКБ влияет показатель, возникающий в рабочей жидкости, которой выступает электролит. Он зависит, в свою очередь, от окружающей температуры и его концентрации. С уменьшением температуры жидкости либо при увеличении плотности растёт показатель потери тока.
Ёмкость АКБ в той же степени связана с внутренним её сопротивлением, и зная этот параметр, можно сделать вывод относительно ёмкости аккумулятора. Например, если он снизился в 2 раза, то эксперты делают вывод: батарея потеряла в ёмкости до 50%. При этих замерах определяется способность её давать для нагрузки высокий пусковой ток. Это обратная зависимость: чем оно будет меньше, тем большим будет пиковый ток и мощность. Повышенное сопротивление вызывает резкое падение напряжения на выводах аккумулятора. Даже если он будет сравнительно новым, то не сможет выдать для нагрузки хороший пиковый ток.
Измерение ёмкости аккумулятора автомобиля
В процессе общего контроля за потерей тока батареей анализируется этот показатель для разных её составляющих: выводов, электролита, контактов и пр. Если их значение отличается более чем на 10% от усреднённого показателя, то их необходимо зарядить отдельно, а если это не принесёт успеха, то заменить новыми. В то же время обычный пользователь не владеет специальным оборудованием, требуемым для оценки данного критерия. Наиболее объективным методов проведения такого замера является контрольный заряд на 10 или 20 часов, а дальше сравнение с контрольными данными напряжения и разрядного тока.
Одним словом, понятие внутреннего сопротивления является величиной условной и его значение постоянно изменяется под воздействием эксплуатационных факторов. Поэтому, когда хотят получить максимально точные расчёты, за основу берут не величину внутреннего сопротивления, а разрядные кривые.
От чего зависит параметр
Внутреннее сопротивление динамично, находится под влиянием таких параметров: ёмкость батареи, ток, нагрузка, текущий уровень заряда, температура электролита внутри банок. Чем больше ток нагрузки, тем меньше параметр. Аналогичная ситуация и с ёмкостью. Чем она выше, тем ниже внутреннее сопротивление АКБ.
Кривая внутреннего сопротивления АКБ.
Норма для 60 Ач
В идеале берем новый аккумулятор, который недолго стоит на прилавке, хорошо заряжен.
Вообще точных показателей нет, есть только усредненные. Но чем емкость батареи меньше, тем сопротивление внутри у нее выше.
Это сказывается тем, что размер пластин меньше — площадь соприкосновения меньше, поэтому показатель растет.
Как пишут многие производители, эталонный показатель у нового АКБ емкостью в 60 Ач, является – 4-7 мОм. Усредненные данные будут в таблице внизу
ВАЖНО — замеры желательно проводить при температуре в + 20, + 25 градусов Цельсия, ведь на морозе электролит подмерзает, и этот показатель может вырасти
Как определить внутреннее сопротивление
Чтобы проверить параметр, существуют специальные приборы. С их помощь можно определить:
Прибор для измерения внутреннего сопротивления.
- текущее значение внутреннего сопротивления;
- состояние АКБ под нагрузкой, когда подаётся определённая величина тока;
- сопротивление при переменном токе;
- сравнить спектры.
Любой их приборов, способов измерения позволит определить качественное состояние автомобильного аккумулятора, при этом нельзя говорить о количественных параметрах, так как метод не позволяет установить, сколько ещё способен проработать аккумулятор.
Измерять показатели аккумулятора мультиметром рекомендуется регулярно. Таким образом, покупка новой батареи станет плановой, а не экстренной. По статистике, с каждым годом внутреннее сопротивление повышается на 5%. Если динамика составляет более 8%, значит АКБ неправильно эксплуатируется, водителю придётся искать причину, что создаёт повышенную нагрузку.
Показатель проводимости аккумулятора рассчитывают с учетом ЭДС, тока, нагрузки. Величина будет меняться в зависимости от следующих исходных:
- форма, габариты аккумуляторной батареи;
- конструктивное исполнения базовых компонентов АКБ;
- состояние технологической жидкости;
- наличие легирующих добавок.
Особенное влияние на импеданс оказывают параметры электролита: состав, плотность, температура в банках. Внутреннее сопротивление зависит от типа аккумулятора. У кислотно-свинцовых минимальный показатель сопротивления, сила тока не превышает 2,5 кА, что достаточно для нормально пуска двигателя.
Лучше всех – NiCd АКБ. Они способны сохранять высокое внутреннее сопротивление даже после 1000 циклов зарядки-разрядки.
У NiMH импеданс изначально выше, начинает ещё увеличиваться примерно после 350 зарядно-разрядных циклов.
Характеристики Li-ion аккумулятора находятся посередине между NiMH и NiCd источниками питания. В процессе эксплуатации сопротивление не увеличивается. При этом лет Li-ion-батареи полностью деградируют, если ими не пользоваться в течение 2-3 лет.
