Как рассчитать емкость аккумулятора — методики расчета

От емкости аккумуляторной батареи зависит время, в течение которого она способна отдавать энергию на полезную нагрузку. Единица измерения энергоемкости – Ампер-часы. Физически, емкость – это произведение тока разряда АКБ (А) на время разряда (ч). Аккумуляторы со временем «стареют», запас энергии уменьшается. Сами источники питания применяются в мобильных девайсах, автомобилях и т.д. У многих пользователей возникает необходимость рассчитать емкость аккумулятора. Есть несколько способов сделать это, причем в домашних условиях.

Емкость аккумулятора — это параметр, показывающий время, в течение которого АКБ способна отдавать энергию на полезную нагрузку.

Расчет времени работы аккумулятора

Итак, как произвести расчет времени работы от аккумулятора? Емкость АКБ частенько указывают в ампер-часах, ну или в мА·ч. Вроде ничего сложного, ведь все есть, у вас скажем, батарея емкостью (C) 800 мА·ч часов и прибор с потребляемым током (I) в 100 мА·ч, значит, по формуле, он может обеспечивать работу этого девайса 8 часов. Так? Не совсем. Кол-во электрической энергии, которое можно извлечь из АКБ, зависит от тока разряда аккумулятора. То есть при довольно большом токе разряда батарея садится молниеносно и отдает мало энергии.

Это явление было замечено много лет назад, но первым, кто попытался учесть его количественно, был Пекерт (Peukert), который изменил формулу. По Пекерту, время разрядки АКБ равно, где n – экспонента Peukert. Сp – емкость Peukert. I – ток разряда. Значение экспоненты Пекерта можно определить экспериментальным образом. Оно зависит от типа агрегата и даже от его выпуска. В основном, это значение лежит в диапазоне от 1.1 до 1.3.

Для некоторых АКБ изготовитель его указывает, но это случается нечасто. В основном можно заметить данные по емкости батареи для разного времени разряда. Этого в принципе хватит, чтобы узнать значение экспоненты Peukert самостоятельно. Вот вы и узнали, как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора.

На сколько времени хватит аккумулятора для работы инвертора

Итак, как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора? Теоретически, в каждой конкретной ситуации, время работы инвертора стоит подсчитывать отдельным образом, исходя из следующих факторов:

• Емкости АКБ.
• Состояния агрегата, уровня износа и заряда.
• Условий эксплуатации.
• Мощности подсоединяемых приборов и поглощаемой ими силы тока.
• Типа нагрузки и объема.

Но даже если все учесть, точный подсчет времени функционирования инвертора сложно произвести. Расчет аккумулятора для инвертора без запуска двигателя по формулам часто бывает довольно неточным. В первую очередь, потому что, что линейного типа зависимость в падении напряжения АКБ до минимально допускаемых значений отсутствует.

Это все потому что в процессе функционирования инвертора на батарею влияет много важных факторов. Но, так или иначе, расчет по формуле вполне возможен. Для примера и наглядности расчетов времени функционирования инвертора используем следующие данные:

• Емкость АКБ 60 ампер-часов.
• Питаемый девайс, ноутбук Леново G550.

Входного типа напряжение, у которого 19 Ватт, поглощаемая сила тока – 3.42 А, мощность – 19х3.42 = 64.98 Ватт (округляем до 65). Инвертор для авто чаще всего имеет КПД около 85%, получается если к нему подключена нагрузка 100. В, то от батареи он будет поглощать 115 В. Вычисление времени функционирования выполняем по формуле T (час) = Ah (ампер-час) х V (вольт) х N (0.85) х K (коэффициент 0.5 или 0.25) / P (В), в которой:

• T — время работы подсоединенного девайса в часах. Ah — емкость батареи машины в ампер-час. V — мин. напряжение в вольтах.
• N — КПД инверторного устройства, берем значение в 85%, в формуле — 0.85.
• K — макс. процент допустимой степени разряда батареи в зависимости от температурного режима воздуха: 0.5 или 0.25.
• P — мощность подсоединенного к инвертору девайса в ваттах.

В результате получается: для теплых погодных условий: Т = 60х11.6х0.85х0.5/65 = 4.5 или четыре часа тридцать минут, для минусовой температуры: Т = 60х12х0.85х0.25/65 = 2.3 или два часа и восемнадцать минут.

Если у вас не получается выполнить расчет времени работы аккумулятора и вы не разбираетесь в формулах, воспользуйтесь помощником. Калькулятор сразу решит все ваши проблемы, главное, это правильно указать данные.

Очень важная поправка

Приведенная выше формула приближенно верна для больших времен работы UPS от аккумуляторной батареи (более 8-10 часов). При малых временах разряда (больших токах разряда) аккумулятор отдает только часть емкости. Точно эту величину можно узнать из технических характеристик аккумулятора, а приближенно отражено на графике.

Поэтому, если по приведенной выше формуле получилось время около 6 часов, его нужно уменьшить на 20%. Для 4 часов — уменьшить на 30%, для 2 часов — на 40%, а если в расчете получилось время около 30 минут, его нужно разделить на 2.

Для точного расчета времени работы UPS от аккумуляторной батареи, нужно использовать точные значения КПД инвертора UPS при данной мощности и разрядные кривые данного типа аккумуляторов.

Источник

Опыт пользователей

Аккумуляторные проблемы волновали меня ещё два года назад, когда у меня не было прав. Сначала никак не мог определить его ёмкость, потом разобрался. В учебном заведении предложили заняться проектом на свободную тему. Я решил изучить соответствие параметров, указанных на батарейках разных производителей, с их реальными характеристиками. Занимался этим как хобби, делал все ради интереса. Не думал, что это пригодится потом, когда я начну водить.

