Ёмкость аккумулятора: что это такое, как определить и рассчитать?

Что такое емкость батареи или аккумулятора

Все аккумуляторы обычно украшают надписи вроде 55, 70 Ah либо 1800mAh. Такое обозначение говорит о том, что емкость данного аккумулятора – соответственно 55 Ампер или долей Ампер в час, только в переводе на английский – A/hour. Его нужно отличать от другого параметра – напряжения, которое пишется в Вольтах.

Показатель Ah показывает, сколько батарея проработает в течение часа на нагрузку 60 Ампер и напряжение 12,7В. Другими словами, емкость – это запас энергии, который в себе способен удерживать аккумулятор.

И если будет меньше, чем 60А нагрузки, то батарея продержится дольше 60 минут.

Как быстро проверить емкость любого аккумулятора

Чаще всего вместимость аккумулятора измеряется с помощью тестера. Это прибор для быстрых измерений. Он работает автоматически, для его применения не нужны никакие дополнительные познания. Временные затраты составляют не более 15 секунд. Все, что требуется – подключить тестер к источнику питания и надавить на единственную кнопку, после чего он начинает определять емкости подключенных аккумуляторов.

Его используют при выборе батареи, сравнивая остаточную и номинальную вместимость, которая официально указана на устройстве. Если разница составить больше 50%, то АКБ нельзя эксплуатировать.

Опыт пользователей

Аккумуляторные проблемы волновали меня ещё два года назад, когда у меня не было прав. Сначала никак не мог определить его ёмкость, потом разобрался. В учебном заведении предложили заняться проектом на свободную тему. Я решил изучить соответствие параметров, указанных на батарейках разных производителей, с их реальными характеристиками. Занимался этим как хобби, делал все ради интереса. Не думал, что это пригодится потом, когда я начну водить.

Конечно, я больше не разряжаю аккумуляторы полностью, пользуюсь более совершенными методами. Всегда включаю в сеть твердотельное реле, чтобы не было нужды разрежать накопитель полностью.

Александр Казаков

Это простая процедура, ведь формула ёмкости аккумулятора изучается ещё в восьмом классе. Конечно, не все в школьные годы любят физику и полагают, что она никак не пригодится им в жизни. Но большинство парней, да и девушек тоже, затем садится за руль

При вождении и уходе за автомобилем важно понимать основы механики и электричества, поэтому пренебрегать физикой не стоит. Но кто-то просто забывает полученные знания либо не может применить их на практике. Впрочем, формулу силы тока иногда знают даже те, кто не учился в школе: I = U/R

Когда этот параметр известен, достаточно умножить его на время работы

Впрочем, формулу силы тока иногда знают даже те, кто не учился в школе: I = U/R. Когда этот параметр известен, достаточно умножить его на время работы.

Виктор Шкурапетов

Всегда выполняю измерения, пользуясь полным разрядом. Считаю, что это единственный метод, который даёт достоверный результат, так что рекомендую только его. Конечно, иногда неудобно несколько часов заряжать устройство, в особенности — с большой ёмкостью, как в автомобилях. Однако альтернативы все равно не вижу. Тем более машина — механизм, за исправностью которого нужно внимательно следить. Никто не захотел бы остаться без света ламп ночью или в туман, ведь этому человеку пришлось бы дожидаться либо утра, либо помощи братьев-автомобилистов. Оба варианта — не очень приятное времяпрепровождение.

Андрей Колегов

Понятие о единицах измерения

Сначала нужно разобраться с ёмкостью автомобильных аккумуляторов и понять детальнее, что такое Ампер-часы. Это основная характеристика для стартерного аккумулятора, на которую ориентируются при выборе и покупке.

Интересно, что в международной системе единиц SI Ач нет. Это объясняется применением таких единиц как значения количества энергии в АКБ и других видах батарей.

Из-за этого будет полезно узнать, что означает единица Амер-час и какую роль она отыгрывает в аккумуляторе.

Каждый автомобилист знает, что для его авто нужно использовать батарею с определёнными параметрами. Он идёт в магазин, смотрит на ассортимент и берёт ту АКБ, где на корпусе написаны подходящие цифры.

Большинство легковых машин комплектуются аккумуляторами ёмкостью 40-70 Ач. Но нужно понять, что такое Ампер-час для автомобильного аккумулятора.

Официальное определение звучит примерно так. Ёмкость — это энергия, которую удаётся получить при пропускании тока с силой в 1 Ампер за 60 минут через проводник.

