Перевод колонок на питание от аккумуляторов — расчёт ёмкости

Рекомендации по эксплуатации

Соблюдение некоторых рекомендаций по эксплуатации позволяет существенно продлить срок службы батареи. Как показывает практика, именно при неправильном использовании батареи она выходит из строя в течение года. Рекомендации по эксплуатации следующие:

1. Нельзя допускать несколько полных разрядов. Это связано с тем, что аккумуляторы типа Са-Са при полном разряде начинают быстро разрушаться. Допустив несколько подобных случаев, придется заменить источник питания.
2. В зимний период рекомендуется проводить периодическую зарядку даже в случае отсутствия проблем. Это связано с тем, что движение в городской черте на малой скорости при включении всех потребителей приводит к быстрой потере емкости, так как генератор не справляется с высокой нагрузкой.
3. Нельзя допускать попадания воды и загрязняющих веществ на поверхность клемм. Это связано с тем, что снижение их проводимости приводит к росту сопротивления.
4. Нельзя использовать аккумулятор в случае неисправности электроники автомобиля. Даже малая утечка тока при длительной эксплуатации батареи приводит к ускорению процесса потери емкости.
5. Кроме уровня заряда, раз в год проводится проверка плотности электролита. Этот показатель также определяет срок эксплуатации батареи. Слишком высокая плотность приводит к разъеданию основных элементов, слишком низкий показатель — к снижению напряжения.
6. Нельзя допускать нагрев батареи. Это связано с тем, что слишком высокая температура приводит к изменению основных свойств электролита.

При выборе источников питания рекомендуется отдавать предпочтение аккумуляторам известных производителей. Это связано с тем, что их продукция характеризуется более высокими эксплуатационными характеристиками.

Последовательное и параллельное соединение элементов питания и батарей в блоки батарей

Блоки батарей используются, если необходимо соединить несколько батарей для одной цели. В результате соединения батарей в блок можно увеличить напряжение, отдаваемый в нагрузку ток или и то, и другое. Для соединения батарей в блок используют три метода соединения:

• Параллельное
• Последовательное
• Последовательное и параллельное

При объединении батарей в блок нужно учитывать несколько важных вещей. В блоке батарей нужно использовать не просто батареи одинаковой емкости и типа, но батареи, выпущенные одним изготовителем и взятые из одной партии. Конечно, нельзя соединять вместе батареи с разными типами химической реакции. Разные батареи, соединенные вместе, будут работать некоторое время, однако срок их службы резко сокращается. Если емкости батарей различны, одна батарея будет разряжаться быстрее, чем другая, что опять же приведет к сокращению срока их службы.

Последовательное соединение батарей в блок

При последовательном соединении батарей в блок общее напряжение является суммой напряжений отдельных батарей, а емкость в ампер-часах остается равной емкости одной батареи. Например, можно последовательно соединить две батареи напряжением 12 В и емкостью 10 А·ч. При этом общая емкость будет равна тем же 10 А·ч, однако напряжение удвоится и станет равно 24 В. При последовательном соединении, коротким толстым проводом-перемычкой соединяют отрицательный вывод первой батареи с положительным выводом второй батареи, отрицательный вывод второй батареи с положительным выводом третьей батареи и так далее. Затем крайние выводы блока (один — положительный, другой — отрицательный) присоединяются к нагрузке.

Параллельное соединение

При параллельном соединении батарей в блок, их напряжение остается равным напряжению одной батареи, а емкость и максимальный ток в нагрузке увеличиваются. Для подключения батарей параллельно, соедините толстыми проводами-перемычками все положительные выводы, а также все отрицательные выводы — положительный к положительному, отрицательный к отрицательному. Для выравнивания нагрузки, присоедините положительный вывод нагрузки к выводу блока батарей с одного конца, а отрицательный — к выводу блока батарей с другого конца. Например, можно таким образом параллельно соединить две 12-вольтовые батареи емкостью 10 А·ч. Полученный блок батарей будет иметь общую емкость 20 А·ч при напряжении 12 В.

В этом блоке батарей имеется две параллельных группы из трех батарей, соединенных последовательно

Если нужно увеличить сразу и емкость, и напряжение, можно использовать параллельно-последовательное соединение. Например, если имеется шесть идентичных батарей емкостью 10 А·ч и напряжением 12 В, можно соединить две группы по три батареи последовательно, а затем эти две группы соединить параллельно. Новый блок батарей будет иметь емкость 20 А·ч при напряжении 36 В.

Какие параметры можно проверить

При помощи данного измерителя электрических характеристик можно узнать емкость аккумулятора, напряжение (разность потенциалов) между его полюсами, внутреннее сопротивление, ток утечки.

