Что такое ёмкость батареи: как просто, быстро и максимально точно определить мощность аккумулятора автомобиля
Аккумулятор — это то, без чего невозможно обойтись в современном мире, он есть везде, где нет электричества. Поэтому необходимо знать, что это такое, какова его ёмкость, в чём измеряется и ещё немало характеристик. Без этого устройства невозможно представить настоящую жизнь. Возможность работать без подзарядки нужна: автомобильной технике, компьютерной технике, смартфонам и гаджетам для него, инструментам, использующихся в строительстве.
Основные характеристики аккумулятора
Аккумуляторная батарея имеет общие характеристики главными среди них можно отметить:
- масса батареи;
- тип и размер;
- электрическая движущая сила батареи;
- полярность;
- срок использования батареи;
- время зарядки и разрядки.
При покупке обращать внимание на эти параметры, чтобы купить качественный и долговечный аккумулятор.
Можно допустить, что вместимость аккумуляторной батареи составляет 71 А-ч. Это говорит о том, что АКБ автомобиля в период 19-21 часа может выдать ток 3,6 А. После завершения всего цикла напряжение должно превышать 10,8 В. Формула степенной зависимости записывается так: Ср = I k × t, где «Ср» будет вместимостью АКБ, «k» — коэффициентом Пейкерта, а «t» — временем. Для того, чтобы сделать расчёт реальной вместимости, необходимо использовать формулу Е = Еn × (In / I) ×
. Еn — это ёмкость номинала, In значение рaзрядного тока.
Какой бывает ёмкость аккумулятора
Делится на три вида: резервная, остаточная и номинальная. Номинальная является более важной характеристикой в отличие от резервной и остаточной, тем не менее они тоже необходимы.
Номинальная, более распространена и является важным параметром. Направлена на определение общего количества электрической энергии батареи, которую может дать аккумулятор в течение периода заряженности. Соответственно, чем выше номинальное значение, тем дольше сможет проработать аккумуляторная батарея.
Резервная ёмкость батареи является параметром, который показывает период времени отдачи заряда. Параметр менее важен номинальной и указывается на аккумуляторах реже, но сейчас стал появляться все чаще. Предназначен для того, чтобы была возможность определить как долго проработает батарея, в случае возникновения поломки генератора.
Параметр батареи, указывающий на текущий износ аккумуляторной батареи при некотором времени использования. Существует немало способов выяснить какова ёмкость в данный период времени. Это делается как с помощью таблиц, так и с помощью специальных приборов, отслеживающих износ.
От чего зависит ёмкость аккумулятора
АКБ зависит от таких параметров как: ток разряда, конечное напряжение разряда, температура и износ.
На что влияет ёмкость аккумулятора
Вместимость указывает на потенциальность аккумуляторной батареи. Простыми словами, период времени в течение которого АКБ может питать нагрузку при заполненной зарядке. При любом цикле зарядки или разрядке номинальная ёмкость остаётся неизменной.
Методы измерения ёмкости АКБ
Чтобы измерить её существует несколько способов, метод длительного разряда и с помощью специального электронного тестера. Основным и популярным является первый, так как он более точнее.
Методом длительного разряда
С помощью специального электронного тестера
Самый известный и точный расчёт. Существует множество хороших тестеров, но среди них и немало плохих устройств, которые могут быть очень не точным, поэтому покупать лучше проверенные или известные тестеры. Чтобы результаты были более правильными, необходимо производить замеры при разрядке, а не при зарядке.
Проверка ёмкости различных видов аккумуляторов
Устройств много и для каждого разработана свой восстановитель энергии. Самая большая вместимость требуется автомобильной технике, из-за более сложных механических процессов. А самая маленькая вместимость батареи будет у небольших бытовых инструментов, например, шуруповёрт. Ёмкость от смартфонов и других гаджетов современности, имеет совсем другое устройство АКБ и сравнивать их с автомобильными не имеет никакого смысла.
Ёмкость аккумуляторной батареи ноутбука
Восстановитель энергии ноутбука измеряется в миллиампер-часах (мАч или mAh). В современном мире среднестатистический ноутбук имеет 10 000 мАч. Максимально возможную ёмкость можно найти в мощных, игровых лэптопах, которые оснащены свежими процессорами, видеокартами и системами охлаждения.
Ёмкость АКБ телефона
Современные смартфоны в средних цифрах получили вместимость батареи 4000 мАч. Иногда встречаются модели с огромной вместимостью до 10 000 мАч. Такие телефоны могут держать один заряд до полумесяца использования устройства.
