Kuidas akut testida: aku mahutavuse, takistuse ja pinge kontrollimiseks testeri abil

Kui mis tahes mobiilseadme sisselülitamisega on probleeme, olgu selleks siis nutitelefon või kaugjuhtimispult, vaheta ennekõike selle patarei - patarei või aku. Kuid võite veenduda, et energiaallikas töötab ilma seda asendamata. Selleks peate lihtsalt teadma, kuidas kontrollida aku vastavust selle omadustele, kasutades multimeetrit, ja seejärel otsustada see välja vahetada.

Aku ja selle parameetrid

Aku on salvestatud sisemise elektrienergiaga aku. Struktuurselt on see anum, milles asub aine (elektrolüüt), tagades laengukandjate liikumise toote ühest poolusest teise, luues seeläbi elektrit. Võib-olla on see tingitud keemilistest protsessidest, mis toimuvad koos energia vabanemisega. Järk-järgult need protsessid aeglustuvad ja aku kaotab voolu genereerimise võime, see tähendab "istub maha".

Akud jagunevad kahte põhitüüpi:

1. Mittelaetav. Sõltuvalt kasutatavast elektrolüüdist on need soolased, leelised, liitium. Nende toitepinge on poolteist volti ja käimasoleval keemilisel reaktsioonil ei ole taastumisprotsessi.
   instagram viewer
2. Laetav (patareid). Neid iseloomustab nende sees toimuvate protsesside pöörduvus. Akudena kasutatakse nikkel-kaadmium (NiCd), nikkel-metallhüdriid (NiMh), liitium-ioon (LiIon), plii-happe (Pb) tüüpi akusid.

Iga aku koosneb kolmest elemendist: kahest elektroodist (anood ja katood) ja agressiivsest keskkonnast - elektrolüüdist. Viimane on vedelik, seetõttu lisatakse selle kestast välja voolamise vältimiseks polümeeri paksendaja. Anood on valmistatud pulbri kujul. Elektrolüüdiga reageerides lahustub see järk-järgult, mille tulemusena tekivad vabad laengud, mis kohe neelduvad ja tekib tasakaaluolek.

Kui ühendate toiteallika elektriahelaga, algavad selles redoksreaktsioonid. Anoodile ilmub elektronide liig, mida katood tõmbab. Laengute ümberjaotumine põhjustab elektroodidel potentsiaalsete erinevuste ilmnemist.

Aja jooksul muutub anoodi ja katoodi esialgne koostis ning elektrolüüdi hulk väheneb. Kui reaktsioon kulgeb, ilmuvad ained, mis takistavad laengute liikumist. Kõik see toob kaasa asjaolu, et aku poolt tarnitav vool väheneb ja koos sellega väheneb ka potentsiaalide erinevus.

Laetavad akud töötavad sarnaselt patareidega. Ka neis ei teki anood tühjenemisel enam elektrone ning aku kaotab oma voolu ja pinge. Kuid kasutatava materjali tüübi tõttu on anood taastatav. Selleks juhitakse seda läbi elektrivool, mis viib selle rikastamiseni ja laengu täiendamiseni.

Aku omadused

Kõik aku parameetrid on jagatud kahte põhitüüpi: elektrilised ja füüsilised. Esimesed hõlmavad toote suurust ja geomeetrilist kuju. Kuid hoolimata sellest, kuidas aku välja näeb, on sellel alati kaks järeldust: positiivne ja negatiivne. Need on kehal tähistatud vastavalt siltidega «+ "ja" - ".

Akude peamised omadused on järgmised:

1. Tööpinge. See parameeter näitab aku anoodi ja katoodi vahelise potentsiaalse erinevuse väärtust. Praeguseks on akud saadaval 5- ja 9-voldisena. Kuid patareisid saab toota pingega: 1,2; 2,4; 6; 12 volti. Samal ajal on üsna sageli võimalik ühel juhul leida mitme sama tüüpi aku järjestikust kombinatsiooni, mille tulemusena on tööpotentsiaali erinevus etteantud väärtuste kordne.
2. Mahutavus. Seda peetakse peamiseks parameetriks, mis iseloomustab aku kasutusaega. See näitab energia hulka, millest element võib loobuda. See parameeter sõltub paljudest teguritest, millest peamised on geomeetrilised mõõtmed ja mida kasutatakse aine valmistamisel. See tähendab, et kui aku mahutavus on 10 ampertundi, tähendab see, et see suudab anda koormust 1 amprise vooluga 10 tundi või 5 amprise vooluga 2 tundi.
3. Tühjendusvool. See on suurim vool, mida aku lühiajaliselt suudab anda lühiserežiimis. Suuremal määral määrab elemendi võimsus. Tegelikult on see tühjenemise kiirus, st vooluhulk, mida toiteallikas suudab anda oma võimsuse 1 ampri kohta.
4. Isetühjenemine. See parameeter kehtib rohkem akude kui akude kohta, kuigi see on omane mõlemale. Akude puhul on see nii tühine, et seda ei arvestata peaaegu kunagi. See seisneb sööturi võimsuse kaotamises ilma seda koormaga ühendamata. Tavaliselt näidatakse seda väärtust protsentides.

Mõõtmismeetodid

Akude uurimisel mõõdetakse kõige sagedamini kahte parameetrit - mahtuvust ja pinget. Karakteristikute mõõtmiseks saab kasutada nii spetsiaalsete elektroonikaseadmetega laboratooriumi kui ka majapidamises kasutatavaid testereid.

Spetsiaalsed seadmed hõlmavad testreid, mis mõõdavad ainult teatud parameetrit. Näiteks voltmeeter või mahtuvusmõõtur. Sellised seadmed kasutavad põhimõtteliselt mikrokontrollereid ja spetsiaalseid analüsaatoreid ning nende töö on täielikult automatiseeritud. Lisaks võivad need olla nii täielikult valmis seadmed kui ka personaalarvutiga ühendamiseks mõeldud seadmed.

Ja on ka universaalseid arvestiid, mis aku ühendamisel kuvavad korraga mitme parameetri mõõtmistulemusi. Kuid tavaliselt on need madalama täpsusega kui spetsiaalsed seadmed.

Lisaks saab toiteallika seisukorra kohta üldise teabe saamiseks kasutada LED-e või piesokõlareid. Juhtmete lõikude abil antakse neile akult pinge ning elemendi sobivust hinnatakse visuaalselt või heli järgi. Kuid ilma testeriga kontrollimata pole usaldusväärseid näitajaid võimalik saada. Pole vahet, kas see on digitaalne või analoog.

Multimeetri kasutamine

Multimeeter on seade, mis on mõeldud erinevate elektriliste parameetrite mõõtmiseks. Vastavalt oma tööpõhimõttele võivad testijad olla digitaalsed või analoogsed. Sellest hoolimata on nende olulised omadused täpsus ja mõõteulatus. Mida kõrgemad need omadused on, seda väiksem on saadud tulemuse viga.

Enne aku kontrollimist testeriga peate selle õigesti seadistama ja veenduma, et selle toiteallikas töötab. Ebapiisava pinge korral arvesti vooluringile on saadud indikaatorid moonutatud.

Selleks, et kasutaja teaks täpselt, millal toiteelementi vahetada, on digitaalseadmes märge. Selleks jälgib sisseehitatud analüsaator seda varustava aku pingetaset ja annab sellega probleemide korral sellest seadme ekraanil vilkuva ikooniga märku. Ja analoogtesteri puhul on toiteelementide väljavahetamise põhjuseks võimatus seada seadme nool nulli.

Õige tulemuse saamiseks ei tasu kasutada mitte ainult ettevalmistatud seadet, vaid teha ka mõõtmisi temperatuuril umbes 20 kraadi Celsiuse järgi. See on tingitud asjaolust, et aku parameetrid muutuvad temperatuuri muutumisel, eriti kui tegemist on kütmisega.

Pinge väärtuse mõõtmine

Pingetaseme kontrollimine testeriga käib kähku. Selleks peate ühendama juhtme punase pistiku seadme pistikupessa, millel on tähis VΩ või lihtsalt V, ja must - COM-pessa. Seejärel seadke DCV tsooni klahvlüliti väärtusele, mis on kõrgem kui aku nimipinge tase.