Как измерить напряжение

Измерение значения данной характеристики на перезаряжаемом источнике питания при помощи мультиметра производится следующим образом:

1. Измеритель переключается на диапазон замеров постоянного напряжения до 20 В;
2. Наконечники щупов прикладываются к одноименным полюсам (выводам) питания;
3. Спустя несколько секунд, текущее значение напряжения акб высвечивается на дисплее.

На заметку. Если на дисплее рядом с цифрами высвечивается знак « – » то это означает, что при подключении зажимов или наконечников щупов произошла «переполюсовка»: щупы приложены не к одноименным, а к разноименным полюсам (минусовой черный щуп приложен к плюсовому полюсу, красный плюсовой – к минусовому. Особой опасности данная ситуация не несет, но для нормальной работы измерителя ее лучше избегать и следить за соблюдением полярности подключения щупов.

Измерение разности потенциалов при помощи многофункционального измерителя

Как измерить ёмкость

Узнать емкость батареи можно следующим образом:

• Батарею полностью заряжают, после чего подключают к ней нагрузку с заранее известным током потребления, например, лампу накаливания;
• Засекают время, в течение которого нагрузка будет нормально работать;
• Одновременно с этим к полюсам подключают щупы (зажимы) мультиметра, переключая его в режим измерения постоянного напряжения в диапазоне до 20 В. Данная операция необходима для того, чтобы следить за уровнем падения разности потенциалов, отключая нагрузку в тот момент, когда питание будет иметь минимально допустимое значение данной характеристики.
• Фактическое значение характеристики находят, делая простой расчет: умножая ток, потребляемый нагрузкой, на время ее нормальной работы от полностью заряженной батареи. Полученный результат выражается в Амперчасах (А*час, Ah).

Помимо мультиметра, измеряется емкость перезаряжаемых элементов с помощью такого приспособления, как тестер.

Как проверить внутреннее сопротивление

Для проверки внутреннего сопротивления батареи производят следующие манипуляции:

• К батарее подключают нагрузку: лампочку, моторчик или какой-либо инструмент;
• Дают нагрузке поработать 5-10 секунд;
• Замеряют напряжение питания (U1);
• Отключают нагрузку;
• Повторно замеряют напряжение на полюсах батареи (U2);
• Находят разницу между двумя значениями U1 и U2, после чего делят ее на номинальную заявленную производителем питания разность потенциалов, затем переводят полученный результат в проценты. Если в процентном выражении полученное на основании расчетов значение меньше 0,4%, значит, внутреннее сопротивление нормальное.

Элементы с превышающим данное значение показателем считаются непригодными и даже опасными для дальнейшего использования.

Как проверить ток утечки

Ток утечки – опасное, нежелательное явление для любого перезаряжаемого питания. Проверка его наличия на автомобильном источнике питания производится следующим образом:

• Выключают зажигание;
• Отключают все работающие при выключенном зажигании потребители: магнитолу, охранную систему;
• Отсоединяют минусовую клемму источника питания;
• Переводят мультиметр в режим измерения постоянного тока силой до 10А;
• При помощи зажимов крокодильчиков подключают плюсовой щуп мультиметра к одноимённому полюсу;
• Минусовый щуп подключают к снятой с полюса батареи минусовой клемме;
• Признаком наличия тока утечки будет изменяющееся число на дисплее измерителя: чем больше отображаемое на нем значение, тем выше ток утечки и самопроизвольный разряд элемента в нерабочем режиме.

Определение тока утечки на автомобильной акб

В батареях, в которых тока утечки нет, на экране измерителя будут три нуля, разделенные одной точкой.

Как проверить заряд аккумулятора мультиметром и не повредить хрупкую электронную «начинку» устройства? Для того чтобы при проверке различных характеристик акб при помощи мультиметра не повредить его внутреннюю начинку, необходимо устанавливать правильный диапазон измерений. Так, например, при замере разности потенциалов между полюсами у 12-ти вольтовой акб прибор устанавливают в диапазон измерения постоянного напряжения до 20 В.

На заметку. Измерения значений различных характеристик с использованием многофункционального измерителя производятся, начиная с самого высокого диапазона. Это необходимо для того, чтобы не сжечь внутреннюю начинку измерителя и не получить электротравму.

Аккумулятор и аккумуляторная батарея

Зарядка для аккумуляторов 18650

Как добиться увеличения емкости источника питания? Самый простой и очевидный способ – это увеличение вещества, участвующего в химической реакции. При этом произойдет увеличение силы тока, и процесс выработки электроэнергии будет протекать дольше, то есть число ампер-часов станет больше. Однако этот метод далеко не всегда можно применить на практике. Получить рассчитанную емкость путем увеличения или уменьшения количества реактивов не всегда представляется возможным.

Дело в том, что будь аккумулятор самых больших размеров, и на его изготовление потрачено огромное количество лития, напряжение вырабатываемого электричества нисколько не увеличится. Этот показатель заложен в самой основе химической реакции. Для кислотного аккумулятора он составляет 2 V, для литий-ионного – 3,7 V.