По ГОСТу ёмкость определяют как способность АКБ отдавать ток в 200 А при температурных условиях 18 градусов Цельсия за временной промежуток.

Всё равно не всем понятно, что значит Ампер-часы и причём тут цифры на аккумуляторе.

Нужно рассмотреть на примере. Это даст понять, на что же влияет ёмкость от аккумулятора, установленного под капот автомобиля.

Есть батарея, на которой указана ёмкость в 60 Ач. Она способна работать в диапазоне напряжения 10,8-14,6 В. Аккумулятор отдаёт примерно 50% тока при запуске мотора на машине. Отдача происходит с силой в 30 Ампер в течение одной минуты.

Понятно, в чём измеряется такая характеристика как ёмкость аккумулятора любого автомобиля.

Важно учитывать, что Ач — это самостоятельная единица измерения. Нет формул превращения Ач в А или в обратном направлении

Амперы измеряют силу тока. А Ампер-часы ёмкость, означающую количество энергии, отдаваемой за единицу времени.

Для тех, у кого хорошее воображение. Ёмкость — это бак с энергией. Можно визуализировать как некую тару с водой. При запуске двигателя из этого резервуара отбирается часть объёма энергии. Чем быстрее отбирается ток, тем скорее бак опустошится. А объём, который забирается, должен быть равен объёму возвращаемой энергии. Сколько взял, столько и забрал.

Если этот принцип не действует, то батарея садится. Аккумулятор теряет возможность запускать двигатель. Генератор не успел восполнить потраченную энергию. Поэтому решением становится подключение АКБ к зарядному устройству.

Нельзя сказать, что автомобилистам важно понимать, что такое ёмкость, в чём она измеряется, и по какой причине Ампер-часы используются в определении параметров аккумулятора автомобиля. Хотя дополнительная эрудированность, а также знание теории никогда лишним не бывает

Но важнее научиться определять количество Ач, понимать, почему ёмкость падает, и знать, как её правильно проверять.

Основные параметры аккумуляторов

Основные параметры аккумуляторов, определяющие возможность их использования на том или ином автомобиле, следующие: напряжение на клеммах, емкость АКБ, пусковой ток (мощность). С напряжением все понятно – его значение должно соответствовать той величине, на которую рассчитана бортовая сеть авто (12 В или 24 В).

Электрическая емкость полностью зараженной АКБ соответствует тому количеству электроэнергии, которое аккумулятор способен отдать в процессе длительного разряда. Или, по-другому – способность батареи давать ток определенной величины в течение определенного промежутка времени (емкость 40 Ah (или А·ч) означает, что АКБ может снабжать током в 1 А на протяжении 40 часов либо в 2 А – 20 часов и так далее).

Номинальная электроемкость АКБ – емкость 20-тичасового разряда. Именно ее в настоящее время регламентируют в большинстве европейских нормативных документов, в российском ГОСТ и указывают в паспорте и на этикетке батареи. Для АКБ на 80 А·ч величина тока разряда равна 4 А.

Резервная емкость – параметр, показывающий промежуток времени (в минутах), на протяжении которого АКБ способна снабжать током 25А (то есть, сколько времени она сможет снабжать электричеством все потребители авто при неработающем генераторе). У батареи емкостью 55 Ah этот параметр может достигать 85–90 минут (при отказе генератора машина сможет двигаться за счет энергии только АКБ еще около 1,5 часов).

Пусковая мощность – максимальная мощность, выдаваемая АКБ в течении 30 с при –18 °C. Этот параметр характеризует способность батареи запускать холодный двигатель, а выражают его для аккумуляторов в амперах – пусковом токе при холодной прокрутке. Чем больше пусковой ток (стартерный разряд), тем больше мощность АКБ. Стартерный разряд в зависимости от производителя определяется по разным методикам: SAE, EN, DIN, ГОСТ, IEC и другим. Соответственно, и указанные на батарее величины пускового тока могут быть разными, с пометкой к какому стандарту они относятся.

