Новости
933 0

Внутреннее сопротивление АКБ — что это и как измеряется

Вне зависимости от типа электрического приемника, каждый из них всегда имеет внутреннее сопротивление. Постоянно проверяя сопротивление аккумулятора, владелец может оставаться уверенным в его работоспособности. Когда возникает значительный разброс показателей, в лучшем случае это станет причиной поломки батареи. В худшем – сломаются потребители на самом автомобиле.

Что это такое?

Внутреннее сопротивление аккумулятора варьируется в разных пределах, исходя из пористости, конструкции и геометрии решетки, типа используемых электродов, наличия легирующих веществ, качества обмазки и качества электрического контакта. Сопротивление между губчатым свинцом и решеткой отрицательных электродов находится на примерно одинаковом уровне. Но при этом перекись свинца, нанесенная на поверхности решетки положительных электродов, имеет примерно в десять тысяч раз большее сопротивление.

В общей сложности, внутренним сопротивлением батареи является величина поляризации, которая оказывается напряжению, протекающему внутри. Нет никакого значения в том, о каком именно токе идет речь – разрядном или зарядном. Показатель варьируется в разных пределах, в зависимости от наименования элемента внутри батареи. Собственное значение всегда имеет электролит, сепараторы и электродные решетки.

Важно!На приведенных выше элементах влияет целый ряд факторов, вследствие чего внутреннее сопротивление батареи бывает разным, в зависимости от типа аккумуляторов. Поэтому никогда не будет лишним внимательно ознакомиться с текущими показателями.

Внешнее устройство

Мультиметры также еще называют тестерами или мультитестерами, так как они позволяют измерить несколько разных параметров и характеристик. Но говоря «тестер» обычно имеют в виду прибор со стрелочным индикатором. Пользуются им нечасто, так как приходится значения высчитывать по шкале, учитывая при этом выставленный порог измерительной шкалы.

Читайте также: Общедомовое электричество расчет. Как рассчитать одн (общедомовые нужды) на электроэнергию

Просто посмотреть на экран проще чем высчитывать показания по шкале

При использовании цифрового прибора с жидкокристаллическим табло этих проблем нет — результат выдается готовый. Именно поэтому, в основном, все пользуются мультиметрами. До того, как узнать как пользоваться мультиметром, разберемся в его строении. Это позволит быстрее освоить навыки работы с этим измерительным прибором.

Общее строение и назначение разъемов

Цифровой мультиметр — небольшой прибор, размером меньше половины тетрадного листа. Весит он 200-300 граммов. В верхней части находится дисплей, на котором отображаются показания измерений. В центральной части корпуса расположен переключатель, при помощи которого задается характер измерений и их пределы. В нижней части корпуса находятся разъемы (гнезда) для подключения щупов. Располагаться они могут внизу справа или вдоль нижней кромки корпуса. Также в комплекте к тестеру идут два измерительных щупа — черный и красный.

Внешний вид мультиметра

Чаще всего разъемов три. Нижний подписан обычно «COM» — общий. Сюда всегда подключается черный щуп. Два других предназначены для подсоединения красного щупа. Верхнее гнездо используется только в одном случае: при измерении постоянного тока, величина которого более 200 мА. Все остальные измерения мультиметром проводятся когда второй щуп стоит в среднем положении.

Есть модели, в которых измерительных гнезд четыре (на фото слева). В этом случае есть отдельно гнезда для измерения силы тока до 200 мА, отдельно — для тока от 200 мА до 10 А (цифры могут меняться в зависимости от модели, но смысл остается тот же). Для сопротивления и напряжения есть собственное гнездо. Все гнезда подписаны, разобраться не очень сложно.

Режимы и пределы измерений

Для того чтобы понять, как пользоваться мультиметром, надо внимательно рассмотреть переключатель режимов, рассмотреть где и какие обозначения, режимы.

Переключатель режимов работы мультиметра

Количество и положение режимов зависит от модели, но в большинстве из них присутствуют:

  • Положение OFF — выключение прибора.
  • ACV — для измерения переменного напряжения. В некоторых моделях может стоять буква V и волна под ней.
  • DCA — для постоянного тока до 200 мА. Может обозначаться латинской A и ровной чертой под ней.
  • 10 А — для постоянного тока от 200 мА до 10 А (в некоторых моделях эти цифры могут быть другими).
  • HFE — для проверки коэффициента усиления транзисторов. Этот режим есть далеко не во всех моделях.
  • Изображение диода или мегафона — гнездо для прозвонки проводов и проверки диодов.
  • Ω — измерение сопротивлений.
  • DCV — постоянного напряжения. Может стоять буква V с ровной чертой снизу.

Это все основные режимы. Как видите, в большинстве из них есть несколько положений. Эти положения определяют верхний предел измерений.

