Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Делимся опытом, Автоэлектрика » Как измерить емкость аккумулятора и перевести фарады в ампер-часы
Количество просмотров: 67992
Комментарии к статье: 6


Как измерить емкость аккумулятора и перевести фарады в ампер-часы


В чем и почему измеряется емкость аккумуляторов

Заряд Q, как количество электричества, измеряется к кулонах (Кл), электроемкость конденсаторов C - в фарадах, микрофарадах (мкф), а вот емкость аккумуляторов измеряется почему-то не в фарадах, а в ампер-часах (миллиампер-часах).

Что бы это значило? Один ампер — это кулон за одну секунду, мы знаем из курса физики, что если через проводник за 1 секунду проходит электрический заряд равный 1 кулону, то по проводнику течет ток в 1 ампер.

Как измерить емкость аккумулятора

И что тогда такое ампер-час? Ампер-часом (Ач) считается емкость аккумулятора, при которой по приведенному току в 1 ампер, аккумулятор разрядится за 1 час до минимально допустимого напряжения.

Например для литий-ионного аккумулятора типоразмера 18650, емкостью 3400 мАч, это означает, что аккумулятор при токе в 340мА сможет отдать свой заряд за 10 часов, а автомобильный аккумулятор емкостью 55 Ач разрядится от примерно от 12,8 до 10,8 вольт за 2 часа при разрядном токе в 27,5 А.

Как вы наверняка знаете, аккумуляторы нельзя разряжать до нуля, и в реальности каждому типу аккумуляторов свойственно минимально разрешенное напряжение, до которого допускается разряжать аккумулятор без вреда.

Например, автомобильный свинцовый аккумулятор нельзя разряжать ниже чем до 10,5 вольт, а литиевый аккумулятор можно разряжать не ниже чем 2,75 вольта. Если эти допуски нарушать, то ресурс аккумулятора будет истощен значительно быстрее, чем могло бы быть с соблюдением рекомендаций относительно минимального напряжения.

Зарядно разрядные характеристики аккумуляторов

Таким образом, емкость аккумулятора оценивают исходя из регламентированных норм для различных типов аккумуляторов: автомобильные аккумуляторы тестируют на 20 часовом цикле разряда, а литиевые — на 5 часовом. Полностью заряженный аккумулятор разряжают заранее выбранным током I до минимально допустимого напряжения разряда, измеряя при этом время разряда Т. В конце эксперимента, перемножив ток и измеренное время, — получают значение реальной емкости аккумулятора в ампер-часах. Q = IT.

Простейший способ экспериментальной оценки емкости аккумулятора известного типа

Итак, для измерения емкости аккумулятора простейшим но кропотливым способом, не прибегая к применению специальных приборов, его полностью заряженный можно разрядить через резистор известного приемлемого номинала.

Например, допустимое безвредное напряжение полного разряда литиевого элемента типоразмера 18650 равно 2,75 вольт, а напряжение полного его заряда принимается равным 3,75 вольт. Помните, что такие аккумуляторы заряжают напряжением не более 4,35 вольт в специальных зарядных устройствах!

Простейший способ экспериментальной оценки емкости аккумулятора известного типа
Определение емкости аккумулятора
Напряжение снизилось до 2,75 вольт

Допустим, полностью заряженный аккумулятор имеется. Выберем средний ток разряда в 325 мА, возьмем резистор номиналом 10 Ом, мощностью 2 Вт — с запасом. Измерим стартовое напряжение на клеммах аккумулятора, допустим оно получилось ровно 3,75 вольт, и присоединим к клеммам резистор, одновременно засекая время на часах. Далее будем следить за вольтметром - через сколько часов напряжение снизится до уровня 2,75 вольт.

К примеру, через 10 часов 27 минут напряжение на аккумуляторе стало 2,75 вольт, причем на старте он было 3,75 вольт, и это при разряде через резистор в 10 Ом. Итак, емкость уже можно с хорошей точностью оценить: стартовый ток 3,75/10 = 375 мА, финишный ток 2,75/10 = 275 мА, средний ток (375+275)/2 = 325 мА. Значит, в течение 10,45 часов аккумулятор отдавал средний ток в 0,325 А, следовательно емкость равна Q = 10,45*0,325 = 3400 мА-ч. Это хотя и грубый, но надежный способ оценки емкости аккумулятора.

Автомобильный аккумулятор

Для измерения емкости автомобильного аккумулятора удобно применить обычную лампу накаливания от фары на 60 ватт. Средний ток в 5 ампер она обеспечит. К полностью заряженному аккумулятору (до примерно 12,5-12,8 вольт) подключают лампу и вольтметр, одновременно засекая время. Когда напряжение снизится до 10,8 вольт — отключите лампу и зафиксируйте прошедшее время. Например, если прошло 9 часов, то реальная емкость данного автомобильного аккумулятора Q = 9*5 = 45 Ач.