Для замера внутреннего сопротивления аккумулятора в домашних условиях используется несколько способов.
Подача переменного тока
Самый простой, но занимающий много времени, метод, требующий следующего оборудования:
- постоянный резистор заданного номинала;
- ограничительный трансформатор;
- конденсатор;
- вольтметр.
Использование цифрового вольтметра вместо аналогового резко увеличивает точность измерений.
Метод является простым, при этом недостаточно точным, так как существуют факторы, не позволяющие гарантировать правильность оценки внутреннего сопротивления.
Значения при измерениях учитывает частоту, включают активные и реактивные параметры. Влияние на точность снимаемых показателей оказывает особенность химической реакции, протекающей в банках аккумуляторной батареи.
Метод постоянной нагрузки
Зависимость напряжения и ЭДС при раарядке АКБ.
Наиболее распространённый способ. Бытовые потребители применяют его чаще, чем метод подачи переменного тока. Подключив оборудование, в течение нескольких секунд происходит разрядка под нагрузкой. Показатели внутреннего напряжения вначале и в конце процедуры фиксируются с помощью вольтметра. Полученные данные оцениваются, согласно закону Ома.
Данный метод не подходит для старых батарей, не позволит реально оценить текущее техническое состояние.
Короткоимпульсный способ
Относительно новый метод, предлагающий водителю преимущества:
Измерение внутреннего сопротивления без снятия АКБ.
- тестирование выполняется без снятия, отключения аккумуляторной батареи, что экономить время;
- при тестировании требуется краткосрочное изменение напряжения, что не влияет на работоспособность оборудования, подключённого к бортовой сети автомобиля;
- регулярная проверка не сказывается на работоспособности батареи;
- для выполнения замеров требуется только вольтметр (мультиметр);
- одновременно можно сравнить текущие показания с новым аккумулятором;
- уороткоимпульсный способ учитывает силу тока, наличие коротких замыканий в сети, таким образом, можно сделать выводы о техническом состоянии аккумуляторной батареи.
Переменным током
Если выбирать самый простой способ, то это будет подача переменного тока.
В этом случае потребуется определённый прибор для измерения текущего внутреннего сопротивления у автомобильного аккумулятора. Нужно вооружиться:
- постоянным резистором с определённым номиналом;
- ограничительным трансформатором;
- конденсатором;
- цифровым вольтметром.
Хотя метод считается простым, точно рассчитать и узнать в случае его применения параметры сопротивления не получится. К тому же в отношении к автомобильным АКБ используется редко. Есть более эффективные решения.
Как сделать замеры
Для точного измерения необходимо использовать графики разрядных кривых. Но данный способ не подходит обычному водителю, у которого нет специального оборудования. Как правило, в быту используется фара из лампы, например, галогенка на 60 Вт и тестер. Рекомендуется использовать цифровой вольтметр, только он позволит точно зафиксировать показатели. Ни в коем случае не стоит использовать светодиодную лампу. Низкое энергопотребление не позволит оценить скачок в бортовой сети. Лампа и мультиметр последовательно подключаются к батарее, показания записываются.
Разрядная кривая свинцового аккумулятора.
После отключения нагрузки проводятся повторные замеры, полученные данные сопоставляются. Если разница не превышает 0,02 В, источник питания находится в хорошем состоянии — импеданс не больше 0,01 Ом.
Короткоимпульсным методом
Ещё можно задействовать сравнительно новый короткоимпульсный способ, который обладает некоторыми достоинствами:
- АКБ не требуется снимать и отключать;
- при проверке напряжение меняется не на долго;
- тестирование не сказывается на состоянии АКБ;
- из измерительных приборов нужен лишь вольтметр.
Параллельно проверяется ёмкость АКБ в состоянии новой и после эксплуатации. Принимается во внимание сила тока, короткие замыкания. По такому методу можно сказать, в каком состоянии находится батарея.
Особенности измерения для автомобильной АКБ
У водителей нет однозначного мнения, как лучше измерять внутреннее сопротивление аккумулятора. Некоторые предпочитают делать это на станции технического обслуживания. Другие не хотят тратить время на сервис, зная, что дома, в гараже процедура займёт несколько минут.
Эксперты советуют учитывать несколько нюансов:
- Не следует на 100% доверять данным из интернета, специализированной литературы. Лучше сравнивать полученные данные с предыдущими показаниями. Это позволит оценить динамику деградации аккумулятора.
- Для каждого ИП есть свои стандарты, нормы. Идеальные параметры указаны в инструкции, на сайте производителя.
- Регулярное тестирование внутреннего сопротивления АКБ позволит вовремя заметить, что батарея требует замены, устранить причину сверхъестественной нагрузки.
Внутреннее сопротивление – важный параметр. Если замерять его регулярно, можно избежать проблем с запуском автомобиля, электроприборами, проводкой.