От чего зависит внутреннее сопротивление аккумулятора?

Когда свинцово-кислотный аккумулятор разряжается, на электродах начинает выделяться сульфат свинца. Его появление негативно сказывается на проводимости пластин, вследствие чего они сильнее сопротивляются передаче тока. Также стоит отметить, что сульфату свинца свойственно откладываться в порах, где обмазываются пластины. Из электролита хуже происходит диффузия серной кислоты. Когда разрядка аккумулятора на свинцово-кислотной основе доходит до своего завершения, уровень сопротивления сразу же увеличивается до показателя, в два-три раза превышающего номинальный. При повторном пополнении источника питания энергией сульфат свинца растворяется. Результат – параметры восстанавливаются до первоначального уровня.

Внимание!В автомобильных аккумуляторах показатель зависит от величины сопротивления используемого электролита. Это повышает зависимость от температуры жидкости внутри батареи и ее концентрации. Когда температура окружающей среды снижается до минимально допустимого уровня, автоматически электролитное сопротивление увеличивается. А когда электролит полностью замерзает, сопротивление достигает бесконечного значения.

Минимальная величина сопротивления достигается в том случае, если аккумулятор:

  • содержит внутри электролит, плотность которого составляет 1.225 грамм на кубический сантиметр;
  • эксплуатируется при температуре 15 градусов Цельсия.

Увеличив или уменьшив плотность, уровень сопротивления автоматически увеличивается. Следовательно, внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора неуклонно увеличивается.

Читайте также: Заземление на батарею отопления. Почему нельзя превращать батарею отопления в контур заземления. "Заземление" и "зануление"

Важно!Уровень сопротивления сепараторов может меняться исходя из пористости и толщины.

Не стоит забывать о том, что ток, протекающий через различные элементы аккумулятора, влияет на уровень сопротивления поляризации. Последняя, в свою очередь, появляется по ряду причин.

  1. Поверхность электрода и сам электролит – это элементы батареи, которым свойственно менять электродный потенциал.
  2. Когда ток проходит по системе, электролит меняет свою концентрацию. Чем ближе он находится к электродам, тем интенсивнее протекает данный процесс. Результат – изменение потенциалов электродов. При размыкании цепи и исчезновении тока уровень электродных потенциалов восстанавливается до первичного значения.

Свинцово-кислотные аккумуляторы характеризуются минимальным внутренним сопротивлением, если сравнивать их с иными популярными разновидностями АКБ. За счет этого они с легкостью отдают огромный ток в течение краткого промежутка времени (вплоть до 2000 А). Поэтому неудивительно, что они используются для питания стартеров автомобильных двигателей, учитывая, какая нагрузка приходится на систему на момент запуска.

Не будет лишним напомнить, что внутреннее сопротивление АКБ бывает разным, исходя из частоты. Какой именно ток – постоянный или переменный, не имеет значения. В рамках проведения ряда исследований, инициированных энтузиастами и учеными, было заметно, что свинцово-кислотный аккумулятор имел ярко выраженное сопротивление, когда на него подавался ток частотой 200-300 Гц.

Как проводить измерения электрических параметров

До того, как начнем говорить о том, как пользоваться мультиметром, надо запомнить, что при измерении силы тока мультиметр подключается последовательно — в разрыв цепи, а при измерении напряжения — параллельно относительно участка или элемента цепи.

Измеряем напряжение

Переводим переключатель в положение измерения напряжения. Есть два положения: для постоянного и переменного напряжения. Выбираем по параметрам цепи или устройства.

Далее надо выбрать диапазон измерений. Для этого надо хотя-бы ориентировочно (а лучше — точно) знать, какие показания ожидать. Например, при измерении напряжения в сети вы знаете, что там будет 220 В или На на батарейках или аккумуляторах есть надписи, на устройствах — шильдики с указанием параметров цепи. В любом случае ставим предел — ближайший больший. Это обеспечит большую точность.

Схемы подключения мультиметра для измерения разных электрических величин

Если не знаем точно, какое напряжение может быть, ставим приблизительно — после первых показаний можно будет изменить. Если вообще не имеем представления о величине напряжения, ставим самый большой предел, в дальнейшем приближаясь к нужному положению. Такой алгоритм не позволит сжечь прибор, что может случиться, если выставить слишком низкий предел.

Определившись с пределами изменения, подключаем щупы:

  • черный в общее гнездо «COM», а второй щуп — к минусу батарейки или аккумулятора;
  • красный в гнездо с надписью VΩmA, а щуп от него — к плюсу элемента питания.

На дисплее высвечиваются цифры. Это и есть напряжение на измеряемом участке. В данном случае на батарейке/аккумуляторе.

