Как проверить емкость аккумулятора 18650 мультиметром

Как определить емкость батареек с помощью мультиметра

Саму емкость аккумулятора мультиметром определить не получится. Если быть точнее, этот прибор поможет в определении фактических показателей емкости.

Для того чтобы узнать емкость аккумулятора 18650, а также иных элементов питания, применяются так называемые «умные зарядные устройства». Но их стоимость довольно велика. Покупать такие ЗУ просто для определения емкости у пары-тройки аккумуляторов не стоит. Этот показатель легко определит обычный способ вычисления с предварительным использованием мультиметра. Однако при расчетах нужно соблюдать определенные тонкости.

Проверка показателя емкости аккумуляторных батарей мультиметром — это не просто измерение реального ее показателя, вычисления которого производятся с помощью элементарных математических вычислений. Необходимо обязательно измерить тот уровень тока, который отдает элемент питания (любая батарейка), и посчитать точное количество времени, в течение которого АКБ могла беспрерывно и качественно производить отдачу электрохимической энергии

Важно помнить о том, что все замеры не будут иметь уровень стопроцентной точности. Но именно они как нельзя лучше отражают истинную суть дела

Литий-ионные аккумуляторы имеют свою шкалу разрядов. Она показывает, насколько U зависит от показателя заряда. Это необходимо знать: именно от уровня напряжения зависит показатель тока, идущего через сопротивление. Для того, чтобы эта зависимость не влияла на измерения, следует собрать дополнительное устройство — линейный стабилизатор тока ( 2,7-3 вольта).

Использование линейного стабилизатора

Итак, как измерить емкость аккумулятора 18650 и иных химических источников тока? Реальный показатель мы выводим, произведя умножение показателя тока, идущего по цепи путем сопротивления, на то самое время (в часах), которое было изначально потрачено. В этом и заключается наиболее точное измерение емкости. При отсутствии технических возможностей сконструировать стабилизатор напряжения, осуществить подсчеты и замеры будет труднее. Попробуйте найти выход из ситуации, используя переменный резистор.

Использование переменного резистора

Для того чтобы качественно провести тест на емкость, можно воспользоваться батарейкой меньшего формата. Например, 14500, фактическая емкость которой — 300 мАч. Возьмем переменный резистор в 100 Ом. Важный момент: если будет применяться резистор постоянного тока, процесс усложнится тем, что нужно будет часто записывать результаты его показаний и проводить расчеты потраченной емкости для определенных участков шкалы.

Есть возможность максимально усреднить показатели, ориентируясь в подсчитывании на «среднее арифметическое» число тока. Для того чтобы понять, как измерить емкость аккумулятора, рекомендуется применение переменного резистора с дозированным уменьшением показателя сопротивления в течение всего времени, пока проходит разряд аккумулятора

Важно, чтобы уровень тока был примерно одним и тем же на протяжении всего процесса

Теперь переключите мультиметр в позицию вольтметра (измерение U) и замерьте U на клеммах вашей батарейки. Допустим, она имеет неполный уровень заряда, скажем, 4 вольта. Далее разрядите ее, подавая ток 450-500 миллиампер, время от времени сбавляя уровень сопротивления и контролируя напряжение. Когда оно снизится до цифр 2,7 вольт, отключите секундомер. Для того чтобы провести полный разряд батарейки посредством 500-миллиамперного тока, нужно около получаса, точнее, 25 минут. Теперь проведем умножение этого тока на количество времени, измеряемое в часах. Итак, реальный показатель емкости составляет 200 мАч.

Таким образом, становится ясно, как узнать емкость аккумулятора, применив наиболее точный способ — не просто путем замеров, но путем математических вычислений, которые наиболее точно могут отразить фактическое состояние АКБ и помочь пользователю сориентироваться в том, какой у нее потенциал в реальности.

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.

