So testen Sie eine Batterie: Mit einem Tester die Kapazität, den Widerstand und die Spannung einer Batterie prüfen

Wenn beim Einschalten eines Mobilgeräts Probleme auftreten, sei es ein Smartphone oder Fernbedienung, wechseln Sie zuerst die Batterie - eine Batterie oder Batterie. Aber Sie können sicherstellen, dass die Energiequelle funktioniert, ohne sie zu ersetzen. Dazu müssen Sie nur wissen, wie Sie die Batterie mit einem Multimeter auf Übereinstimmung mit ihren Eigenschaften überprüfen und dann entscheiden, sie zu ersetzen.

Batterie und ihre Parameter

Eine Batterie ist eine Batterie mit gespeicherter interner elektrischer Energie. Strukturell ist es ein Behälter, in dem sich eine Substanz (Elektrolyt) befindet, Bereitstellung der Bewegung von Ladungsträgern von einem Pol des Produkts zum anderen, wodurch elektrischer Strom. Vielleicht liegt das an chemischen Prozessen, die unter Energiefreisetzung ablaufen. Allmählich verlangsamen sich diese Prozesse und die Batterie verliert ihre Fähigkeit, Strom zu erzeugen, dh "setzt sich".

Batterien werden in die folgenden zwei Haupttypen eingeteilt:

1. Nicht wiederaufladbar. Je nach verwendetem Elektrolyten sind sie salzig, alkalisch, Lithium. Ihre Versorgungsspannung beträgt eineinhalb Volt, und die laufende chemische Reaktion hat keinen Erholungsprozess.
2. Wiederaufladbare Batterien). Sie zeichnen sich durch die Reversibilität der in ihnen ablaufenden Prozesse aus. Als Batterien werden Nickel-Cadmium (NiCd), Nickel-Metallhydrid (NiMh), Lithium-Ionen (LiIon), Blei-Säure (Pb) Batterien verwendet.

Jede Batterie besteht aus drei Elementen: zwei Elektroden (Anode und Kathode) und einer aggressiven Umgebung - einem Elektrolyten. Letzteres ist eine Flüssigkeit, daher wird ein polymeres Verdickungsmittel zugesetzt, damit es nicht aus der Hülle herausfließt. Die Anode wird in Pulverform hergestellt. Wenn es mit dem Elektrolyten reagiert, löst es sich allmählich auf, wodurch freie Ladungen gebildet werden, die sofort absorbiert werden, und es tritt ein Gleichgewichtszustand ein.

Wenn Sie eine Stromquelle an einen Stromkreis anschließen, beginnen darin Redoxreaktionen. An der Anode entsteht ein Überschuss an Elektronen, die von der Kathode angezogen werden. Die Umverteilung der Ladungen führt zum Auftreten einer Potentialdifferenz an den Elektroden.

Im Laufe der Zeit ändert sich die anfängliche Zusammensetzung von Anode und Kathode und die Elektrolytmenge nimmt ab. Bei fortschreitender Reaktion treten Stoffe auf, die die Bewegung der Ladungen behindern. All dies führt dazu, dass der von der Batterie gelieferte Strom abnimmt und damit die Potenzialdifferenz abnimmt.

Wiederaufladbare Batterien funktionieren ähnlich wie Batterien. Auch in ihnen werden bei erschöpfter Anode keine Elektronen mehr gebildet und die Batterie verliert an Strom und Spannung. Aufgrund der Art des verwendeten Materials ist die Anode jedoch rückgewinnbar. Dazu wird ein elektrischer Strom durch ihn geleitet, der zu seiner Anreicherung und Auffüllung der Ladung führt.

Batterieeigenschaften

Alle Batterieparameter sind in zwei Haupttypen unterteilt: elektrisch und physikalisch. Die ersten umfassen die Produktgröße und seine geometrische Form. Aber egal wie die Batterie aussieht, konstruktiv hat sie immer zwei Schlussfolgerungen: positiv und negativ. Sie sind am Körper jeweils durch Zeichen gekennzeichnet «+ "und" - ".

Die wichtigsten Eigenschaften von Batterien sind:

1. Betriebsspannung. Dieser Parameter zeigt den Wert der Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode der Batterie an. Bisher sind Batterien in 5 und 9 Volt erhältlich. Aber die Batterien können mit Spannung produziert werden: 1,2; 2,4; 6; 12 Volt. Gleichzeitig ist es oft möglich, in einem Fall eine sequentielle Kombination mehrerer Batterien desselben Typs zu finden, wodurch die Arbeitspotentialdifferenz ein Vielfaches der angegebenen Werte beträgt.
2. Kapazität. Es gilt als der Hauptparameter, der die Batterielebensdauer charakterisiert. Es zeigt die Energiemenge an, die das Element abgeben kann. Dieser Parameter hängt von vielen Faktoren ab, von denen die wichtigsten die geometrischen Abmessungen sind und bei der Herstellung des Stoffes verwendet werden. Das heißt, wenn die Kapazität der Batterie 10 Amperestunden beträgt, bedeutet dies, dass sie eine Last 10 Stunden lang mit einem Strom von 1 Ampere oder 2 Stunden lang mit einem Strom von 5 Ampere versorgen kann.
3. Entladestrom. Dies ist der höchste Strom, den die Batterie im Kurzschlussmodus in kurzer Zeit liefern kann. Wird in größerem Maße durch die Kapazität des Elements bestimmt. Tatsächlich ist dies die Entladerate, dh die Strommenge, die das Netzteil pro 1 Ampere seiner Kapazität abgeben kann.
4. Selbstentladung. Dieser Parameter gilt eher für Batterien als für Batterien, obwohl er beiden inhärent ist. Bei Batterien ist es so vernachlässigbar, dass es fast nie in Betracht gezogen wird. Es besteht im Verlust der Kapazität des Feeders, ohne ihn an die Last anzuschließen. Normalerweise wird dieser Wert in Prozent angegeben.

Messmethoden

Bei der Untersuchung von Batterien werden am häufigsten zwei Parameter gemessen - Kapazität und Spannung. Zur Messung von Eigenschaften können sowohl Laborstative mit spezialisierten elektronischen Geräten als auch haushaltsübliche Tester verwendet werden.

Spezialisierte Geräte umfassen Tester, die nur einen bestimmten Parameter messen. Zum Beispiel ein Voltmeter oder ein Kapazitätsmesser. Solche Geräte verwenden grundsätzlich Mikrocontroller und spezielle Analysatoren, und ihre Arbeit ist vollständig automatisiert. Darüber hinaus können sie sowohl vollständig fertige Geräte als auch Geräte sein, die für den Anschluss an einen Personalcomputer ausgelegt sind.

Und es gibt auch universelle Messgeräte, die bei angeschlossener Batterie die Messergebnisse mehrerer Parameter gleichzeitig anzeigen. Aber normalerweise sind sie in der Genauigkeit spezialisierter Ausrüstung unterlegen.

Darüber hinaus können LEDs oder Piezo-Lautsprecher verwendet werden, um allgemeine Informationen über den Zustand der Stromversorgung zu erhalten. Mit Hilfe von Drahtabschnitten werden sie von der Batterie mit Spannung versorgt und die Eignung des Elements optisch oder akustisch beurteilt. Es wird jedoch nicht möglich sein, zuverlässige Indikatoren zu erhalten, ohne dies mit einem Tester zu überprüfen. Egal ob digital oder analog.

Verwenden eines Multimeters

Ein Multimeter ist ein Gerät zur Messung verschiedener elektrischer Parameter. Tester können je nach Funktionsprinzip digital oder analog sein. Unabhängig davon sind ihre wichtigen Eigenschaften Genauigkeit und Messbereich. Je höher diese Eigenschaften sind, desto geringer ist der Fehler des erhaltenen Ergebnisses.

Bevor Sie den Akku mit dem Tester überprüfen, müssen Sie ihn richtig einrichten und sicherstellen, dass seine Stromquelle funktioniert. Wenn dem Stromkreis des Messgeräts eine unzureichende Spannung zugeführt wird, werden die erhaltenen Anzeigen verzerrt.

Damit der Benutzer genau weiß, wann das Zuführelement ausgetauscht werden muss, wird im digitalen Gerät eine Anzeige bereitgestellt. Dazu überwacht der eingebaute Analysator den Spannungspegel der ihn versorgenden Batterie und signalisiert dies bei Problemen mit einem blinkenden Symbol auf dem Gerätebildschirm. Und für einen analogen Tester ist der Grund für den Austausch der Versorgungselemente die Unmöglichkeit, den Pfeil des Geräts auf die Nullposition zu setzen.

Um das richtige Ergebnis zu erhalten, lohnt es sich, nicht nur ein vorbereitetes Gerät zu verwenden, sondern auch bei einer Temperatur von etwa 20 Grad Celsius zu messen. Dies liegt daran, dass sich die Parameter der Batterie bei Temperaturänderungen ändern, insbesondere beim Heizen.

Messung des Spannungswertes

Die Überprüfung des Spannungspegels mit einem Tester ist ein Kinderspiel. Dazu müssen Sie den roten Stecker des Kabels an die mit VΩ oder nur V gekennzeichnete Buchse des Geräts und den schwarzen an die COM-Buchse anschließen. Stellen Sie dann den Wippschalter in der DCV-Zone auf einen höheren Wert als die Nennspannung der Batterie.