Пусковой ток новой АКБ должен быть равен или выше, чем у заменяемой батареи. Нельзя брать батарею с меньшей емкостью (А·ч). Это продиктовано тем, что некоторые режимы работы мотора (низкие и холостые обороты) сопровождаются разрядом аккумулятора (особенно в ночное время), потому что выдаваемой генератором энергии недостаточно. При этом в условиях малых пробегов автомобиля и при частых стоянках с заведенным двигателем АКБ «помогает» генератору снабжать электропитанием включенные потребители, а сам разряжается. В случае малой собственной емкости АКБ глубина ее разряда при этом превысит 40–50 %, что впоследствии приведет к ощутимому снижению работоспособности автомобильной батареи в режиме запуска двигателя авто. Такие глубокие разряды, имеющие повторяющийся характер, вызовут сокращение ресурса АКБ. Таким образом, при выборе АКБ автовладелец в первую очередь должен учитывать значения ее пускового тока и номинальной электрической емкости.

Факторы, влияющие на емкость

Также номинальная емкость может зависеть от других факторов. Например, о тока разряда, температуры эксплуатации, типичного устаревания, износа АКБ.

Ток разряда

Большинство показателей, которые указаны на корпусе батареи от производителя, вычисляются в ходе тестовых замеров. Например, ток разряда замеряют при стандартных временных промежутках как 10, 20 или 100 часов. На корпусе будет соответствующее обозначение объема Q10, 20 и 100, или тока разряда I10, 20 и 100.

И чтобы вычислить показатель тока, который протекает через нагрузку, необходимо просто разделить показатель на количество часов. Например, таким образом:

Но не стоит воспринимать это как пропорциональность тока разряда и времени. Они не являются пропорциональными величинами. Например, при разряжении батареи за 15 минут ток не будет равным произведению Q20 х 4.

Конечное напряжение разряда

При каждом цикле разряда напряжение на батареи падает, а когда числовое значение приблизится к конечной отметке, АКБ следует отключить. Как правило, аккумулятор при достижении этой границы просто перестает питать устройства.

И если аккумулятор способен продолжать питать устройство на достаточно низких показателях напряжения, то его объем, как правило, намного выше тех, которые отключаются на этой же отметке.

Износ аккумулятора

У каждой батарейки на корпусе стоит численное обозначение его номинальной емкости. Как правило, это обязательная метка от производителя. Но не всегда указанные значения соответствует действительным показателям. Аккумулятор может терять свой объем по некоторым причинам. Например, такой износ емкости аккумулятора характерен в таких случаях, как:

Долгое хранение на складе;
Активная эксплуатация;
Неправильный заряд, а также разряд устройства.

Даже простая эксплуатация приводит к устареванию батареи. Аккумуляторам свойственно терять свою емкость из-за разрушения внутренних пластин. По этой причине АКБ уже не может вобрать заявленное количество энергии, длительно обеспечивать питание устройств.

Показатели, влияющие на емкость

Емкость аккумулятора не является одиночным показателем, который независим. На самом деле он прямо зависит от многих параметров АКБ. К ним можно отнести резервную, энергетическую емкость. Они прямо влияют на номинальное значение.

Энергетическая

Такой показатель АКБ, как энергетическая емкость измеряется в Вт/элементах. Этот параметр указывает на то, что аккумулятор способен отдавать заряд на протяжении некого периода времени с постоянной мощностью. Как правило, временной промежуток составляет 1/4 часа или менее. Такой параметр наиболее популярен за рубежом, но сейчас набирает известность и в России.

Для того, чтобы приблизительно рассчитать энергетическую емкость аккумулятора, которая измеряется в Ампер-час, обозначается как Вт/ч, нужно воспользоваться формулой:

В расчете емкости аккумулятора используются такие обозначения, как:

Q – энергетическая емкость АКБ, получаемая в ходе расчётов;
W – объем аккумулятора, Вт/ч.

По итогу получается простое разделение временного промежутка. При покупке аккумуляторов стоит смотреть на обозначения его энергетического объема.

Резервная

Также у АКБ есть еще один параметр, который характеризует его работоспособность. К ней относится резервный объем батареи. Как правило, такой параметр характерен для аккумуляторов автомобилей.

Эта характеристика говорит о том, что АКБ способно питать движущийся автомобиль, его устройства в то время, когда штатный генератор авто вышел из строя. Резервная измеряется во времени (минуты), за которое разряжается акум с током величиной 25 А.

Для вычисления номинальной емкости АКБ по известным показателям резервной используют следующую формулу:

В уравнении используются такие обозначения емкости:

Q – номинальная;
Т – резервная.