Конечно, я больше не разряжаю аккумуляторы полностью, пользуюсь более совершенными методами. Всегда включаю в сеть твердотельное реле, чтобы не было нужды разрежать накопитель полностью.

Александр Казаков

Это простая процедура, ведь формула ёмкости аккумулятора изучается ещё в восьмом классе. Конечно, не все в школьные годы любят физику и полагают, что она никак не пригодится им в жизни. Но большинство парней, да и девушек тоже, затем садится за руль

При вождении и уходе за автомобилем важно понимать основы механики и электричества, поэтому пренебрегать физикой не стоит. Но кто-то просто забывает полученные знания либо не может применить их на практике

Впрочем, формулу силы тока иногда знают даже те, кто не учился в школе: I = U/R. Когда этот параметр известен, достаточно умножить его на время работы.

Виктор Шкурапетов

Всегда выполняю измерения, пользуясь полным разрядом. Считаю, что это единственный метод, который даёт достоверный результат, так что рекомендую только его. Конечно, иногда неудобно несколько часов заряжать устройство, в особенности — с большой ёмкостью, как в автомобилях. Однако альтернативы все равно не вижу. Тем более машина — механизм, за исправностью которого нужно внимательно следить. Никто не захотел бы остаться без света ламп ночью или в туман, ведь этому человеку пришлось бы дожидаться либо утра, либо помощи братьев-автомобилистов. Оба варианта — не очень приятное времяпрепровождение.

Андрей Колегов

Упрощенный расчет компенсации теплопотерь

Любые вычисления базируются на определенных принципах. В основу расчетов требуемой тепловой мощности батарей закладывается понимание того, что хорошо работающие нагревательные приборы должны полностью компенсировать потери тепла, возникающие при их работе из-за особенностей отапливаемых помещений.

Для жилых комнат, находящихся в хорошо утепленном доме, расположенном, в свою очередь, в умеренном климатическом поясе, в некоторых случаях подойдет упрощенный расчет компенсации тепловых утечек.

Для таких помещений вычисления основываются на нормативной мощности 41 Вт, требующейся для обогрева 1 куб.м. жилого пространства.

Чтобы излучаемая отопительными приборами тепловая энергия была направлена именно на обогрев помещений, нужно утеплять стены, чердаки, окна и полы

Формула для определения тепловой мощности радиаторов, необходимой для поддержания в помещении оптимальных условий проживания такова:

Q = 41 х V,

где V – объем отапливаемой комнаты в кубических метрах.

Полученный четырехзначный результат можно выразить в киловаттах, сократив его из расчета 1 кВт = 1000 Вт.

Сколько ампер часов в аккумуляторе автомобиля

Емкость батареи — величина переменная, зависит от индивидуальных особенностей аккумулятора. Обычно аккумулятор собирают последовательно, а это значит, емкость измеряется по самой слабой банке. Напряжение суммируется.

Известно, что жидкие кислотные аккумуляторы имеют 6 банок, каждая из них несет напряжение 2,1 – 2,15 В. Емкость – количество энергии в ампер-часах, запасенное в аккумуляторе. Этот показатель – характеристика паспортная.

Найти фактическую емкость можно, измеряя отдачу энергии от полного заряда до минимально возможного разряда при постоянном токе и сопротивлении. Засекается время и сила тока. Их произведение определяет емкость аккумулятора в ампер-часах. Показатель будет отличаться от паспортного, так как емкость аккумулятора постоянно снижается из-за дополнительных химических реакций.

Контроль саморазряда

Каждый аккумулятор неизбежно теряет заряд. Для контроля расхода ампер часов аккумулятора расчёты обязательно необходимы. Сначала нужно вычислить энергию, которая хранится в накопителе на момент полного заряда. Делать это придётся сразу же после отключения аккумулятора от сети. Рекомендуем: Титан Арктик: высококачественные автомобильные аккумуляторы titan Затем нужно оставить его где-то на месяц, а после повторить действия. Если сроки не терпят, то можно подождать всего неделю, а результат умножить на четыре. Нормальными значениями расхода для среднего устройства считается десятая часть от полной ёмкости в неделю либо четыре таких части в месяц.

Моноблок

Собрать батарею из отдельных аккумуляторов можно с помощью медного провода или шины с клеммами. Этот процесс, хотя и несложный, все же довольно трудоемкий, поэтому на заводах изготавливают готовые моноблоки. Они представляют из себя несколько элементов, собранных в одном корпусе из прочной пластмассы. Моноблок свинцово-кислотных аккумуляторов, как правило, состоит из 6 или 12 отдельных элементов. Напряжение составляет, соответственно, 12 V или 24 V.

Моноблок

Все элементы моноблока ничем не отличаются друг от друга, и их старение протекает одновременно, поэтому срок эксплуатации моноблока больше, чем у каждого отдельного аккумулятора. В процессе сборки моноблока возможно использование как параллельного, так и последовательного соединения его отдельных элементов.

Обратите внимание! Срок службы АКБ измеряется не в годах или месяцах, а количеством зарядных циклов. Чтобы батарея могла служить как можно дольше, повторную зарядку желательно производить после использования лишь малой части ее номинальной емкости

Удельная тепловая мощность секций батарей

Еще до выполнения общего расчета требуемой теплоотдачи отопительных приборов, необходимо решить, разборные батареи из какого материала будут устанавливаться в помещениях.

Выбор должен основываться на характеристиках системы отопления (внутреннее давление, температура теплоносителя). При этом не стоит забывать о сильно разнящейся стоимости покупаемых изделий.

О том, как правильно рассчитать нужное количество различных батарей для отопления, и пойдет речь дальше.