Чтобы измерить напряжение, надо перевести переключатель в нужное положение

Если перепутать щупы местами и подключить красный к плюсу, а черный — к минусу, ничего страшного не произойдет. Перед показаниями просто высветиться знак минус.

Как пользоваться мультиметром для измерения тока

Чаще всего и для измерения силы тока есть есть два положения переключателя — постоянного и переменного. Но не во всех моделях. Есть приборы (M-830, DT-830), которые могут измерять только постоянный ток.

Для измерения постоянного тока мультиметром порядок действий стандартный:

Читайте также: Как происходит работа защиты минимального напряжения
  • Выставляем переключатель в соответствующее положение.
  • Выбираем предел измерения (ставим приблизительно ожидаемую величину тока).
  • Устанавливаем измерительные щупы: черный в гнездо «COM»;
  • красный в гнездо VΩmA, если ожидаемый ток будет меньше 200 мА;
  • в третье гнездо, если ток будет больше 200 мА.

Как измерить мультиметром постоянный ток

  • Подключаем мультиметр в разрыв цепи. Для этого свободными концами щупов дотрагиваемся до обоих проводников в месте разрыва, замыкая цепь через прибор.
  • Снимаем показания с дисплея.Одно замечание: сборка измерительной схемы при измерении тока должна проходить при снятом напряжении. При значительных токах (выше 200 мА) работа без снятия напряжения небезопасна. Подавать питание надо только после того как мультиметр подключен.

    Режим измерения сопротивления

    Положение щупов мультиметра для измерения сопротивления стандартное: красный в гнезде «COM», черный — в VΩmA. Свободные концы щупов прикасаются к выводам измеряемого объекта.

    Есть нюансы с выбором предела измерений. Если вы знаете, какие показания должны быть (проверяете резисторы, например), выставляете предел измерений ближайший больший. Если величина сопротивления неизвестна, переводим переключатель на максимальную шкалу. После измерения ее можно будет изменить на более подходящую.

    Как измерить мультиметром сопротивление

    Если при измерении сопротивления мультиметром на экране появилась цифра «1», это означает, что предел измерения превышен, надо изменить его на больший.

Принцип и правила проверки

За основу возьмем обычную батарею свинцово-кислотного типа для легкового автомобиля, емкость которой составляет 55 ампер/час, а напряжение – 12 В. Когда ее заряжают до полного значения, батарея способна выдавать напряжение до 13 вольт. Теперь представим, что владелец решил подключить к источнику питания одноомный резистор. Будучи разомкнутым, аккумулятор способен выдавать 13 вольт. С теоретической точки зрения, ток должен быть на уровне 13 А. Но на практике показатель ниже – как правило, меньше 12.5 В. Что является причиной такого поведения? Все дело в том, что скорость протекания ионной диффузии внутри электролита не бесконечна.

Многие автомобилисты зачастую не знают, как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. На рынке давно можно приобрести специальные устройства, позволяющие проверить текущую величину внутреннего сопротивления. За основу берется принцип взаимодействия внутреннего сопротивления и емкости батареи. При использовании нагрузочной вилки и прочей похожей аппаратуры проверка происходит только тогда, когда источник питания находится под нагрузкой. Это напоминает проверку сопротивления АКБ при постоянной величине тока. Другие измерители, которые задействуются на практике, показывают данные, опираясь на текущее состояние батареи. Также существует третья разновидность оборудования – измеритель спектров. Здесь появляется возможность сравнения спектров сопротивления АКБ, выдающей переменный ток различных частот. В зависимости от полученного показателя, после измерения хозяин может сделать выводы касательно состояния источника питания на момент диагностики.

В общей сложности, проверка внутреннего сопротивления способствует качественной оценке текущего состояния батареи. Чтобы владельцы не наделали грубых ошибок при диагностике, производители указывают величину допустимой частоты, при которой разрешено проверять проводимость. На этикетке параллельно указана величина тока, позволяющего проводить проверку. Когда вы определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, то будете точно знать, что на итоговые показатели влияет сила и частота напряжения. Соответственно, после измерения проводимости невозможно будет получить количественные данные, посредством которых пользователь бы понял, как долго продержится батарея после очередных циклов разряда на нагрузку. Главой тому причиной является отсутствие логической зависимости между внутренним сопротивлением и емкостью источника питания.

Инновационный измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов работает по принципу оценки осциллограммы, полученной при проверке отклика батареи посредством сигнала специальной формы. Результат – возможность оперативной оценки остаточной емкости источника питания. В свою очередь, на базе оценки определяется старение и износ АКБ, продолжительность разрядки с учетом актуального состояния, а также оставшийся ресурс.

Кроме того, владелец может измерить мультиметром текущее сопротивление аккумулятора. Но прибор не сможет дать развернутую оценку остаточного ресурса.