Проверка АКБ автомобиля мультиметром

Для полноценной эксплуатации автомобиля нужно поддерживать его аккумуляторную батарею в рабочем состоянии и тестировать ее параметры. Чтобы знать, как проверить емкость аккумулятора мультиметром, нужно понимать принципы работы этого прибора. Мультиметр может измерять:

• Постоянное и переменное напряжение;
• Постоянный и переменный ток;
• Сопротивление;
• Частоту;
• Напряжение открытия полупроводниковых переходов диодов и транзисторов.

Полностью заряженная батарея всегда выдает определенное напряжение, даже если к ней подключена нагрузка.

Нагрузку подключить можно так: цоколь лампы присоединить к плюсовому выводу батареи, а центральный вывод — к минусовому. Для этого можно воспользоваться специальными зажимами на проводах — крокодилами, при этом лампочка должна засветиться. Нужно подождать 2 – 3 минуты перед дальнейшими проверками. Если за это время свет лампы начнет тускнеть, значит, заряд аккумулятора сильно ослабел, и его емкость проверить не удастся. В противном случае необходимо присоединить мультиметр к АКБ: черный щуп к минусовому выводу, красный — к плюсовому. При этом должен быть выбран режим измерения постоянного напряжения.

Если измерительный прибор показывает значения выше 12,4 вольта, значит, батарея исправна и ее заряда хватит еще надолго. Если значения находятся в диапазоне от 12 до 12,4 В, то аккумулятор еще исправен, но скоро его придется зарядить.

https://youtube.com/watch?v=dGlrkLZcB7I

Как измерить ампер-часы

Что делать, если нужно понять, как замерить емкость аккумулятора именно в ампер-часах? Для этого существует метод контрольного разряда. Производятся такие действия:

1. Нужно до предела зарядить АКБ;
2. Проверить ее заряд, измерив мультиметром напряжение на выводах;
3. Проверить ареометром плотность электролита, она должна быть не меньше определённых для используемого аккумулятора значений;
4. Присоединить к батарее последовательно нагрузку заранее известной мощности (например, лампу на 24 ватта) и мультиметр в режиме измерения постоянного тока;
5. К выводам АКБ нужно подключить еще один измерительный прибор в режиме замера постоянного напряжения;
6. В начальный момент протекания тока начать отсчет времени;
7. Отследить по второму измерителю момент времени, когда напряжение уменьшится вдвое;
8. Умножить силу тока, выдаваемую батареей во время эксперимента, на количество часов, прошедших с момента начала протекания тока. Это значение и будет величиной емкости аккумулятора.

Аккумулятор и аккумуляторная батарея

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.

Простое исследование вместительности

Процедура интуитивно понятна по названию единицы. Вместительность энергетического носителя измеряется в амперах в час. Для небольших батареек пользуются более точным делением — их объем измеряется с миллиамперах в час. Перевести амперы в миллиамперы и наоборот очень просто:

• В первом случае значение умножают на одну тысячу.
• Во втором — делят на то же значение.

Логика операции ясна из физического смысла единицы. Указываемое число подразумевает величину ампер исходящего тока, которую устройство сможет обеспечить за час работы, при этом израсходовав весь заряд. Люди, не знающие физики, могут догадаться о необходимых действиях исходя из математического смысла. Количество ампер в час подразумевает силу тока, умноженную на время работы.

https://youtube.com/watch?v=dGlrkLZcB7I

Используемое оборудование

В любом случае потребуются провода, ведь без них собрать электрическую цепь не получится. Обязательно нужно устройство, которое будет питаться от энергии аккумулятора, например, лампочка. Но так как для исследования необходим полный разряд, следует подобрать лампу с наибольшим энергопотреблением. Если найти такую не удалось, то можно подключить любой бытовой прибор. Хорошо подойдет небольшая морозильная камера.

Не получится обойтись и без измерительных приборов:

• часы;
• амперметр или вольтметр.

Предпочтительно найти амперметр, ведь при использовании вольтметра потребуется точно знать значения сопротивления. Лучше, если у автолюбителя будут оба устройства. При исследовании гелиевой батареи надо включить в цепь специальное реле, которое защитит устройство от полного разряда.