При теплоносителе в 70 °С стандартные 500-миллиметровые секции радиаторов из разнородных материалов обладают неодинаковой удельной тепловой мощностью «q».

1. Чугун — q = 160 Ватт (удельная мощность одной чугунной секции). Радиаторы из этого металла подойдут для любой системы отопления.
2. Сталь — q = 85 Ватт. Стальные трубчатые радиаторы могут работать в самых жестких условиях эксплуатации. Их секции красивы в своем металлическом блеске, но имеют наименьшую теплоотдачу.
3. Алюминий — q = 200 Ватт. Легкие, эстетичные алюминиевые радиаторы надо устанавливать лишь в автономные отопительные системы, в которых давление меньше 7 атмосфер. Но по отдаче тепла их секциям нет равных.
4. Биметалл — q = 180 Ватт. Внутренности биметаллических радиаторов сделаны из стали, а теплоотводящая поверхность – из алюминия. Эти батареи выдержат всякие режимы давлений и температур. Удельная тепловая мощность секций из биметалла тоже на высоте.

Приведенные значения q довольно условны и применяются для предварительного расчета. Более точные цифры содержатся в паспортах приобретаемых отопительных приборов.

Галерея изображений

Фото из

Преимущества секционного принципа сборки

Основные правила сборки приборов отопления

Секции устаревшей чугунной батареи

Цветные секции с порошковым покрытием

Как проверить аккумулятор при покупке?

Выбрав нужный АКБ — не забудьте проверить его работоспособность. Сделать это просто, подключив к нему нагрузочную вилку. С ее помощью вам замеряют напряжение холостого хода и под нагрузкой. В каждом уважающем себя магазине нагрузочная вилка должна быть обязательно! Нет такого прибора? Подумайте о том, чтобы купить АКБ в другом месте.

Все АКБ делятся на три категории:

1. Обслуживаемые аккумуляторы или ремонтопригодные— устройства, пользующиеся спросом несколько лет назад, сегодня не столь популярны. Корпус АКБ из эбонита, залитый сверху мастикой.

2. АКБ необслуживаемые. Этот тип аккумуляторов предназначен работы в идеальных условиях.

3. Для наших реалий самый подходящий вид аккумуляторов — малообслуживаемые. Они отличаются выгодной ценой, неплохим качеством и длительным сроком эксплуатации.

При выборе аккумулятора необходимо выяснить дату его выпуска. Как было отмечено ранее, срок эксплуатации АКБ — 3−5 лет, естественно, чем новее устройство, тем дольше оно прослужит. Кстати, этот срок начинает исчисляться не со дня установки его в авто, а с момента, когда залит электролит.

Стоимость аккумулятора прямо пропорциональна емкости его пускового тока. Чем больше емкость АКБ, тем быстрее стартер провернет автомобильный двигатель.

Лучше покупать аккумуляторы в специализированных магазинах. Профессиональные консультанты грамотно подберут батарею к вашему авто. В таких магазинах вы купите подлинный сертифицированный товар, а при обнаружении брака вам заменят устройство. Но, при покупке обязательно проверьте правильность заполнения гарантийного талона и выписанного чека.

Можно ли повысить ёмкость

Увеличить ёмкость аккумулятора можно лишь незначительно. А вообще этот процесс имеет две стороны «медали»:

1. С одной стороны, это необходимо, если к бортовой сети подключено дополнительное электрооборудование. Кроме того, в холодное время года запас по ёмкости весьма кстати, ведь при снижении температуры воздуха на один градус соответственно уменьшается и мощность на 1 Ач.
2. С другой стороны, работая не в стандартном режиме, стартер подвержен большему износу. А также может не хватать величины характеристик генератора для полной зарядки батареи.

Что влияет на ёмкость батареи в реальных условиях эксплуатации?

Реальная ёмкость автомобильного аккумулятора, как правило, отличается от номинальной. Чем продолжительнее срок эксплуатации АКБ, тем значительнее её снижение. Причин, провоцирующих этот процесс, несколько:

• условия эксплуатации;
• особенности соблюдения сроков и технологии обслуживания;
• способ зарядки батареи.

Практический пример расчета тепловой мощности

Исходные данные:

1. Угловая комната без балкона на втором этаже двухэтажного шлакоблочного оштукатуренного дома в безветренном районе Западной Сибири.
2. Длина комнаты 5,30 м Х ширина 4,30 м = площадь 22,79 кв.м.
3. Ширина окна 1,30 м Х высота 1,70 м = площадь 2,21 кв.м.
4. Высота помещения = 2,95 м.

Последовательность расчета:

Ниже приводится описание расчета количества секций радиаторов и требуемого числа батарей. Он основывается на полученных результатах тепловых мощностей с учетом габаритов предполагаемых мест установки отопительных приборов.

Независимо от итогов, рекомендуется в угловых комнатах оснащать радиаторами не только подоконные ниши. Батареи следует устанавливать у «слепых» внешних стен или возле углов, которые подвергаются наибольшему промерзанию под воздействием уличного холода.

Рекомендации по выбору

Чаще всего владельцы транспортных средств при выборе ориентируются на объем силовой установки. Для этого можно использовать специальную таблицу:

Сразу бросается в глаза, что для установки в легковые авто чаще всего используются батареи с емкостью от 50 до 65 А*ч. Если аккумулятор подбирается для внедорожника, то этот параметр должен находиться в диапазоне 70−90 А*ч. Также следует помнить о двух нюансах, из-за которых стоит брать АКБ чуть большей емкости:

• В бортовой сети присутствует большое количество потребителей энергии.
• На автомобиле установлена дизельная силовая установка.