Содержание / Contents

По роду службы мне приходится иметь дело с кислотными необслуживаемыми аккумуляторами напряжением 12 Вольт и емкостью 7 Ампер-час. Этот тип аккумуляторов очень широко применяется, например, в устройствах бесперебойного питания компьютеров, системах безопасности, которые должны какое-то время работать при пропадании сетевого электропитания. Аккумуляторы или стоят в буфере под напряжением, или лежат резервом в коробках. Проблема состоит в том, что неизвестно в каком состоянии они находятся. Контроля напряжения недостаточно — аккумуляторы могут потерять ёмкость.

Единственным достоверным способом проверки ёмкости является разряд аккумулятора фиксированным током до определенного напряжения с контролем времени разряда. Есть способ измерения ёмкости большим током в течение короткого отрезка времени с контролем изменения напряжения. Но это метод эмпирический и не точный. Кроме того, полезно время от времени делать цикл разряд-заряд. В литературе и интернете очень много схем зарядных устройств, но мало разрядных. Лично мне ничего подходящего не попалось и пришлось придумывать своё устройство. Поскольку я радиолюбитель, мой подход — использовать в первую очередь имеющиеся детали, собранные по сусекам. Этим объясняется выбор деталей. Почти все они сняты со старой техники.

Дополнительная информация

Проводить измерение внутреннего сопротивления аккумулятора автомобиля рекомендуется постоянно и своевременно. Качественная диагностика упрощает планирование замены. Ежегодно показатель повышается примерно на шесть процентов. Если он увеличивается более чем на восемь процентов, специалисты мастерской приступают к анализу нагрузки и эксплуатационных условий, в которых работает источник питания. Точность определения нарушений и дефектов зависит от метода диагностики.

Самым простым методом в плане реализации является подача переменного напряжения. Для этого используется трансформатор, ограничительный резистор, вольтметр и конденсатор. Длительность проверки варьируется в пределах от одного до двух часов. На протяжении этого отрезка времени оборудование устанавливает текущую величину напряжения. Задача вольтметра заключается в повышении точности полученного результата.

В рамках проверки проводимости с использованием переменного тока получается значение, состоящее из активного и реактивного показателя. Чтобы вывести требуемый результат, надо подготовить частотную зависимость. Реализация представленного метода сопровождается рядом сложностей из-за электрохимических процессов. Поэтому подача переменного напряжения через провода подойдет в том случае, если нужно составить общую оценку текущего состояния батареи.

В автомобильных мастерских и гаражных кооперативах пользуются методикой постоянной нагрузки. Особенность заключается в том, что в процессе тестирования батарею, находящуюся под постоянным напряжением, стремительно разряжают. Используя вольтметр, специалисты проверяют напряжение без нагрузки и с ее наличием. За основу при расчете берется закон Ома. Метод подходит в том случае, если объектом тестирования является крупногабаритная аккумуляторная батарея. При анализе используется высокоточная аппаратура, способная проверить проводимость аккумулятора и ряд других показателей. Возможно применение тестеров с наличием пленочно-угольного резистора.

Важно понимать, что в рамках реализации данной методики конденсатор не обращает никакого внимания на измерительный прибор. Поэтому при получении результатов оценке подлежит активная составляющая АКБ. Чтобы проверить старую батарею на проводимость и прочие параметры, этот метод не подойдет. Причина заключается в проблематичности установления истинного состояния. С другой стороны, никто не запрещает проверить сопротивление аккумулятора автомобиля и ЭДС при правильно подобранном напряжении.

Опираясь на информацию, изложенную выше, можно сделать следующие выводы. Проверка внутреннего сопротивления относится к категории обязательных диагностических процедур, при своевременном выполнении которой автомобилист сможет оценить текущее состояние источника питания. В рамках ее выполнения могут использоваться различные методы, исходя из назначения и характеристик АКБ.

Вам также может быть интересно

.

Аккумуляторы 0

Нормальные показатели

Перед тем как разобраться, какое должно быть значение внутреннего сопротивления и от чего оно зависит, необходимо знать, что оно складывается из поляризационного и омического. Последнее можно ещё поделить на такие составляющие R:

  • от электродов;
  • от отрицательных и положительных выводов;
  • от электролита;
  • от сепараторов;
  • от соединений между банками.

Для батареи не имеет значения тип тока, будет ли он протекать зарядным или разрядным. При этом значение будет отличаться в разных элементах блока питания.

Читайте также: Хирургические зажимы — виды, производители, лучшие модели, цены

На значение сопротивления АКБ оказывает влияние степень сульфатации свинцовых пластин.

Принято считать, что для новой батареи в автомобиле показатель R при нормальной температуре 15–200 С будет составлять 0,005 Ом. После введения в эксплуатацию показатель будет подниматься. Текущее значение можно измерить при помощи нагрузочной вилки.

Добавить комментарий