Мощность аккумулятора шуруповёрта
Шуруповёрт имеет АКБ, которые уже отличаются от обычных гаджетов. Измеряется такая батарейка в ампер-часах. Мощность может изменяться в зависимости от того, какое даётся напряжение, в пределах от 400 до 700 Вт или от 3,5 до 17,5 В.
Ёмкость автомобильного аккумулятора
Измерение происходит в ампер-часах. Средней вместимостью можно считать 70 А/ч. Среди всех перечисленных батареи, наиболее мощная и используется в автомобильной технике. Тяжелее и сложнее из-за выполнения более тяжёлых задач. Такой аккумулятор всегда подпитывается генератором, чтобы быстро не выходить из строя.
Как посчитать ватт-часы аккумулятора («Wh» или «Вт·ч») для перевозки в самолёте в ручной клади или багаже
Для отправлений посылок или путешествий самолётом с литиевыми батареями, аккумуляторами, блоками зарядки нужно перевести ёмкость аккумулятора в ватт-часы (мера Вт·ч или Wh).
Метод, как посчитать ватт-часы аккумулятора, который мы приводим ниже, относится к любым перезаряжаемым литий-ионным элементам.
Производитель элемента питания иногда указывает характеристику ватт-часов (Wh) непосредственно на корпусе аккумулятора или повербанка.
«Прежде чем вскрывать сейф — проверь, не заперт ли он» © Мартин Лоуренс в к/ф «Бриллиантовый полицейский».
Как перевести ёмкость аккумулятора в Ватт-часы (Wh)
Чаще всего характеристика Вт·ч (Wh) на аккумуляторе не указана. Либо узнать это невозможно из-за конструктивной особенности (батарея находится внутри устройства, например).
В таком случае просто умножьте значение напряжения («Вольт») на ток («Ампер-часы»). Они могут быть известны из документации (либо с сайта производителя устройства/аккумулятора).
Вт·ч (Wh) = В (V) * А·ч (Ah)
Рассмотрим пример №1
Есть аккумулятор ёмкостью 4400 мАч с напряжением 11,1 Вольт (мы узнали это с сайта производителя устройства, из которого извлекли «банку»).
- 1. Разделим номинальное значение м·Ач на 1000, чтобы получить значение в А·ч.
- 2. 4400 / 1000 = 4,4 А·ч
- 3. Теперь мы умножим по формуле напряжение на значение в А·ч.
- 4. 4,4 А·ч * 11,1 В = 48,8 Вт·ч
Согласно правилам перевозки авиацией, мы можем взять 2 таких аккумулятора, чтобы уместиться в лимит 100 Вт·ч (ICAO). На практике, конечно, придётся побороться за это право (убедить сотрудников, что Ваши расчёты верны и требования организации IATA соблюдены).
Рассмотрим пример №2
Нужно перевезти батарею 12 Вольт ёмкостью 50 А·ч (например, для лодки или яхты). Возьмут ли её на борт самолёта?
- 1. Всё также умножаем по формуле напряжение на значение ёмкости.
- 2. 12 В * 50 А = 600 Вт·ч
Не возьмут. Это больше, чем даже по самому лояльному правилу IATA (их порог требований упрощён до 160 Вт·ч). При вылете из России батарею поместят в специальное помещение с сохранением на месяц, после чего отправят в утилизацию.
Напишите в комментарии, сталкивались ли вы с ситуацией в аэропорту, когда кого-то не пропускали с повербанком или запасным аккумулятором на борт самолёта? Или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Аккумулятор, особенности выбора, ч. 3
Итак, прежде чем идти и покупать аккамулятор, необходимо определиться с параметрами, которым он должен соответствовать, чтобы нормально функционировать в сочетании с другим электрооборудованием автомобиля.
Основными параметрами считаются следующие:
• электрическая (номинальная) емкость, А•ч;
• значение пускового тока (тока стартерного разряда при регламентированном напряжении на полюсных выводах в режиме пуска двигателя автомобиля), А;
• размеры корпуса АКБ;
• масса АКБ.
Электрическая емкость
Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать АКБ при длительном режиме разряда или способность аккумулятора давать определенный ток в течение определенного времени.
Так, емкость 60 ампер-час означает, что аккумулятор может давать ток в 1 ампер в течение 60 часов (или в 2 ампера в течение 30 часов и т.д.).
Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.
Грубо говоря, емкость – это сколько электричества «умещается» в аккумуляторе. Причем размеры (длина-ширина-высота) здесь не так важны, как особенности конструкции и, следовательно, внутренние возможности накапливать энергию.