Выполняемые шаги

Первый шаг — это зарядка аккумулятора. Так как требуется найти целостный объем, устройство надо зарядить полностью. Затем собирается цепь. В нее включаются измерительные приборы, реле, если такая необходимость имеется, потребитель энергии. Часы надо также запитать от общей цепи, предварительно установив нулевые значения времени.

Когда электричество закончится, они отключатся, сохранив время работы системы. После этого ключ замыкают, а про цепь временно забывают. Нужно лишь заранее установить показания амперметра, то есть силу исходящего тока. Когда батарея разрядится, настанет время простой арифметики. Нужно взять калькулятор и умножить силу тока на время работы системы — это и есть искомое значение.

Его можно найти, сложив внешнее сопротивление сети со внутренним, относящимся к источнику тока. А также надо знать, чему равна ЭДС аккумулятора. После этого достаточно найти силу тока, разделив ЭДС на общее сопротивление. Полученное значение также надо умножить на время полного разряда.

Как увеличить емкость батареи?

            Для того, чтобы увеличить это значение, нужно знать от чего зависит емкость батареи:

• Типа элемента — солевой, щелочной или литиевый.
• Температурного режима эксплуатации — одни батарейки (солевые) не рассчитаны на отрицательные температуры, другие (литиевые) при морозе работают лучше. Перегрев также негативно влияет на работу источников питания.
• Целостности корпуса элемента — деформация отрицательно влияет на химическую реакцию внутри устройства, разгерметизация и протечка электролита делает ее полностью не пригодной.

            Существует способ, как повысить емкость батареи, например аккумуляторной. Для этого ее нужно «раскачать», т. е разрядить полностью и снова зарядить. Так проделать несколько раз.

            Можно воспользоваться «народным» методом, однако не имеющим подтверждений с научной точки зрения. Требуется положить батарейку в морозильную камеру холодильника на ночное время. Показатель C _б немного вырастет, но существенного увеличения, к сожалению, не получится.

            Если в приборе (планшете, телефоне) есть возможность включения экономичного режима или экономии энергопотребления, то его можно включить, тем самым мы снижаем нагрузку, увеличиваем время работы, и как бы увеличиваем емкость источника питания.

Измерение объёма аккумулятора телефона

Иногда при покупке нового смартфона требуется узнать его параметры. Проверка емкости аккумулятора может оказаться нужной, например, в случае, если новый телефон начинает очень быстро разряжаться. Разработаны несколько десятков приложений как для операционной системы Android, так и для iOS, которые помогут определить параметры батареи смартфона. Большинство из них дают лишь приблизительные данные, так как проверить емкость батареи довольно сложно. Для многих приложений требуется большое время на работу с параметрами аккумулятора. Вот некоторые приложения, изучив которые можно сделать оптимальный выбор для тестирования.

Nova Battery Tester

Эта утилита сможет относительно быстро провести проверку аккумулятора, определив его слабые места. После скачивания и первого запуска, она подключается к серверу в интернете и определяет режим своей работы исходя из характеристик телефона, на который оказалась установлена. Если такой модели в базе не окажется, то владельцу придется внести все параметры смартфона самостоятельно и добавить их в базу. После этого будет возможна работа с батареей.

Приложение автоматически выполняет проверки. Нужно только правильно подготовить его к работе и следить за устройством во время тестирования.

1. Для подготовки необходимо довести заряд батареи до 70 процентов;
2. Запустить утилиту и выполнить команду «Загрузить характеристики»;
3. В пункте «Настройки» меню выбрать «Варианты теста», подпункт «Быстрый»;
4. Отключить интернет на телефоне и нажать на кнопку «Запустить быстрый тест»;
5. Будет установлена максимальная яркость экрана и приложение начнет работу, при которой устройство будет разряжено до 12 процентов;

После теста на экране отобразится усредненная емкость аккумулятора. Также можно посмотреть параметр «Секунд на деление», который отображает, за сколько секунд заряд батареи уменьшился на 1 процент.