В зимнее время этот запас поможет запустить мотор без лишних проблем. Однако не стоит использовать АКБ с очень высокой емкостью. Это связано с тем, что бортовая сеть предназначена для работы с батарей, имеющей определенные электрические характеристики. В результате генератор не сможет полностью заряжать такой аккумулятор. Кроме этого в напряженном режиме будет работать и стартер, что может привести к его досрочному выходу из строя.

Правила обслуживания аккумулятора

Как проверить емкость аккумулятора 18650 мультиметром

Основным предназначением аккумулятора в транспортном средстве является запуск автомобильного двигателя. Помимо этого, аккумуляторная батарея становится аварийным источником питания, если из строя выходит генератор. Существуют требования к эксплуатации и обслуживанию аккумуляторов, которые должен знать каждый владелец машины.

Рекомендуется не снимать аккумулятор с автомобилей, у которых двигатель включен. Это в некоторых случаях может повредить целостность генератора. Перед тем как снять АКБ, параллельно ей нужно включить лампу накаливания на 12 В. В этом случае цепь не разомкнется и генератор не сработает сам на себя. Большая часть аккумуляторов, которые выпускаются в настоящее время, являются кислотно-свинцовым, применяется в них вариант двойной сульфации.

Подобная технология существует с 1858 года, применяется в первозданном виде и сегодня. Правда, в последнее время выпускаются в большей степени аккумуляторы для автомобилей, имеющие иммобилизованный электролит. Они способны работать во всех пространственных положениях. Состоит аккумулятор из контейнера, в котором есть шесть раздельных секций. В каждой секции происходит самостоятельная выработка энергии, а так как есть пластины, идет процесс электролиза. Масса аккумуляторной батареи составляет 16-17 килограммов, в нее включены: электролит, свинцовые пластины, а также дополнительные соединения.

Как работает аккумулятор? Принцип его работы весьма прост. На аноде есть оксид свинца темно-коричневого цвета. На катоде — губчатый серый свинец, внутри — раствор серной кислоты (электролит). В ходе химической реакции происходит образование сульфата цинка, выделение энергии. Для того чтобы обслуживать аккумулятор, особых действий предпринимать не нужно.

Существует четыре основных варианта аккумуляторных батарей, а именно:

• обслуживаемые;
• необслуживаемые;
• гибридные;
• малообслуживаемые.

Поговорим обо всех разновидностях чуть подробнее, так как все они в некоторой степени используются в быту и в технике.

1. Обслуживаемые аккумуляторы производят в небольшом количестве, чаще они встречаются в узкоспециализированных отраслях. Они имеют высокую стоимость, неустойчивы к перепадам температур. То есть при низких температурах они могут самопроизвольно разряжаться.
2. Малообслуживаемые аккумуляторы распространены широко, цена их варьируется в большом диапазоне, они надежны и прочны.
3. Необслуживаемые аккумуляторы подходят тем, кто не хочет тратить усилий для ухода за аккумулятором.
4. Гибридные аккумуляторы имеют большую цену, встречаются редко. Зарядку аккумуляторов лучше доверить профессионалам.

Для того чтобы процесс зарядки аккумуляторной батареи был безопасным, желательно проводить подобные мероприятия вне жилого помещения. Дело в том, что при зарядке выделяются пары водорода, которые могут воспламениться. Поэтому категорически запрещена зарядка АКБ вблизи открытых источников огня.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление — также достаточно важный параметр аккумулятора. Единицей измерения внутреннего сопротивления является миллиом (мОм). Сопротивление, в свою очередь, зависит от емкости одного элемента (банки) аккумулятора, числа этих элементов, типа аккумулятора, срока службы и условий работы. Определяется внутреннее сопротивление с помощью приборов-анализаторов.

Во время работы аккумулятора внутреннее сопротивление постепенно увеличивается. Если аккумулятор имеет сопротивление в целых 500 Ом, то можно сделать вывод о том, что он имеет весьма солидный возраст или просто неправильно использовался.

Большое внутреннее сопротивление приводит к повышенному расходу электроэнергии и, как следствие, к меньшему времени работы приборов, так как по закону Ома большое сопротивление значительно увеличивает потребляемый ток и одновременное падение напряжения. А при сильном падении напряжения подключенный электроприбор принимает аккумулятор за разряженный или же просто за тот, который не в состоянии работать. В результате аккумулятор не может выдать всю запасенную энергию, что значительно сокращает время работы электроприборов.

Саморазряд аккумулятора — это самопроизвольная утечка электроэнергии из заряженного аккумулятора в течение некоторого времени. Этому явлению подвержены практически все виды аккумуляторов, независимо от их устройства и электрохимического типа.

Для количественного определения саморазряда служит величина энергии, которую теряет аккумулятор на протяжении определенного периода времени, и исчисляется он в процентах от величины полностью заряженного аккумулятора. Величина саморазряда — не постоянна, так, в первые сутки после зарядки она достигает максимальных значений, а затем постепенно уменьшается.

В связи с этим, принято измерять величину саморазряда в первые сутки, а затем через месяц после заряда. На саморазряд также имеет влияние температура окружающей среды, причем взаимосвязь между величиной саморазряда и температурой пропорциональна. Имеется в виду, что при повышении температуры увеличивается и величина саморазряда.

К примеру, у некоторых типов аккумуляторов при повышении температуры от 20 до 30 градусов величина саморазряда увеличивается в два раза. Если говорить о более конкретных его значениях, то для аккумуляторов Ni-Cd типа нормальной считается величина 10% в сутки, а аккумуляторы Ni-MH типа имеют несколько большую величину саморазряда, для Li-Ion и для Li-Pol эта величина настолько мала, что ее оценивают только через месяц после заряда. Что же касается месячной величины саморазряда, то для этих же типов аккумуляторов соответственно имеем такие параметры:

• Ni-Cd — 20%
• Ni-MH — 30%
• Li-Ion — 10%

Эти показатели являются среднестатистическими, и могут несколько отличатся у каждого конкретного аккумулятора.