Вообще-то, то, что пишут на этикетках европейских и отечественных АКБ – есть номинальная электрическая емкость, то есть емкость 20-часового разряда батареи. Именно она регламентируется в большинстве нормативных документов производителей (в Росии – это соответствие ГОСТу 959-91).
Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25°C током, равным 0,05 C20 (имеется в виду, 0,05 А от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Получается, что для АКБ емкостью 60 А•ч ток разряда составляет 3 А, а для АКБ, емкостью 90 А•ч – 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается, если 12-вольтовая батарея через положенные 20 часов стала длительно выдавать ток с напряжением 10,5 В.
На аккумуляторах американского производства зачастую можно прочитать такую характеристику, как резервная емкость. Между прочим, в Америке это более почитаемый параметр, чем номинальная емкость. Он показывает интервал времени (в минутах), в течение которого аккумулятор способен давать ток 25 А (т.е. в течение какого времени он сможет подменять собой вышедший из строя генератор).
Или же – это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре 27°C. К примеру, для АКБ номинальной емкостью 55 А•ч резервная емкость может составлять 85-90 минут. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии АКБ.
Причем, резервная емкость — время (в минутах), в течение которого аккумулятор при токе разрядки в 25 А способен поддерживать напряжение не ниже 10,5 вольт.
По американским понятиям резервная мощность – наиболее важное значение, так как показывает время, за которое можно проехать ночью при минимальной электрической нагрузке автомобиля при неработающем аккумуляторе.
Почему стоит ограничение в 10,5В, думаю, понятно: такое напряжение еще позволяет уверенно пускать двигатель стартером.
Что касается установленного времени, то когда-то был стандарт – 2 часа (считалось, что это необходимое время, чтобы среднестатистический американец смог добраться до ближайшего сервиса). Со временем число сервисов увеличилось настолько, что смысл в 2-часовом ограничении отпал, но остался непреложный принцип: чем больше, тем лучше.
Мощность аккумулятора
Пусковая мощность — величина максимальной выходной мощности, которую аккумулятор может выдавать в течение 30 секунд при температуре минус 18 градусов С. Этот показатель характеризует способность аккумулятора запускать холодный двигатель.
Но дело в том, что производитель может подгонять данный параметр под разные стандарты.
Так, российские ТУ и германский DIN – имеют более жесткую спецификацию. Она называется: стартерный режим разряда (короткий разряд).
Согласно ее при температуре электролита –18°С (холодный пуск), и при токе разряда 255 А напряжение на клеммах через 30 секунд после начала испытаний не должно быть менее 9В. Причем, при дальнейшем разряде батареи напряжение имеет право снизиться до 6 В не ранее чем через 150 секунд. Именно такая проверка энергетики гарантирует, что выдержавший ее аккумулятор обеспечит нам не менее трех-пяти полноценных попыток пуска двигателя.
Кстати, пуск – это 10 секунд работы плюс 30 секунд передышки.
Почему за отправную точку взята температура минус 18°С? Да просто в соответствии с товарными маслами за зимнюю температуру пуска бензинового двигателя принимается −20° С, а для дизельных двигателей — до −15-17°C. А посему выходит, что "средняя температура по больнице" равна примерно –18°С. При более низких температурах для дизелей уже предполагается применение средств облегчения пуска (аэрозоль, подогрев топлива, масла, воздуха и т.д.). Подобные же средства облегчения в зимних условиях могут применяться и для пуска бензиновых двигателей.
Другой, более мягкий стандарт – по SAE (США) или EN (Стандарт Евросоюза). Он называется: ток холодной прокрутки.
Специалисты, разрабатывающие этот стандарт, считают, что максимальная нагрузка на аккумулятор приходится именно в первые секунды пуска двигателя, а потом ему становится гораздо легче. Поэтому согласно данной спецификации на холодный запуск требуется нагрузка выше, чем по ТУ и DIN – около 440А. Но уже через 10 секунд такой нагрузки напряжение на клеммах не должно «просесть» ниже 7,5В, а через 30 секунд – ниже 7,2В (в предыдущих было – 9В).
Требование то же – аккумулятор в мороз должен выдержать не менее 3-х пусков (по 10 секунд работы с 30-секундными паузами).
В общем, мощность аккумулятора, характеризуемая временем стартерного разряда, показывает, как долго она сможет обеспечивать попытки запуска двигателя. Поэтому понятно, что чем больше емкость АКБ, тем больше в запасе у автовладельца попыток запустить двигатель. Но здесь есть и свои подводные камни.