Перевести фарады в ампер-часы

Аккумулятор, в отличие от конденсатора, имеет очень большой участок нелинейности на разрядной кривой. Но все же некоторые любители экспериментов пробуют, и у них это успешно получается, в некоторых применениях заменять аккумулятор суперконденсаторами.

Батарея конденсаторов

1 ампер-час — это 3600 кулон. Пусть, мы хотим получить батарею конденсаторов, эквивалентную по разрядной характеристике, хотя и на коротком участке, аккумуляторной батарее номиналом 12 вольт, емкостью 55 ампер-часов. 55 ампер в течение часа — это 55*3600 кулон.

Примем изменение напряжения от 13 до 11 вольт, тогда поскольку Q = С(U1-U2), то С = 55*3600/2 = 99000 Ф. Почти 100 килофарад эквивалентная электроемкость автомобильного аккумулятора, если бы его разрядная характеристика была такой же, как у конденсатора.

В интернете есть видео, где шестью суперконеднсаторами по 3000 Ф, на 2,7 В каждый, соединенными последовательно заменяют стартерную батарею автомобиля. Получается 500 Ф примерно на 16 В.

Давайте прикинем, какой ток и в течение какого времени сможет дать такая сборка. Пусть рабочий диапазон принят снова от 13 до 11 вольт. В течение какого времени можно рассчитывать на ток в 200 А (с запасом)? I = С(U1-U2)/t, тогда t = C(U1-U2)/I = 500*2/200 = 5 секунд. Достаточно чтобы завести двигатель.

Смотрите также: Параллельное и последовательное соединение аккумуляторов

Андрей Повный 

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Делимся опытом, Автоэлектрика

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 

О сайте Электрик Инфо и авторах статей



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Что такое емкость аккумулятора и от чего она зависит
  • Внутреннее сопротивление аккумулятора
  • Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора
  • Что такое эффект памяти аккумулятора
  • Схемы соединения аккумуляторов: параллельное и последовательное подключение ...
  • Автомобильные аккумуляторы - как устроены, как работают, советы по эксплуат ...
  • Литий-полимерные аккумуляторы
  • Устройство и принцип работы аккумулятора
  • Про гелевые аккумуляторы и их правильное использование
  • Признаки неисправности стартерной аккумуляторной батареи
  • Категория: Делимся опытом, Автоэлектрика

    Зарядка аккумулятора, Аккумуляторные батареи, Электрические измерения, Емкость, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Nik Alex |

    Полнустью заряженный аккумулятор, имеет напряжение 4.2, а не 3.7.
      Комментарии:

    #2 написал: Сергей Сергеевич |

    Ампер-час используется для выражения емкости гальванических элементов или аккумуляторов, в то время как конденсаторы указывают электрическую емкость в фарадах. Ампер-час не является единицей СИ, поэтому в физике используется соответствующая производная кулоновая единица СИ (1 Ач = 3600 Кл). 1 Ач определяется как заряд, который батарея или элемент передает в цепь при постоянном токе 1 ампер за 1 час. Однако это теоретическое значение, которое не может быть достигнуто на практике, так как батарея имеет внутреннее сопротивление. Аккумулятор имеет расчетный размер максимально достижимого тока. Поэтому емкость большинства аккумуляторов измеряется при минимальном токе (до 200мА) в течение длительного времени, затем пересчитывается в Ач. Условия определения номинальной емкости, указанной на элементах, определяются стандартами. Для небольших элементов, таких как батарейки, вместо этого используется единица мАч (миллиампер-час). 1 Ач = 1000 мАч. Поскольку ток зависит от напряжения в соответствии с законом Ома, необходимо использовать значение в ватт -часах (Втч) для сравнения емкости батарей с разным напряжением, которое определяется путем умножения емкости в ампер-часах на номинальное напряжение. Поэтому, например, стоимость NiMH-ячейки емкостью 2400 мА·ч и напряжением 1,2 В (2,4 А·ч x 1,2 В = 2,88 Втч) отличается от литий-ионной батареи той же емкости и напряжения 3,6 В (2,4 А·ч x 3,6 В = 8,64 Втч).

      Комментарии:

    #3 написал: кот |

    вопрос) заряд конденсатора в 12 в емкостью 20000 микрофарад получаем за 1 секунду) сколько времени потребуется для заряда емкости в 1фарад и какой ток сможем получить в течении какоговремени??)