Для определения величины срока службы аккумулятора используют количество циклов между зарядом и разрядом аккумулятора, которое он способен выдержать во время эксплуатации, не меняя при этом в значительных пределах своих главных параметров, таких как емкость, величина саморазряда, в!гутрсннее сопротивление.

Также учитывается время, которое истекло с момента изготовления аккумулятора. В том случае, если емкость уменьшается до 60% номинального значения, аккумулятор считается вышедшим из строя. На срок службы влияют самые различные факторы:

• тип аккумулятора
• способ заряда
• условия эксплуатации
• правильность обслуживания

В зависимости от используемой электрохимической системы все аккумуляторы делятся на следующие типы:

• SLA/Pb — классические свинцово-кислотные
• Ni-Cd — никель-кадмиевые
• Ni-MH — никель-маталлгидридные
• Li-Ion — литий-ионные
• Li-Pol — литий-полимерные, которые являются относительно новым словом в современной технике.

Методы проверки

Каждый аккумулятор имеет определённый срок службы. Этот показатель во многом зависит от его ёмкости, которой по мере эксплуатации устройства свойственно уменьшаться. Дело в том, что батарея не хранит энергию, а содержит химически активные вещества, взаимодействие которых позволяет получать электрический ток. С течением времени степень реакции ухудшается, и значит, что ёмкость аккумулятора имеет большое влияние на работоспособность авто.

Снижение данного параметра приводит к проблемам с запуском. Чтобы этого избежать, желательно держать его под контролем. Для этого нужно научиться определять его величину в любой момент. Существует множество способов определения ёмкости аккумулятора. Рассмотрим самые простые:

1. Тестирование под нагрузкой. В качестве последней обычно используют лампочку. Если номинальная ёмкость не велика, то вполне подойдёт и фара. Алгоритм действий:
   отключаем АКБ от генератора;
2. подключаем нагрузку на промежуток времени от одной до двух минут;
3. снимаем нагрузку; присоединяем к батарее мультиметр в режиме определения ёмкости;
4. фиксируем значение.
5. Использование тестера. Это прибор, обладающий расширенным функционалом. Выбираем необходимый режим его работы при помощи специальной кнопки. Проводим замеры, определяем значение.

Более подробно о методах проверки ёмкости можно почитать тут.

Как узнать емкость аккумулятора?

Выбирая телефон, некоторые пользователи действительно обращают внимание на такой показатель, как емкость. С ним они уверены, что смогут выбрать более выносливый аппарат, который будет радовать их без подзарядки на протяжении более длительного периода времени

Узнать емкость можно и в технических характеристиках устройства (их можно увидеть как в обычном магазине на витрине с телефоном, так и в онлайн-шопах) при покупке, и просто посмотреть, собственноручно сняв заднюю крышку телефона. Под ней вы увидите маркировку батареи – там будет указан производитель, сертификат и, конечно же, ее емкость (в мАч или mAh – это одно и то же).

Как рассчитывается ёмкость

При расчёте ёмкости аккумулятора нужно помнить о том, что батарею нельзя разряжать полностью – следует оставлять минимум 30 % её заряда. Величина данного параметра должна удовлетворять потребности автономной системы электроснабжения автомобиля.

Рассмотрим на примере, как правильно посчитать ёмкость аккумулятора. Допустим, суммарная мощность электроприборов машины равна 500 Вт*ч. Значение напряжения всех АКБ одинаково и составляет 12 В. Количество энергии, которое способен выдать аккумулятор, равняется произведению его ёмкости на напряжение, то есть:

Q = Е × U, где

Q – количество запасённой аккумулятором энергии; Е – ёмкость АКБ; U – напряжение АКБ = 12 В.

Так как энергию батареи можно использовать лишь на 70 %, следовательно, формула количества отдаваемой аккумулятором энергии будет иметь такой вид: Q = Е × U × 0,7.

Как в таком случае рассчитать ёмкость аккумулятора? Из выражения несложно определить Е = Q / (U × 0,7).

При Q = 500 Вт*ч

Е = 500 / (12 × 0,7) = 59,52 Ач.

Таким образом, находим, что необходима аккумуляторная батарея ёмкостью 60 Ач. А что означает данная ёмкость аккумулятора для автомобиля? То, что значение разрядного тока равно 60 Амперам.

Расчет емкости аккумуляторной батареи

Измерение объема батареи необходимо в случае определения количества энергии для продолжительной автономной работы любых устройств (к примеру, для ноутбука, смартфона и т.д.);

Для того чтобы определить емкость АКБ, необходимо применить стандартную формулу:

Q=(P*t)/V*k,

где Q — рассчитываемая емкость АКБ (А*ч или мА*ч);

P – нагрузочная мощность (Вт);

t — временной промежуток резервирования (ч);

V — напряжение батареи (В);

k — коэффициент, отображающий какая часть емкости АКБ используется.

Значение k компенсирует ситуацию неполного заряда батареи. К слову, полный разряд после нескольких полных циклом работы существенно увеличивает работоспособность устройства.

Как соединить батарейки чтобы увеличить суммарную емкость?

Для достижения поставленной цели по увеличению технических характеристик источника питания при работе прибора либо устройства есть варианты различного соединения элементов электрической цепи.

Существует два метода или схемы подключения:

1. Последовательное соединение.
2. Параллельное соединение.