Так как же получить напряжение 12 V, необходимое для запуска автомобильного двигателя? Для этого нужно аккумуляторы объединить в батарею. Например, 6 свинцово-кислотных аккумуляторов с напряжением 2 V соединить последовательно между собой.

Существует два способа соединения аккумуляторов:

• последовательное, при котором возрастает напряжение, при неизменной емкости;
• параллельное, когда количество ампер-часов увеличивается, напряжение остается постоянным.

Емкость аккумуляторной батареи, как и ее напряжение, посчитать нетрудно, для этого может не понадобится даже обычного калькулятора. Если, например, два кислотных аккумулятора емкостью 1 Ah соединить между собой параллельно, то фактически произойдет удвоение емкости при неизменном напряжении. При их последовательном соединении получится наоборот: напряжение увеличится в 2 раза, емкость останется прежней. При этом в обоих случаях количество электроэнергии от двух источников питания увеличится вдвое.

Выбор материала корпуса

Материал корпуса — «нержавейка» или низкоуглеродистая сталь. Нержавейка не корродирует и срок ее эксплуатации — десятки лет. Черная сталь в несколько раз дешевле, но тогда в системе желательно поставить устройство для улавливания ржавчины.

Если схема подключения предусматривает несколько контуров: отопление, теплый пол, солнечный коллектор и т. д., то соотношение диаметра и высоты должно быть не менее 1: 3.

Преимущества и недостатки схемы с теплоаккумулятором:

• Там, где местность не газифицирована, применение аккумуляторного бака в комплексе с твердотопливным котлом дает существенную экономию топлива — до 30%. Теплоаккумулятор для отопления сглаживает температурные скачки, сокращает общее время обслуживания системы.
• Если стандартная схема «твердотопливный котел — буферная емкость» дополняется резервной линией с газовым котлом, то устраняется один из главных недостатков в ее работе. Дело в том, что бак начнет раздачу горячей воды только после того, как нагреется сам, а на такой большой объем понадобится не менее 5-6 ч. В этой же схеме, газовый котел может работать автономно от основной линии, нагревая воду для отопления и ГВС. Когда начнется подача горячей воды из бака, газовый котел автоматически отключится.
• Любая схема с теплоаккумулятором имеет один большой недостаток — высокая стоимость аккумуляторного бака и автоматики. Расчет прост: больше бак — выше цена. Можно сделать схему без дорогостоящих контроллеров, но все равно придется сильно потратиться на бак и смесительно-насосные блоки. Конечно, со временем оборудование окупится.
• Термоаккумулятор — оптимальное решение для владельцев солнечных коллекторов и тепловых насосов. Потребитель «сливает» в буферную емкость все нерегулярно получаемое тепло от этих источников плюс избыточную теплоту котла, получая взамен горячую воду для своих нужд.

Какие еще бывают характеристики емкости свинцового аккумулятора?

Энергетическая емкость [Вт/элемент]

Характеристика аккумулятора, показывающая
способность аккумулятора разряжаться в режиме постоянной мощности в течение
определенного небольшого времени (обычно 15 минут). Эта характеристика
распространена в США, но постепенно распространяется и среди производителей
аккумуляторов из других стран. Приближенно оценить емкость аккумулятора
в ампер-часах по его энергии в Вт/эл (15 мин) можно по формуле:

Резервная емкость

Характеристика автомобильного аккумулятора,
показывающая его способность питать электросистему движущегося автомобиля, если
генератор автомобиля не работает. Измеряется в минутах разряда аккумулятора
током 25 А. Распространена в США (reserve capacity). Приближенно оценить емкость
аккумулятора в ампер-часах по его резервной емкости в минутах можно по формуле:

Как заменить батарею

В газовой колонке источник электричества располагается в специальном отсеке, размещенном в легкодоступном месте. С учетом конструктивных и функциональных особенностей водонагревателя таковым является его нижняя часть.

Чтобы получить доступ к элементам питания, следует снять крышку, удерживаемую защелкой.

Для замены старых батареек необходимо открыть батарейный блок в нижней части газовой колонки и поменять элементы на новые.

В отсеке располагаются 2 батарейки, удерживаемые защелками. Запомнив полярность каждой, надавливаем на защелку, и батарея выскальзывает под действием собственного веса.

Аналогично вынимается другой источник питания. Новые вставляются и фиксируются с соблюдением полярности. Закрывается крышка. Газовая колонка готова к работе.

В некоторых моделях удачная замена завершается световым или звуковым сигналом.