Определение емкости
Емкость элемента питания — это величина, определяющая, сколько времени он сможет работать как энергоноситель для цепи при определенном токе. Выражается она в ампер-часах для мощных аккумуляторов и миллиампер-часах для небольших. Для примера: если на пальчиковом аккумуляторе написано 1000 мА ⋅ ч, то, при выдаваемом токе в 1000 мА он разрядится за час.
Читать также: Для чего нужны конденсаторы в электродвигателе
Определить, как замерить емкость батарейки мультиметром, можно только при наличии аккумуляторной батареи, так как для измерения нужно будет ее полностью разрядить. Использование гальванического элемента после этого будет невозможно. Для определения емкости аккумулятора методом контрольного разряда нужно:
- Подобрать сопротивление нагрузки, обеспечивающее ток разряда батареи 100 — 200 мА;
- Последовательно соединить аккумулятор, нагрузку, мультиметр в режиме измерения постоянного тока. Аккумулятор должен быть полностью заряжен;
- К выводам батареи параллельно подключить второй мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения;
- Сразу после соединения начать отсчет времени;
- Установить, за какое время напряжение батареи уменьшится вдвое. Это и будет считаться её полным разрядом;
- Умножить время разряда на ток во время эксперимента. Если ток менялся, нужно определить средний ток. Полученное значение произведения и будет величиной емкости аккумулятора.
Как хранить новые батарейки, чтобы не потерять их мощность
Батарейки необходимо хранить в заводской упаковке, это защищает батарейки от негативных воздействий внешней среды, а также предохраняет от проникновения влаги. Кроме этого, содержание батареек в упакованном состоянии, дает возможность не перепутать новые батарейки со старыми, а также исключит прикосновение входных контактов от взаимодействия с металлическими предметами.
Читать также: Чем заменить динистор db3
Следует произвести рассортировку по дате изготовления и производителям. Дело в том, что батарейки, изготовленные разными производителями, могут среагировать друг с другом, вследствие чего возможна утечка заряда и другие нарушения. Вдобавок рекомендуется каждую батарейку поместить в полиэтиленовый пакетик.
Если же к процессу хранения подлежат перезаряжаемые батарейки, предварительно необходимо проверить их заряд, так как они могут испортиться при хранении в разряженном состоянии.
Сберегать батарейки рекомендуется при комнатных или более низких температурных режимах. Многие изделия данного типа содержатся в прохладном месте, в которое не попадают солнечные лучи.
Сохранность батареек не предусматривает помещение их в холодильник, если производитель не оговаривает этот способ содержания. В случае сохранности их в холодильнике, необходимо их согреть перед использованием.
Повышенная влажность воздуха также негативно влияет на функциональные свойства изделия. Чтобы избежать риска намокания, батарейки необходимо поместить в герметический контейнер.
Кроме этого желательно предотвратить контакта изделия с проводниками. При соприкосновении с металлом через батарейку проходит электрический ток, что приводит их к быстрой разрядке.
Также не рекомендуется содержать изделия в металлических емкостях, равно как и хранение совместно с предметами, сделанными из металла. Специалисты советуют: разместить батарейки так, чтобы они не соприкасались с положительными и отрицательными полюсами.
Нагрузочная вилка — прибор, необходимый для того, чтобы определять степень заряженности и исправности автомобильной аккумуляторной батареи. С ее помощью можно определять уровень напряжения АКБ на холостом ходу автомобиля и под нагрузкой. Нагрузочная вилка для аккумулятора своими руками также может быть изготовлена — при наличии определенных навыков и умения.
Проверка заряда и емкости
Заряд аккумулятора можно проверить, только переведя полученные данные от мультиметра. Проверять рекомендуется при условии, что с момента его отключения от автомобиля или подзарядки прошло около 5 часов. Это позволит получить более точные данные. Стоит отметить, что температура окружающей среды не может оказать влияние на точность показаний.
При рассмотрении показателей отметим следующую закономерность:
- Напряжение 12.8 В говорит о полном заряде аккумулятора. Данное значение может быть даже несколько выше. Однако, значительное превышение говорит о серьезных неисправностях.
- Показатель 12.6 В соответствует 75% заряда.
- Напряжение 12.2 В – АКБ имеет только половину заряда.
- 12 В на мультиметре говорит о заряде 25 %.
Если напряжение в созданной цепи менее 12 В то заряд опустился ниже 25%.
Еще одним важным показателем можно назвать емкость аккумулятора.
Провести проверку емкости можно следующим образом:
- Следует провести полную зарядку АКБ.
- Для того, чтобы получить необходимые данные на аккумулятор, следует подать нагрузку, для чего можно соединить несколько автомобильных фар в одну цепь.
- Тусклое свечение при показателе меньше чем 12.4 В говорит о том, что в зимнее время возможны проблемы с заводом автомобиля.
- Если показатель опустился менее 12 В, значит следует провести замену АКБ.