Емкость батареи при последовательном и параллельном соединении будет разная. Первый способ даст увеличение только суммарного напряжения, а второй — увеличит суммарную C б во столько раз, сколько будет взято элементов в схеме:

C∑ = C1 + C2

Прежде чем приступить к эксперименту, нужно взять два аккумуляторных источника питания с одинаковой степенью износа и зарядки, два диода. Для параллельного соединения минусы батарей нужно соединить вместе, а плюс одной к аноду одного диода, плюс другой к аноду другого. Катоды диодов также надо соединить между собой. Включить нагрузку минусом в точку соединения отрицательных клемм элементов, плюсом в месте соединения диодных катодов. Такая схема соединения увеличит C б в два раза. Собирать такую цепь без диодов нельзя, т. к. элементы питания разрядятся один через другого.

Повышение эффективности теплоотдачи

При обогреве радиатором внутреннего воздуха помещения происходит также интенсивный нагрев внешней стены в области за батареей. Это ведет к дополнительным неоправданным потерям тепла.

Предлагается для повышения эффективности теплоотдачи радиатора отгораживать отопительный прибор от наружной стены теплоотражающим экраном.

Рынок предлагает множество современных изоляционных материалов с отражающей тепло фольгированной поверхностью. Фольга защищает согретый батареей теплый воздух от контакта с холодной стеной и направляет его внутрь комнаты.

Для правильной работы границы установленного отражателя должны превышать габариты радиатора и с каждой стороны на 2-3 см выступать. Промежуток между отопительным прибором и поверхностью тепловой защиты следует оставлять величиной 3-5 см.

Для изготовления теплоотражающего экрана можно посоветовать изоспан, пенофол, алюфом. Из приобретенного рулона вырезается прямоугольник необходимых размеров и закрепляется на стене в месте установки радиатора.

Фиксировать экран, отражающий тепло отопительного прибора, на стене лучше всего силиконовым клеем или посредством жидких гвоздей

Рекомендуется отделять лист изоляции от внешней стены небольшой воздушной прослойкой, например, с помощью тонкой пластиковой решетки.

Если отражатель стыкуется из нескольких частей изоляционного материала, места соединений со стороны фольги необходимо проклеивать металлизированной клейкой лентой.

На каких устройствах можно узнать емкость АКБ представленными способами

Получить информацию о емкости батареи при помощи рассмотренных вариантов можно на различных устройствах. Методы помогают рассчитать емкость аккумулятора планшета, телефона, ноутбука, автомобиля, электровелосипеда, ИБП и прочих аппаратов.

Пример расчета емкости батареи представлен на видео.

Емкость аккумулятора может рассчитываться в любое время эксплуатации. Использование одного из методов должно зависеть от разновидности аппарата и источника его питания. На выбор оказывает влияние и необходимое напряжение, время зарядки и разряда. Подробное изучение методологии позволит определять значения быстро и точно, не допуская ошибок и отклонений.

Расчет количества секций радиаторов

Разборные радиаторы из любого материала хороши тем, что для достижения их расчетной тепловой мощности можно добавлять или убавлять отдельные секции.

Для определения нужного количества «N» секций батарей из выбранного материала придерживаются формулы:

N = Q / q,

Где:

• Q = рассчитанная ранее требуемая тепловая мощность устройств для обогрева комнаты,
• q = мощность тепловая удельная отдельной секции предполагаемых для установки батарей.

Вычислив общее необходимое число секций радиаторов в помещении, надо понять, сколько всего батарей нужно установить. Этот расчет основывается на сравнении габаритов предполагаемых мест установки отопительных приборов и размеров батарей с учетом подводки.

лементы батареи соединяются ниппелями с разнонаправленной наружной резьбой при помощи радиаторного ключа, одновременно в стыки устанавливаются прокладки

Для предварительных подсчетов можно вооружиться данными о ширине секций разных радиаторов:

• чугунных = 93 мм,
• алюминиевых = 80 мм,
• биметаллических = 82 мм.

При изготовлении разборных радиаторов из стальных труб, производители не держатся за определенные стандарты. При желании поставить такие батареи, следует подходить к вопросу индивидуально.

Также можете воспользоваться нашим бесплатным онлайн калькулятором для расчета количества секций:

Основные характеристики батареи

Прежде чем покупать аккумулятор нужно понять, каким параметрам он должен соответствовать. Батарея должна хорошо совмещаться со всем оборудованием и электросистемой автомобиля.

Параметры:

• номинальная и резервная электроёмкость;
• пусковой ток;
• мощность;
• размеры;
• масса.

Электроёмкость — это количество электричества, которое можно получить от аккумулятора при его длительном разряде.

Различают два типа ёмкости:

1. Номинальная. Чтобы определить этот показатель, батарея разряжается при температуре 25 °C в течение 20 часов. Для этого используется ток, составляющий 5% от заявленной производителем номинальной ёмкости.
2. Резервная ёмкость определяется разрядом батареи током в 25 А при температуре 26 °C. Эта характеристика показывает, сколько времени в минутах может проехать автомобиль с отключённым генератором.

Для того чтобы разобраться, как определить мощность аккумуляторной батареи, придётся вспомнить физику и электротехнику. Мощность — это разрядный ток, помноженный на среднее значение напряжения в электрической цепи (P=I*Y).

Из формулы видно, что при увеличении мощности, необходимой для запуска двигателя, среднее напряжение в сети автомобиля будет падать, а стартер начнёт работать медленнее. Показатель пускового тока батареи всегда прямо пропорционален её мощности.

Помимо силы пускового тока, мощности и ёмкости аккумулятора нелишним будет обратить внимание на другие необходимые параметры:

• полярность расположения клемм;
• соответствие габаритов;
• крепление.