Järgmine samm on juhtmete otste ühendamine mõõdetud akuga. Selleks ühendatakse multimeetri punane sond selle positiivse klemmiga ja must - negatiivse klemmiga. Pärast seda lülitub seade sisse ja ekraanile ilmub number, mis näitab pinget voltides.

Seega saab kontrollida multimeetriga kui telefoni akut, auto või muu seade või lihtne aku. Kuid samal ajal peaksite teadma, et isegi kui pingetase on normaalne, ei tähenda see sugugi, et toiteallikas oleks täielikult töökorras.

Võimsuse kontroll

Aku mahutavuse otsene kontrollimine multimeetriga, hoolimata seadme mitmekülgsusest, ei toimi, kuna sellel lihtsalt pole sellist funktsiooni. Kuid tühjendusaega on täiesti võimalik mõõta ja seejärel võimsust arvutada. Selleks peate tegema mitmeid toiminguid:

1. Multimeeter lülitub voolu mõõtmise režiimi. Selleks viiakse punane juhe pistikupessa - 10 A ja must juhe COM-i.
2. Vahemiku valija on seatud alalisvooluvahemiku suurimale numbrile. Seda vahemikku võib nimetada DCA-ks või A-.
3. Sondide kiire puudutusega (mitte rohkem kui sekund) puudutage aku klemme, jälgides samal ajal polaarsust: punane - pluss, must - miinus.
4. Aku puudutamise hetkel jälgitakse visuaalselt ekraani ja jäetakse meelde sinna ilmuv number.
5. Kui voolutugevus on alla 0,4 ampri, võib aku lugeda kasutuskõlbmatuks ja edasistel mõõtmistel pole mõtet.

Kui ülesandeks on täpselt välja selgitada aku mahutavus, jätkuvad mõõtmised. Selleks kasutatakse reeglit, et mahtuvus leitakse takistust läbiva voolu korrutamisel selleks kulunud ajaga. Seetõttu on lisaks multimeetrile vaja muutuvat takistust suurusjärgus 100 oomi, mis sisaldub punase sondi pilus.

See meetod sobib täislaetud aku mõõtmiseks, kuid mitte lihtsa aku mõõtmiseks. Lõppude lõpuks, kui kontrollite selle võimsust, kaotab see mõõtmise lõpus lihtsalt oma ressursi.

Niisiis, kui vooluahel on kokku pandud, peate puudutama aku anoodi ja katoodi sondidega ning seadma takisti abil tühjendusvoolu umbes 500 mA. Seejärel peate stopperi sisse lülitama ja teise testeri abil akude pinget jälgima. Niipea, kui see langeb alla 30% nimipingest, peatub stopper. Seejärel korrutades saadud aja tundides vooluga, saadakse soovitud võimsuse väärtus.

Vastupanu leidmine

Teine mõõtmine, mis võimaldab teil kindlaks teha aku oleku, on leida selle sisetakistus. Kuid lisaks arvestile on teil vaja võimsat 12-voldist lambipirni, nagu see, mis on autodesse paigaldatud.

Mõõtmismeetod seisneb järgmise toimingute jada sooritamises:

1. Testitava objektiga on paralleelselt ühendatud lambipirn, mille pinget mõõdetakse testeriga.
2. Aku klemmide pinget mõõdetakse uuesti, kuid lambipirn on lahti ühendatud.
3. Mõõdetakse lambipirni läbiva voolu tugevust. Selleks lülitub tester alalisvoolu mõõtmise režiimile ja lambipirn ühendatakse akuga järjestikku.

Saadud andmete põhjal, kasutades Ohmi seadust vooluringi lõigu kohta, arvutatakse aku sisetakistus ja tehakse järeldus. Näiteks lambipirni ühendamisel oli pinge U1 4 volti ja ilma selleta U2 4,1 volti. Ja mõõdetud voolutugevus oli I = 1,45 A. Asendades need väärtused valemis, peate leidma sisemise takistuse. Vaadeldava näite puhul on see võrdne:

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

Seega on pärast mõõtmiste komplekti võimalik kindlalt väita aku või aku oleku kohta. Samal ajal tähendab aku suur sisemine takistus selle seisundi olulist halvenemist ja kiiret lagunemist.