Battery Monitor Widget

Если предыдущее приложение вычисляло емкость аккумулятора быстро, но с большой погрешностью, то это работает долго, но с высокой точностью. Порядок работы с этой утилитой:

1. Перейти в настройки и выбрать автоматическое определение тока;
2. Указать емкость батареи, которая указана либо на ее корпусе, либо в документации к устройству;
3. Далее, нужно указать, насколько часто будет происходить получение данных. Здесь лучше оставить пункт «По умолчанию»;
4. Завершить настройку нажатием на кнопку «Показывать мА в истории».

Такая настройка позволит узнать все необходимые данные об аккумуляторе, но не создаст неудобств при использовании смартфона. Чем дольше будет работать программа, тем более точные данные можно будет получить.

Подобные программы есть также и для ноутбуков, планшетов и других мобильных устройств.

По аналогии с автомобильными аккумуляторами проверку емкости можно производить мультиметром и для портативных батарей. Нужно также приложить щупы мультиметра, соблюдая полярность, к выводам батарейки, переключить его в режим измерения постоянного тока и замерить время разряда батареи до полного ее разряжения. Конечно, нужно помнить, что таким образом можно проверять только полностью заряженный накопитель. Емкость будет равна произведению тока разряда на время эксперимента. Однако этот метод недостаточно точен, так как сложно поддерживать постоянный ток разряда все время эксперимента.

Существует несколько способов, как определить емкость аккумуляторной батареи, некоторые из них более точные, какие-то более затратны по времени, другие требуют специальных инструментов или навыков. Для каждой ситуации можно выбрать подходящий способ определения.

Емкость батареи

Этот параметр показывает, какое количество энергии способна отдавать АКБ в единицу времени и чаще всего за основу берется час. Единица измерения емкости автомобильного аккумулятора — Ач. Значение показателя конкретной батареи указывается на наклейке, как и параметр пускового тока.

Исходя из емкости, автовладелец может рассчитать и величину силы тока, при которой АКБ будет равномерно разряжаться до минимального показателя, составляющего 10,8 В. Таким образом, надпись 72 А*ч говорит о том, что АКБ может выдавать ток в 3,2 А в течение 20 часов. По окончании цикла разряда напряжение на ее клеммах составит 10,8 В.

Все это справедливо для показателя номинальной емкости, но существует еще и резервная. Первый параметр характеризуется разрядом под воздействием токов малой силы, а второй показывает временной отрезок, в течение которого батарея будет работать при поломке генератора. В такой ситуации параметр тока разряда составляет 25 А с учетом освещения и обогрева салона.

Автовладельцам стоит знать о факторах, оказывающих максимальное влияние на емкость АКБ автомобиля:

• Различная нагрузка.
• Конструктивные особенности.

О каждом из них стоит поговорить отдельно. Сегодня выпускаются автомобили нескольких классов. Вполне очевидно, что их характеристики существенно отличаются. Это справедливо для большого количества показателей начиная от параметра пускового тока и заканчивая потребляемой электрооборудованием энергии, что связано с используемыми на них силовыми установками.

Если для малолитражек вполне достаточно батареи емкостью 40 или 45 А*ч, то мощные седаны требуют аккумуляторы от 60 до 75 А*ч.

Этот факт связан с параметром пускового тока, ведь в мощной АКБ содержится больше раствора электролита и свинца. Если для запуска силовой установки объемом в 1−1,2 литра достаточно тока 200−250 А, то двигателям в 2−3,5 литра потребуется пусковой ток от 300 до 400 А. Не стоит забывать и об эксплуатации транспортного средства в зимнее время. Так как моторное масло в мороз загустевает, то приходится тратить больше энергии.

Говоря проще, на показатель серьезное влияние оказывает количество содержащегося в батареи свинца и раствора электролита. Вполне очевидно, что чем больше этих материалов в АКБ, тем больше в ней будет накапливаться энергии. Именно поэтому батарея емкостью в 40 и 75 А по своим габаритам и массе, отличаются практически в два раза.

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.