Состояние аккумулятора и срок его службы во многом зависит от исправности автомобиля и условий эксплуатации.

Ёмкость автомобильной аккумуляторной батареи

Как уже было сказано, ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах. Это значение обычно содержит наклейка автомобильного аккумулятора вместе с величиной пускового тока. Пример можно видеть ниже.

Обозначение ёмкости аккумуляторной батареи

Одним из первых формулу этой зависимости вывел Пейкерт, немецкий учёный. Он вывел следующую формулу:

Cp = Ik * t, где

Cp — ёмкость аккумулятора,

k — коэффициент Пейкерта,

t – время.

Коэффициент Пейкерта, используемый в формуле является постоянной величиной для определённого вида аккумуляторов. Для автомобильных свинцово-кислотных АКБ число Пейкерта лежит в пределах 1,15─1,35. Эта константа определяется по величине номинальной ёмкости АКБ.

В результате была выведена формула для расчёта реальной ёмкости АКБ при произвольном значении разрядного тока:

E =En( In/I){p-1}, где

En — номинальная ёмкость АКБ,

Е – реальная ёмкость аккумулятора,

In номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная ёмкость. Ток в цикле 10 или 20 часов. Как правило, это 9 процентов от En.

Все, что было сказано выше, касалось номинальной ёмкости автомобильного аккумулятора. Есть ещё понятие резервной ёмкости. Если номинальное значение определялось в результате разряда маленьким током, то значение резервной показывает, насколько хватит аккумулятора автомобиля при выходе из строя генератора. В качестве тока разряда устанавливается величина 25 ампер. Здесь учитывается обогрев и освещение. В случае разряда таким током резервная ёмкость составляет где-то две трети от номинала. Если её наносят на этикетку автомобильного аккумулятора, то она указывается в минутах.

Номинальная ёмкость аккумулятора определяется рядом технологических и конструктивных характеристик. Очень сильное влияние оказывают и условия эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи. Среди первоочередных характеристик, влияющих на этот параметр, можно назвать состав электролита, количество активной массы, геометрию и толщину свинцовых пластин. Основными технологическими характеристиками, определяющими величину ёмкости, являются состав и пористость активной массы. Кроме того, на разрядную ёмкость, как уже говорилось выше, влияют величина тока разряда и температура электролита.

Перевод в ватт-часы

Часто производители аккумуляторов указывают в технических характеристиках только запасаемый заряд в мА·ч (mAh), другие — только запасаемую энергию в Вт·ч (Wh). Обе характеристики можно называть термином «ёмкость» (не путать с электрической ёмкостью как мерой способности проводника накапливать заряд, измеряемой в фарадах). Вычислить запасаемую энергию по запасаемому заряду в общем случае непросто: требуется интегрирование мгновенной мощности, выдаваемой аккумулятором за всё время его разряда. Если большая точность не нужна, то вместо интегрирования можно воспользоваться средними значениями напряжения и потребляемого тока, для этого используя формулу, следующую из того, что 1 W = 1 V · 1 A:

1 W·ч = 1 V · 1 A·ч.

То есть запасаемая энергия (в ватт-часах) приблизительно равна произведению запасаемого заряда (в ампер-часах) на среднее напряжение (в вольтах):
E
=
q
·
U
,

а в джоулях она будет в 3600 раз больше,
E
=
q
·
U
· 3600,

Пример

В технической спецификации устройства указано, что «ёмкость» (запасаемый заряд

) аккумулятора равна 56 А·ч, рабочее напряжение равно 15 В. Тогда «ёмкость» (
запасаемая энергия
) равна 56 A·ч · 15 V = 840 W·ч = 840 W · 3600 с = 3,024 МДж.

При последовательном соединении одинаковых аккумуляторов «ёмкость» в mA·ч остаётся прежней, но меняется общее напряжение аккумуляторной батареи, при параллельном же соединении «ёмкость» в мА·ч — складывается, но общее напряжение не меняется. При этом «ёмкость» в W·ч., у таких аккумуляторных батарей, следует считать одинаковой. Например, для двух аккумуляторов, каждый из которых обладает напряжением 3,3 V и запасаемым зарядом 1000 mA·ч, последовательное соединение создаст источник питания с напряжением 6,6 V и запасаемым зарядом 1000 mA·ч, параллельное соединение — источник с напряжением 3,3 V и запасаемым зарядом 2000 mA·ч. Ёмкость же в W·час (способность проделать работу) в обоих случаях, без учёта некоторых нюансов, будет одинаковой. В современных Power Bank-ах, получивших распространение в последнее время, часто аккумуляторы внутри соединены последовательно, а общую «ёмкость» в mA·ч складывают. Это происходит из-за того что такие Power Bank имеют внутренний контроллер, который преобразует напряжение и на выходе предлагает несколько значений напряжений: 5 вольт (USB порт), 12, 15, 17 или 19 вольт для подключения ноутбуков. То есть, нет возможности указать при каком напряжении уместна та или иная «ёмкость» в mA·ч, так как она меняется в зависимости от напряжения, используемого потребителем, подключенного к такому универсальному Power Bank. Поэтому в характеристиках пишут «коммерческую» ёмкость в mA·ч, полученную как сумму последовательно соединённых аккумуляторных элементов, не указывая, при этом, напряжение при котором эта «ёмкость» в mA·ч. уместна. Также следует учитывать, что ёмкость аккумулятора и его напряжение взаимосвязанные величины, так как аккумулятор, который разряжен, теряет напряжение. Причём, измерение напряжения разряженного аккумулятора или батареи без нагрузки, может не выявить степень разряженности источника питания, так как на «холостом ходу», без нагрузки, аккумуляторная батарея способна показать высокое напряжение, которое резко упадёт, в случае если аккумулятор или батарея разряжены и если к ним подключили определённую нагрузку, в отличие от заряженных источников питания, которые сохраняют высокое значение напряжения, даже после подключения нагрузки. У разряженных аккумуляторов падение напряжения, при подключении нагрузки, происходит сильнее, чем у заряженных источников питания. Для проверки автомобильных аккумуляторов часто используют специальные «пробники», создающую стандартную нагрузку на аккумулятор.