      Комментарии:

    #4 написал: Опытный электрик |

    Для измерения емкости аккумулятора можно использовать прибор, называемый ёмкостным метром или мультиметром, который имеет функцию измерения емкости.

    Для измерения емкости аккумулятора с помощью мультиметра необходимо выполнить следующие шаги:

    1. Убедитесь, что аккумулятор разряжен и отключен от источника питания.

    2. Подключите клеммы мультиметра к положительному и отрицательному контактам аккумулятора соответственно.

    3. Установите мультиметр в режим измерения емкости.

    4. Запустите измерение емкости.

    Полученное значение будет выражено в единицах измерения фарад (F).

    Чтобы перевести емкость аккумулятора, измеренную в фарадах, в единицы измерения ампер-час (Ah), необходимо учитывать напряжение аккумулятора. Формула для перевода емкости аккумулятора из фарад в ампер-час имеет следующий вид:

    Ah = F x U / 3600 где: Ah - емкость аккумулятора в ампер-час; F - емкость аккумулятора в фарадах; U - напряжение аккумулятора в вольтах; 3600 - количество секунд в одном часе.

    Таким образом, для перевода емкости аккумулятора, измеренной в фарадах, в единицы измерения ампер-час необходимо умножить емкость на напряжение аккумулятора и разделить на 3600.

    Цитата: кот
    заряд конденсатора в 12 в емкостью 20000 микрофарад получаем за 1 секунду) сколько времени потребуется для заряда емкости в 1фарад и какой ток сможем получить в течении какоговремени??)

    Для решения задачи необходимо использовать формулу заряда конденсатора: Q = C * U, где Q - заряд конденсатора, C - емкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

    Из условия известно, что заряд конденсатора в 12 В емкостью 20000 мкФ за 1 секунду равен: Q = C * U = 20000 мкФ * 12 В = 240000 мкКл.

    Для расчета времени зарядки емкости в 1 Фарад, необходимо решить уравнение заряда конденсатора для измененной емкости:

    Q = C * U

    C = Q / V C = 240000 мкКл / 1 В = 240000 Ф

    Теперь можно определить время зарядки емкости в 1 Фарад, при условии, что зарядный ток останется постоянным. Используем формулу: I = Q / t

    t = Q / I

    I = U / R, где I - зарядный ток, t - время зарядки, U - напряжение на конденсаторе, R - сопротивление цепи зарядки.

    Для расчета времени зарядки емкости в 1 Фарад необходимо знать величину зарядного тока. Он может быть рассчитан, если известно сопротивление цепи зарядки. Если предположить, что сопротивление цепи зарядки мало по сравнению с емкостью конденсатора, то можно принять, что ток остается постоянным на всем протяжении зарядки.

    Предположим, что сопротивление цепи зарядки равно 100 Ом. Тогда ток зарядки равен: I = U / R = 12 В / 100 Ом = 0,12 А

    Теперь можно вычислить время зарядки: t = Q / I = (240000 мкКл) / (0,12 А) = 2000 секунд = 33,33 минуты

    Таким образом, для зарядки емкости в 1 Фарад при напряжении 12 В и зарядном токе 0,12 А потребуется около 33,33 минуты. Однако, следует учитывать, что в реальных условиях сопротивление цепи зарядки может быть значительно больше, что приведет к более длительному времени зарядки.

      Комментарии:

    #5 написал: Михаил |

    Для измерения емкости аккумулятора можно использовать метод разрядки аккумулятора с измерением времени разрядки. Для этого необходимо подключить нагрузку с известным сопротивлением к аккумулятору и измерить время разрядки, после чего по формуле C = Q / U можно вычислить емкость аккумулятора, где С - емкость, Q - заряд аккумулятора, а U - напряжение на аккумуляторе. Для перевода фарад в ампер-часы (Ач) необходимо знать также напряжение аккумулятора. Формула перевода: 1 Ф = 1 А * 1 сек / Напряжение (В) = 1 Ас / В, то есть, чтобы перевести емкость в фарадах в емкость в ампер-часах, необходимо умножить емкость в фарадах на напряжение аккумулятора и разделить на 3600. Формула для перевода: Емкость в Ач = Емкость в Ф * Напряжение аккумулятора / 3600.

      Комментарии:

    #6 написал: Гость |

    Чтобы перевести фарады в ампер-часы, нужно знать количество ампер-часов, которое соответствует 1 фараду. Это значение зависит от напряжения аккумулятора и равно 3600 ампер-часам для 12-вольтового аккумулятора. Например, если емкость аккумулятора составляет 5 фарадов, то его емкость в ампер-часах равна 5 × 3600 = 18000 ампер-часов.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.