Jak przetestować baterię: za pomocą testera sprawdzić pojemność, rezystancję i napięcie baterii

Gdy pojawiają się problemy z włączeniem dowolnego urządzenia mobilnego, czy to smartfona, czy pilota, najpierw wymień jego baterię - baterię lub bateria. Ale możesz upewnić się, że źródło energii działa bez jego wymiany. Aby to zrobić, wystarczy wiedzieć, jak sprawdzić baterię pod kątem jej właściwości za pomocą multimetru, a następnie zdecydować się na jej wymianę.

Bateria i jej parametry

Bateria jest baterią ze zmagazynowaną wewnętrzną energią elektryczną. Strukturalnie jest to pojemnik, w którym znajduje się substancja (elektrolit), zapewnienie ruchu nośników ładunku z jednego bieguna produktu na drugi, tworząc w ten sposób Elektryczność. Być może wynika to z procesów chemicznych, które zachodzą wraz z uwalnianiem energii. Stopniowo procesy te spowalniają, a bateria traci zdolność do generowania prądu, czyli „siada”.

Baterie dzielą się na dwa główne typy:

1. Jednorazowe. W zależności od użytego elektrolitu są to solanka, zasada, lit. Ich napięcie zasilania wynosi półtora wolta, a trwająca reakcja chemiczna nie ma procesu regeneracji.
2. Akumulatory (baterie). Charakteryzują się odwracalnością zachodzących w nich procesów. Jako akumulatory stosowane są akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd), niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMh), litowo-jonowe (LiIon), ołowiowo-kwasowe (Pb).

Każda bateria składa się z trzech elementów: dwóch elektrod (anody i katody) oraz agresywnego środowiska - elektrolitu. Ta ostatnia jest cieczą, dlatego aby zapobiec jej wypłynięciu z powłoki, dodaje się zagęszczacz polimerowy. Anoda wykonana jest w postaci proszku. Gdy wchodzi w reakcję z elektrolitem, stopniowo się rozpuszcza, w wyniku czego powstają wolne ładunki, które są natychmiast absorbowane i następuje stan równowagi.

Jeśli podłączysz źródło zasilania do obwodu elektrycznego, rozpoczynają się w nim reakcje redoks. Na anodzie pojawia się nadmiar elektronów, które są przyciągane przez katodę. Redystrybucja ładunków prowadzi do pojawienia się różnicy potencjałów na elektrodach.

Z biegiem czasu zmienia się początkowy skład anody i katody, a ilość elektrolitu maleje. Gdy reakcja postępuje, pojawiają się substancje, które utrudniają ruch ładunków. Wszystko to prowadzi do tego, że prąd dostarczany przez akumulator maleje, a wraz z nim maleje różnica potencjałów.

Akumulatorki działają w podobny sposób jak baterie. Również w nich, gdy anoda się wyczerpie, elektrony nie są już formowane, a bateria traci prąd i napięcie. Ale ze względu na rodzaj użytego materiału anoda jest odzyskiwalna. W tym celu przepływa przez niego prąd elektryczny, co prowadzi do jego wzbogacenia i uzupełnienia ładunku.

Charakterystyka baterii

Wszystkie parametry baterii są podzielone na dwa główne typy: elektryczne i fizyczne. Pierwsze to wielkość produktu i jego geometryczny kształt. Ale bez względu na to, jak wygląda bateria, konstruktywnie zawsze ma dwa wnioski: pozytywny i negatywny. Są one oznaczone na ciele odpowiednio znakami «+ "i" - ".

Główne cechy akumulatorów to:

1. Napięcie robocze. Ten parametr pokazuje wartość różnicy potencjałów między anodą a katodą akumulatora. Do tej pory baterie są dostępne w 5 i 9 woltach. Ale baterie mogą być produkowane z napięciem: 1,2; 2,4; 6; 12 woltów. Jednocześnie dość często można znaleźć sekwencyjną kombinację kilku akumulatorów tego samego typu w jednym przypadku, w wyniku czego różnica potencjałów roboczych będzie wielokrotnością podanych wartości.
2. Pojemność. Jest uważany za główny parametr charakteryzujący żywotność baterii. Pokazuje ilość energii, jaką element może oddać. Ten parametr zależy od wielu czynników, z których głównymi są wymiary geometryczne i użyte do produkcji substancji. Oznacza to, że jeśli pojemność akumulatora wynosi 10 amperogodzin, oznacza to, że może zasilać obciążenie prądem 1 ampera przez 10 godzin lub prądem 5 amperów przez 2 godziny.
3. Prąd rozładowania. Jest to najwyższy prąd, jaki akumulator może dostarczyć w krótkim czasie w trybie zwarcia. Determinowane w większym stopniu przez pojemność elementu. W rzeczywistości jest to szybkość rozładowania, czyli ilość prądu, jaką zasilacz może dać na 1 amper swojej pojemności.
4. Samorozładowanie. Ten parametr dotyczy bardziej baterii niż baterii, chociaż jest nieodłączny dla obu. W przypadku baterii jest to tak nieistotne, że prawie nigdy nie jest brane pod uwagę. Polega na utracie pojemności podajnika bez podłączenia go do obciążenia. Zwykle ta wartość jest podawana w procentach.

Metody pomiaru

Podczas badania akumulatorów najczęściej mierzone są dwa parametry - pojemność i napięcie. Do pomiaru charakterystyk można wykorzystać zarówno stanowiska laboratoryjne ze specjalistycznymi urządzeniami elektronicznymi, jak i testery domowe.

Specjalistyczne urządzenia obejmują testery, które mierzą tylko określony parametr. Na przykład woltomierz lub miernik pojemności. Takie urządzenia wykorzystują w zasadzie mikrokontrolery i specjalne analizatory, a ich praca jest w pełni zautomatyzowana. Co więcej, mogą to być zarówno w pełni gotowe urządzenia, jak i urządzenia przeznaczone do podłączenia do komputera osobistego.

Są też mierniki uniwersalne, które po podłączeniu do nich akumulatora wyświetlają wyniki pomiarów kilku parametrów jednocześnie. Ale zwykle są one gorsze pod względem dokładności od specjalistycznego sprzętu.

Ponadto diody LED lub głośniki piezo można wykorzystać do uzyskania ogólnych informacji o kondycji zasilacza. Za pomocą odcinków przewodów doprowadzane jest do nich napięcie z akumulatora, a przydatność elementu oceniana jest wizualnie lub dźwiękowo. Ale nie będzie możliwe uzyskanie wiarygodnych wskaźników bez sprawdzenia u testera. Nie ma znaczenia, czy jest cyfrowy czy analogowy.

Korzystanie z multimetru

Multimetr to urządzenie przeznaczone do pomiaru różnych parametrów elektrycznych. Zgodnie z ich zasadą działania, testery mogą być cyfrowe lub analogowe. Niezależnie od tego, ich ważnymi cechami są dokładność i zakres pomiarowy. Im wyższe są te cechy, tym mniejszy będzie błąd uzyskanego wyniku.

Zanim sprawdzisz akumulator testerem, musisz go poprawnie skonfigurować i upewnić się, że działa jego źródło zasilania. Przy niewystarczającym napięciu dostarczonym do obwodu miernika uzyskane wskaźniki będą zniekształcone.

Aby użytkownik wiedział dokładnie, kiedy należy wymienić element podający, w urządzeniu cyfrowym znajduje się wskazanie. W tym celu wbudowany analizator monitoruje poziom napięcia zasilającej go baterii iw przypadku problemów sygnalizuje to migającą ikoną na ekranie urządzenia. A dla testera analogowego powodem wymiany elementów zasilających będzie niemożność ustawienia strzałki urządzenia w pozycji zerowej.

Aby uzyskać prawidłowy wynik, warto nie tylko skorzystać z przygotowanego urządzenia, ale także wykonać pomiary w temperaturze około 20 stopni Celsjusza. Wynika to z faktu, że parametry akumulatora zmieniają się wraz ze zmianą temperatury, zwłaszcza jeśli chodzi o grzanie.

Pomiar wartości napięcia

Sprawdzenie poziomu napięcia za pomocą testera to pestka. Aby to zrobić, musisz podłączyć czerwoną wtyczkę przewodu do gniazda urządzenia oznaczonego VΩ lub po prostu V, a czarną - do gniazda COM. A następnie ustaw przełącznik kołyskowy w strefie DCV na wartość wyższą niż nominalny poziom napięcia akumulatora.

Kolejnym krokiem jest podłączenie końcówek przewodów do mierzonej baterii. Aby to zrobić, czerwona sonda multimetru jest podłączona do jego dodatniego zacisku, a czarna do ujemnego zacisku. Następnie urządzenie włącza się, a na wyświetlaczu pojawia się liczba wskazująca napięcie w woltach.