Как проверить ток утечки

С утечкой редко кто сталкивается из пользователей, но все же такие случаи бывают.
Ток утечки – опаснейший, нежелательный феномен для любого перезаряжаемого питания.
Для проверки АКБ 18650 потребуется реостат и мультиметр. Зарядите аккумулятор, подключите реостат и выставите соответствующее сопротивление для получения необходимого тока. С помощью мультиметра снимите показатели во времени, разрядите АКБ и также снимите показания. Все данные занесите в таблицу, которую позднее нужно будет проанализировать на наличие просадки.

Вот вы и узнали, как проверить аккумуляторную батарейку мультиметром.

Как измерить заряд АКБ мультиметром и ничего не повредить внутри?
Для того чтобы проверка прошла действительно успешно, а точнее без повреждения внутренностей, необходимо поставить правильный измерительный диапазон. Так, к примеру, при проверке разности потенциалов у 12-вольтовой батарейки, девайс переводят в диапазон до 20 В.

Есть ли отличия в проверке аккумуляторов для различных устройств

Для того чтобы узнать емкость аккумулятора 1865О, не обязательно бежать за мультиметром или дорогостоящим тестером, вычислить значение можно с помощью специальных инструментов и программного обеспечения. Каждый выбирает для себя подходящий вариант.
Однако, видеоуроков больше на тему тестирования аккумуляторов с мультиметром.
Если вы будете проверять АКБ для ноутбука или машины, действия вам придется выполнять практически одни и те же. Однако приспособления для измерения нужно использовать разные.

Емкость АКБ 18650 можно померить с помощью нагрузки или тестера. Чтобы вычислить емкость аккумулятора, придется действовать как с автомобильной батарейкой.
Если вы знаете, как измерить емкость аккумулятора 18650 и расшифровать маркировку с цветом, то вы сможете контролировать эту важнейшую характеристику и вовремя ставить новый аккумулятор при снижении емкости до минимального установленного значения. Не зная, как правильно измерить емкость, можно долго АКБ использовать с низким значением, что негативно скажется на самой технике, которая зависима от аккумуляторной батареи.

Отличия в проверке работоспособности аккумуляторов для разных устройств есть, но не существенные.
Самое важное, научиться мерить емкость АКБ правильно, тогда не будет возникать особых проблем в будущем. Ведь так или иначе, лучше выполнить профилактические работы, чем покупать новый элемент для замены

Проверка тока

Чтобы понимать, как проверить батарейку тестером, нужно знать параметры накопителя заряда, коим являются и аккумуляторы, и любые переносные элементы питания.

У полностью заряженного источника питания должно быть заданное производителем напряжение на выходных контактах с погрешностью ±5%, и он должен выдавать определенный ток, достаточный для питания нагрузки той мощности, для которой его предполагается применять.

Для того чтобы проверить ток батареек, важно правильно настроить и подключить тестер. Нужно выполнить действия:. Подключить черный провод со щупом в гнездо COM мультиметра, а красный провод — в гнездо, маркированное 10 А;
Установить режим измерения постоянного тока, предел измерений — 10 А;
Кратковременно прикоснуться щупами к выводам батарейки, черным — к минусу, а красным — к плюсу

Подключить черный провод со щупом в гнездо COM мультиметра, а красный провод — в гнездо, маркированное 10 А;
Установить режим измерения постоянного тока, предел измерений — 10 А;
Кратковременно прикоснуться щупами к выводам батарейки, черным — к минусу, а красным — к плюсу

Важно проводить измерение на более 2 секунд, во избежание порчи элемента;
На дисплее отобразится значение тока.. Если величина тока находится в пределах 4 — 6 ампер, то элемент «свежий» и может использоваться по назначению. При показаниях от 3 до 3,9 А ресурс батарейки снижен, но какое-то время она еще будет работать

Если ток равен 1,3 — 2,9 А, такой элемент сможет питать только маломощную аппаратуру. При более низких показателях батарейку лучше заменить, а аккумулятор с такими параметрами нужно зарядить

При показаниях от 3 до 3,9 А ресурс батарейки снижен, но какое-то время она еще будет работать. Если ток равен 1,3 — 2,9 А, такой элемент сможет питать только маломощную аппаратуру. При более низких показателях батарейку лучше заменить, а аккумулятор с такими параметрами нужно зарядить

Если величина тока находится в пределах 4 — 6 ампер, то элемент «свежий» и может использоваться по назначению. При показаниях от 3 до 3,9 А ресурс батарейки снижен, но какое-то время она еще будет работать. Если ток равен 1,3 — 2,9 А, такой элемент сможет питать только маломощную аппаратуру. При более низких показателях батарейку лучше заменить, а аккумулятор с такими параметрами нужно зарядить.