Der nächste Schritt besteht darin, die Enden der Drähte mit der gemessenen Batterie zu verbinden. Dazu wird die rote Sonde des Multimeters an seinen Pluspol und die schwarze an den Minuspol angeschlossen. Danach schaltet sich das Gerät ein und auf dem Display erscheint eine Zahl, die die Spannung in Volt angibt.

Auf diese Weise, kann mit einem Multimeter als Telefonakku überprüft werden, Auto oder ein anderes Gerät oder eine einfache Batterie. Gleichzeitig sollten Sie jedoch wissen, dass die Stromquelle selbst bei normalem Spannungsniveau noch lange nicht voll funktionsfähig ist.

Kapazitätsprüfung

Die direkte Überprüfung der Batteriekapazität mit einem Multimeter funktioniert trotz der Vielseitigkeit des Geräts nicht, da es einfach nicht über eine solche Funktion verfügt. Es ist jedoch durchaus möglich, die Entladezeit zu messen und dann die Kapazität zu berechnen. Dazu müssen Sie eine Reihe von Aktionen ausführen:

1. Das Multimeter wechselt in den Strommessmodus. Dazu wird das rote Kabel in die Steckdose - 10 A und das schwarze Kabel zum COM verlegt.
2. Der Bereichswähler ist auf die höchste Zahl im DC-Bereich eingestellt. Dieser Bereich kann als DCA oder A- bezeichnet werden.
3. Berühren Sie mit einer schnellen Berührung der Sonden (nicht länger als eine Sekunde) die Batteriepole und beachten Sie dabei die Polarität: Rot - Plus, Schwarz - Minus.
4. Beim Berühren des Akkus wird der Bildschirm visuell überwacht und die dort angezeigte Nummer gespeichert.
5. Liegt der Stromwert unter 0,4 Ampere, kann die Batterie als unbrauchbar angesehen werden und weitere Messungen machen keinen Sinn.

Wenn es darum geht, die Kapazität des Akkus genau herauszufinden, werden die Messungen fortgesetzt. Dabei gilt die Regel, dass die Kapazität durch Multiplikation des durch den Widerstand fließenden Stroms mit der dafür aufgewendeten Zeit ermittelt wird. Daher wird zusätzlich zu einem Multimeter ein variabler Widerstand in der Größenordnung von 100 Ohm benötigt, der in der Lücke der roten Sonde enthalten ist.

Diese Methode eignet sich zum Messen einer vollständig geladenen Batterie, jedoch nicht einer einfachen Batterie. Wenn Sie seine Kapazität überprüfen, verliert es am Ende der Messung einfach seine Ressource.

Wenn die Schaltung zusammengebaut ist, müssen Sie also die Anode und Kathode der Batterie mit den Sonden berühren und einen Widerstand verwenden, um den Entladestrom von etwa 500 mA einzustellen. Dann müssen Sie die Stoppuhr einschalten und die Spannung der Batterien mit einem anderen Tester überwachen. Sobald sie unter 30% der Nennspannung fällt, wird die Stoppuhr gestoppt. Durch Multiplikation der resultierenden Zeit in Stunden mit dem Strom erhält man dann den gewünschten Kapazitätswert.

Widerstand finden

Eine weitere Messung, mit der Sie den Zustand der Batterie feststellen können, ist die Ermittlung ihres Innenwiderstands. Aber neben dem Zähler selbst benötigen Sie eine leistungsstarke 12-Volt-Glühbirne, wie sie in Autos verbaut ist.

Die Messmethode besteht darin, die folgende Abfolge von Aktionen durchzuführen:

1. Parallel zum Prüfling wird eine Glühbirne geschaltet und die Spannung mit einem Tester gemessen.
2. Die Spannung an den Batteriepolen wird erneut gemessen, jedoch mit abgeklemmter Glühbirne.
3. Die Stärke des durch die Glühbirne fließenden Stroms wird gemessen. Dazu schaltet der Tester in den Gleichstrom-Messmodus und die Glühbirne wird in Reihe mit der Batterie geschaltet.

Basierend auf den erhaltenen Daten wird unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes für einen Abschnitt der Schaltung der Innenwiderstand der Batterie berechnet und eine Schlussfolgerung gezogen. Bei angeschlossener Glühbirne betrug die Spannung U1 beispielsweise 4 Volt, ohne U2 4,1 Volt. Und die gemessene Stromstärke betrug I = 1,45 A. Wenn Sie diese Werte in der Formel einsetzen, müssen Sie den Innenwiderstand ermitteln. Für das betrachtete Beispiel ist es gleich:

R = (U2-U1) / I = (4,1-4) / 1,45 = 0,07 Ohm.

Somit ist es möglich, nach Durchführung einer Reihe von Messungen mit Sicherheit Aussagen über den Zustand des Akkumulators oder der Batterie zu machen. Gleichzeitig bedeutet ein großer Innenwiderstand der Batterie eine erhebliche Verschlechterung ihres Zustands und eine schnelle Verschlechterung.