На корпусе колонки или открывающейся крышке может обозначаться правильная полярность подключения. Вставляйте новые элементы точно так же, как располагались предыдущие

Почему быстро садятся

Если говорить о том, почему быстро расходуются батарейки в газовой колонке, главной причиной обычно являются не слишком качественные элементы питания. В колонках, производящихся в наше время, обычно устанавливаются две батарейки типа D, имеющие напряжение полтора вольта. Если там установлены дешевые батарейки, производящиеся в Китае, то они могут проработать две или три недели максимум.

Если же элементы питания сели, то искра начнет вырабатываться нестабильно или колонка перестанет включаться. В ряде моделей понять это можно будет при помощи мигания специального светодиода, который предназначен именно для этого.

А вот причин быстрой разрядки батареек может быть несколько:

• высокая влажность;
• неправильное срабатывание ионизационного сенсора;
• смещение электрода, отвечающего за розжиг;
• проблемы с блоком управления;
• некачественные батарейки.

Теперь о каждой причине поговорим как можно подробнее. Повышенная влажность может наблюдаться при монтаже колонки в ванной комнате. На запчастях просто начинают оседать влага и пар, которые не дают осуществляться нормальному розжигу. Начинается окисление контактов, а на деталях появляется коррозия. Следует провести зачистку и почаще проветривать помещение, а также установить хорошую вентиляционную систему.

Если говорить о неверном срабатывании ионизационного сенсора, то такой датчик отвечает за наличие пламени в горелке. Если он слишком сильно сместился в сторону, то искра будет вырабатываться долго, а энергия заряда будет попросту расходоваться в никуда. В этом случае следует посмотреть, где находится датчик и поправить его расположение, если в этом есть необходимость. Также он может просто засориться из-за копоти. При поступлении газа искра должна сразу поджигаться и трансформироваться в огонь. Если этого не случается, речь идет о смещении электрода розжига, тогда можно попробовать подвинуть электрод поближе к горелке.

Говоря о проблемах с панелью управления, отметим, что батарейки отвечают за стабильную работу электронного модуля. Если в нем есть какие-то проблемы, то на его работу потребуется больше энергии, чем обычно. Если проблема именно в этом, то следует снять чехол и осмотреть блок. После этого отключаем ведущие к нему провода, открываем его и проверим все детали на наличие подгаров. Если визуально нет никаких проблем, то следует вызвать мастера.

Про некачественные батарейки мы уже писали выше. Если говорить о том, какие батарейки нужны, то лучше тут следовать рекомендациям, которые дает производитель в инструкции к газовой колонке. Лучше всего применять щелочной вариант LR20 от таких производителей, как Energizer и Duracell.

Типы

Важно знать, какими бывают батарейки для газовой колонки, так как их владельцам периодически придется сталкиваться с необходимостью замены элементов питания. Многие отмечают, что правильный подбор батареек существенно может сохранить расходы и продлить работу устройства

Вообще, существует два основных вида:

• алкалиновые решения (LR20 D);
• аккумуляторные решения (NiMH HR20/D).

Алкалиновые варианты считаются традиционным элементом питания. Их главным преимуществом является невысокая цена. Размер такой батарейки – D. Она выглядит как бочка

При покупке такого решения следует уделить внимание производителю, а также емкости. Срок работы батарейки будет зависеть от ее цены

Такая батарейка относится к категории однозарядных. Обычно работает где-то в течение полугода.

Если говорить об аккумуляторах, то их основным преимуществом будет возможность повторного использования после проведения дополнительной подзарядки. Обычно зарядное устройство для таких решений продается отдельно. Существует большое количество аккумуляторов, но для рассматриваемых устройств лучше всего применять никель-металл-гидридные варианты. Если их правильно эксплуатировать, то общее время работы может составить около пяти-шести лет без необходимости замены.

Обычные батарейки на литиевой основе будет стоить где-то в диапазоне 80-100 рублей за одну. А стоимость одного аккумулятора будет составлять где-то 300-500 рублей за единицу.

Как выбрать источники питания

Самый беспроигрышный вариант не ошибиться в выборе товара – отправиться в магазин со старыми батарейками и купить аналогичные по параметрам элементы питания.

При выборе обязательно учитывайте рекомендации производителя и обращайте внимание на внешний вид товара при его покупке. Однако и такой подход может не уберечь от покупки некачественных единиц. Дополнительно стоит обратить внимание на следующие нюансы:

Дополнительно стоит обратить внимание на следующие нюансы:

• соответствие сроку годности;
• целостность упаковки;
• отсутствие потертостей и механических повреждений на корпусе;
• правильность формы источника питания.

Обилие подделок на рынке и хранение продукции в ненадлежащих условиях без соблюдения правильного температурного режима существенно сказываются на сроке службы батареек и аккумуляторов.

Купленные в ближайшем переходе источники питания вряд ли окажутся сертифицированным и надежным товаром. Поэтому приобретайте батарейки в официальных оффлайн– и онлайн-магазинах. Ведь использование любой поврежденной батарейки чревато возгораниями и порчей техники.