Почему падает ёмкость

Деградация характеристик АКБ, вне зависимости от используемых технологий изготовления, является неизбежной. Обычные кислотные батареи в среднем могут прослужить 3–5 лет. Более современные аккумуляторы увеличили срок службы до 5–6 лет. Изредка встречаются устройства, способные сохранять работоспособность по 7–8 лет.

Потерю ёмкости можно определить по нескольким признакам:

характерный цвет индикатора заряда (белый, красный или чёрный);
щёлканье стартера при попытках запуска двигателя;
более тусклый свет фар;
медленная работа стартера.

Если заряд АКБ низкий, бортовая сеть машины будет испытывать трудности, работать с перебоями, нестабильно.

Можно выделить несколько причин, способных влиять на потери ёмкости:

Сульфатация. Это образование налёта в виде сульфата свинца. Выглядит как белый слой, покрывающий поверхности свинцовых пластин. Затронутые сульфатацией элементы не могут вступать в электрохимическую реакцию, в итоге реальная ёмкость существенно отличается. Даже при зарядке восстановить полную ёмкость не удаётся.
Осыпание пластин. Обычно возникает в результате перезаряда АКБ. Осыпание усиливается, когда уровень электролита падает ниже нормального.
Замыкание. Если полюса замыкает, это влияет на падение ёмкости и напряжения. Выходят из строя отдельные банки. Даже замыкание одной банки не позволяет АКБ нормально работать. Её нужно восстанавливать, либо отправлять на утилизацию.

Каждому автовладельцу необходимо придерживаться правил эксплуатации и соблюдать рекомендации производителей. Это позволит продлить срок службы.

Также стоит периодически проверять параметры ёмкости.

Резервная емкость АКБ

Так как указываемая на корпусе аккумулятора емкость мало связана с реальными условиями эксплуатации, как мы уже выяснили, применяется еще одна характеристика – емкость резервная, которая независимо от прочих параметров АКБ измеряется при разряде батареи фиксированным током 25 А до напряжения 10,5 В при комнатной температуре. Иначе говоря, условия испытания на резервную емкость моделируют ситуацию, когда на остановленном моторе включены потребители (фары, габаритные огни и так далее), и определяется время, в течение которого аккумулятор сохранит возможность поддержания их работы – например, если в дороге отказал генератор. Именно поэтому, несмотря на само слово «емкость» в составе термина, измеряется она не в ампер-часах, а в минутах.

На сколько циклов зарядки рассчитан iPhone

Аккумулятор каждого iPhone рассчитан на 500 циклов зарядки, прежде чем он потеряет более 20% своей ёмкости

Стандартный литий-ионный аккумулятор, которым комплектуются все iPhone независимо от модели, рассчитан на сохранение 80% ёмкости после 500 полных циклов зарядки. Получается, что даже если разряжать смартфон в ноль и заряжать его каждый день, должно пройти не менее полутора лет, прежде чем его автономность начнёт сокращаться. По достижении батареей ёмкости 80% и ниже могут начать возникать проблемы с производительностью из-за того, что смартфон будет принудительно урезать мощность процессора, чтобы минимизировать скачки напряжения и не провоцировать самопроизвольных перезагрузок.

Получается, что сама по себе плохая автономность не является признаком износа. Не исключено, что iPhone разряжается раньше времени из-за сбоев в программном обеспечении, которое может исправить только Apple, или из-за чрезмерной нагрузки, которую создаёте вы сами. Игры, монтаж и просмотр видео по LTE являются довольно ресурсоёмкими процессами, способными провоцировать повышенный расход энергии. А значит, нет ничего необычного в том, что смартфон разрядился в ноль, если вы залипли на пару часов в World of Tanks Blitz или другую игру с трёхмерной графикой и спецэффектами.

Заключение

Приобретая Power Bank определите какая емкость лучше

Следует всегда обращать внимание на производителя. Лучше отказаться от малоизвестных китайских брендов

Определитесь, для зарядки, каких устройств необходимо портативное ЗУ. Если необходим компактный повербанк, можно выбрать модель от 5000 до 10000 мАч в пластиковом корпусе. Такой гаджет легко переносить с собой даже в кармане куртки или брюк. Более мощные устройства производятся в металлическом корпусе, от чего весят несколько больше. Существуют и такие Power Bank, которые на лицевой панели имеют солнечную батарею для дополнительной зарядки от солнца.

Ёмкость автомобильного аккумулятора