Zatem, można sprawdzić multimetrem jako baterię telefonu, samochód lub jakiekolwiek inne urządzenie lub zwykła bateria. Ale jednocześnie powinieneś wiedzieć, że nawet jeśli poziom napięcia jest normalny, wcale nie oznacza to, że źródło zasilania będzie w pełni sprawne.

Sprawdzenie pojemności

Bezpośrednie sprawdzanie pojemności baterii za pomocą multimetru, pomimo wszechstronności urządzenia, nie zadziała, ponieważ po prostu nie ma takiej funkcji. Ale całkiem możliwe jest zmierzenie czasu rozładowania, a następnie obliczenie pojemności. Aby to zrobić, musisz wykonać szereg czynności:

1. Multimetr przełącza się w tryb pomiaru prądu. Aby to zrobić, czerwony przewód jest przenoszony do gniazda - 10 A, a czarny przewód do COM.
2. Selektor zakresu jest ustawiony na najwyższą liczbę w zakresie DC. Ten zakres można określić jako DCA lub A-.
3. Szybkim dotknięciem sond (nie dłużej niż sekundę) dotknąć zacisków akumulatora, zachowując biegunowość: czerwony - plus, czarny - minus.
4. W momencie dotknięcia baterii ekran jest monitorowany wizualnie i zapamiętywany jest wyświetlany na nim numer.
5. Jeśli wartość prądu jest mniejsza niż 0,4 ampera, akumulator można uznać za bezużyteczny i nie ma sensu wykonywać dalszych pomiarów.

Gdy zadaniem jest ustalenie dokładnej pojemności baterii, pomiary są kontynuowane. W tym celu stosuje się zasadę, że pojemność znajduje się przez pomnożenie prądu przepływającego przez rezystancję przez czas na to poświęcony. Dlatego oprócz multimetru potrzebna będzie zmienna rezystancja rzędu 100 omów, zawarta w szczelinie czerwonej sondy.

Ta metoda jest odpowiednia do pomiaru w pełni naładowanego akumulatora, ale nie zwykłego akumulatora. W końcu, jeśli sprawdzisz jego pojemność, pod koniec pomiaru po prostu straci swój zasób.

Tak więc po złożeniu obwodu należy dotknąć sondami anody i katody akumulatora i za pomocą rezystora ustawić prąd rozładowania około 500 mA. Następnie musisz włączyć stoper i monitorować napięcie na bateriach za pomocą innego testera. Gdy tylko spadnie poniżej 30% napięcia znamionowego, stoper zostaje zatrzymany. Następnie mnożąc uzyskany czas w godzinach przez prąd uzyskuje się żądaną wartość pojemności.

Znalezienie oporu

Kolejnym pomiarem, który pozwala ustalić stan baterii, jest znalezienie jej rezystancji wewnętrznej. Ale oprócz samego miernika będziesz potrzebować mocnej 12-woltowej żarówki, takiej jak ta, która jest montowana w samochodach.

Metoda pomiaru polega na wykonaniu następującej sekwencji czynności:

1. Żarówka jest podłączona równolegle do badanego obiektu, a napięcie mierzone jest testerem.
2. Napięcie na zaciskach akumulatora jest mierzone ponownie, ale przy odłączonej żarówce.
3. Mierzona jest siła prądu przepływającego przez żarówkę. W tym celu tester przechodzi w tryb pomiaru prądu stałego, a żarówka jest połączona szeregowo z akumulatorem.

Na podstawie uzyskanych danych, stosując prawo Ohma dla odcinka obwodu, oblicza się rezystancję wewnętrzną akumulatora i wyciąga się wniosek. Na przykład po podłączeniu żarówki napięcie U1 wynosiło 4 wolty, a bez niego U2 4,1 wolta. A zmierzona siła prądu wyniosła I = 1,45 A. Zastępując te wartości we wzorze, musisz znaleźć opór wewnętrzny. Dla rozważanego przykładu będzie to:

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

W ten sposób po przeprowadzeniu zestawu pomiarów będzie można z całą pewnością stwierdzić stan akumulatora lub baterii. Jednocześnie duża rezystancja wewnętrzna baterii będzie oznaczać znaczne pogorszenie jej stanu i szybką degradację.