Показатели аккумуляторных батарей, с которыми неразрывно связано понятие емкости

1. Зависимость емкости аккумулятора от тока его разряда.

В основе данной зависимости лежит следующий факт: когда защищаемая нагрузка подключается к аккумулятору без использования преобразователя, то величина тока, потребляемого батареей неизменна. При этом время функционирования подключенных электропотребителей определится, как отношение отбираемой емкости к потребляемому току. В более привычном виде данная формула записывается следующим образом:

Q = I·T

где Q – емкость аккумулятора, А·ч (мА·ч);

I – постоянный ток разряда аккумулятора, А;

T – время разряда батареи, ч.

Если имеем дело с большими величинами потребляемого тока, то реальные показатели мощности зачастую ниже номинальных, указанных в паспорте.

2. Зависимость емкости аккумулятора от энергии

Сегодня среди пользователей достаточно распространенным является мнение о том, что емкость аккумуляторной батареи является величиной, полностью характеризующей его электрическую энергию, накопленной АКБ заряженной на 100%. Это утверждение является не совсем корректным. Здесь еще необходимо сделать оговорку на то, что способность накапливать энергию у батареи напрямую зависит от ее напряжения и чем оно будет выше, тем большее количество энергии сможет накопить аккумулятор. На самом деле электрическая энергия определяется как произведение показателей тока заряда, напряжения батареи и времени протекания этого тока:

W= I·U·T

где W – энергия накопленная батареей, Дж;

U – напряжение аккумулятора, В;

I – постоянный ток разряда аккумулятора, А;

T – время разряда батареи, ч.

Исходя из того, что произведение тока и времени заряда дает нам емкость АКБ (как было рассмотрено выше), то получается, что электрическая энергия аккумулятора находится путем перемножения номинального напряжения батарее и ее емкости:

W= Q·U

где W – энергия накопленная батареей, Вт·ч;

Q – емкость аккумулятора, А·ч;

U – напряжение аккумулятора, В.

При последовательном подключении нескольких аккумуляторов одинаковой емкости, общий показатель данной связки равен сумме емкостей всех АКБ, входящий в ее состав. В таком случае энергия полученного аккумуляторного блока определится, как произведение электроэнергии одной батареи на их количество.

3. Понятие энергетической емкости аккумулятора

Не менее полезным для потребителя показателем аккумуляторных батарей является их энергетическая емкость, измеряемая в таких единицах, как Вт/элемент. Данное понятие характеризует способность аккумулятора за определенный непродолжительный период времени, который чаще всего составляет не более 15 минут, в режиме постоянной мощности. Наибольшее распространение данный показатель получил в США, но в последнее время набирает популярность и среди потребителей многих других стран. Для приближенного расчета емкости аккумуляторной батареи, измеряемой в А·ч по величине его энергетической емкости в Вт/элемент для периода 15 минут, пользуются формулой:

Q = W/4

где Q – емкость аккумулятора, А·ч;

W – энергетическая емкость аккумулятора, Вт/элемент.

4. Понятие резервной емкости аккумулятора

Для автомобильных аккумуляторов выделяют еще одну характеристику – резервную емкость, которая говорит о способности батареи питать электрооборудование движущегося авто, когда штатный генератор транспортного средства не работает. Данный параметр также больше известен в США и называется «reserve capacity». Он измеряется в минутах разряда батареи величиной тока в 25 А. Для приблизительной оценки номинальной емкости аккумулятора по его показателю резервной емкости, указной в минутах, необходимо воспользоваться формулой:

Q = T/2

где Q – емкость аккумулятора, А·ч;

T – резервная емкость аккумулятора, мин.

Выводы

1. Электроемкость батареи важнейший показатель количества электрической энергии и продолжительности ее работы, выраженные в числовых значениях. Ее можно определить, подсчитать, увеличить используя различные методы.
2. Емкость батареи (объем) может быть различной как для первичных источников, так и для вторичных, но вторые можно повторно заряжать с помощью ЗУ (зарядных устройств).
3. Емкость батарейки зависит от типа элемента, химической реакции, внешних условий, тока нагрузки, срока годности и способа эксплуатации. При нарушении правил использования можно быстро испортить батарейку, а при грамотном подходе время ее использования можно значительно продлить.
4. Батарейки или аккумуляторы, изготовленные известными производителями, как правило, хорошо зарекомендовали себя на потребительском рынке, тем, что гарантируют заявленные технические характеристики и качественную бесперебойную службу в устройствах длительное время.

Что такое емкость и зачем нужен этот показатель?

Емкость аккумуляторной батареи — ее ключевая характеристика. Она влияет на стоимость устройства, область применения (от бытовых нужд до медицинских), срок службы.
Эта характеристика отображает длительность временного промежутка, на время которого батарея будет полноценно питать соответствующее устройство (пульт, телефон и т.д.) и обеспечивать его автономную работу. Иными словами, емкость АКБ — это максимальное количество электрической энергии, которое батарея способна накапливать за 1 полный цикл заряда.

Единица измерения емкости АКБ — амперы в час (А*ч), а для батарей высокой мощности — миллиамперы в час (мА*ч).