Емкость аккумулятора: как определить и на что влияет?
Емкость аккумулятора является одной из важнейших технических характеристик изделия и часто становится решающим критерием при выборе аккумулятора. Но что показывает емкость, с чем она связана и что может на нее влиять? Сейчас разберёмся.
Вычисление емкости
Емкость – это показатель, демонстрирующий, какой период времени аккумулятор может поддерживать ту или иную нагрузку. Емкость измеряется в ампер-часах, а в малообъемных (к примеру, телефонных) моделях – миллиампер-часах.
Уже по единице измерения можно понять, что она вычисляется путем умножения постоянного тока разряда, на время этого самого разряда. Следовательно, емкость (Е) = I х T, где I заряд в амперах, а Т – часы. Емкость батареи можно определить, сложив емкость всех входящих в нее аккумуляторов.
Различия между емкостью и энергией
Показатель емкости аккумулятора не полностью отображает энергию, которая может хранится в нем при полной зарядке. Это связано с тем, что энергия возрастает прямо пропорционально к напряжению, поэтому реальная энергия аккумулятора вычисляется по следующей формуле:
Энергия = I х U х T, что в расшифровке значит напряжение, умноженное на ток и на время протекания тока.
Поэтому чтобы получить показатель энергии аккумулятора нужно его емкость умножить на напряжение, то есть W [Вт*час]= E х U.
При вычислении энергии аккумуляторной батареи с последовательно подключенными аккумуляторами энергию одного аккумулятора следует умножить на их количество в батарее.
Различия между емкостью и заряженностью
Заряд аккумулятора и емкость – не одно и то же, важно различать эти понятия, покупая аккумулятор в Альтшоп или любом другом магазине. Емкость, как уже говорилось, показывает, сколько времени аккумулятор сможет обеспечивать нагрузку при полном заряде. Заряд же показывает реальное количество накопленной энергии. То есть емкость – статичный показатель, а заряд – динамичный.
Простой пример – емкость показывает объём стакана, а заряд реальное количество воды, которое в ней содержится сейчас.
Влияние износа и температуры на емкость аккумулятора
Влияние температуры зависит от того, какой материал используется в аккумуляторе. Так в моделях со свинцовыми пластинами при повышении температуры от +20 до +40 емкость увеличивается до 5%, снижение температуры на них практически не влияет. Но, вот гелиевые аккумуляторы при падении температуры от +20 к 0 теряют порядка 15% емкости, а при дальнейшем ее снижении до – 20 еще 25%.
Что касается емкости, то в свинцовых моделях она примерно равна заявленной производителем. Однако несколько циклов разрядки-зарядки могут увеличить ее на несколько процентов. Последующее использование или пассивное хранение аккумулятора снижаем его емкость из-за разрушения материала, который лежит в его основании.
Если изношенный аккумулятор быстро садится и заряжается, его нужно заменить новым (кстати, хороший выбор тут). Использование неисправного аккумулятора может привести к снижению эффективности и сбоям в работе питаемого от него устройства.
Означает ли больше ампер больше мощности? Все, что вам нужно знать о емкости аккумулятора
Когда вы видите на батарее буквы «Aч», это означает, что это ампер-часы. Имеется в виду зарядная емкость аккумулятора.
Давайте посмотрим, что именно это означает.
Когда вы видите буквы “Ач” на вашей батарее, это означает амперные часы или ампер-час. Это относится к зарядной емкости аккумулятора. Именно столько тока вы можете ожидать от вашего инструмента в течение часа. Допустим, у вашей батареи 2,0 Ач. Это означает, что он будет потреблять 2 ампера мощности и будет разряжен после часа непрерывного использования. Имейте в виду, что это в идеальных условиях.
Когда мы говорим об амперах, мы говорим о том, сколько электричества течет в секунду. Если количество усилителей увеличивается, то ток, протекающий через устройство в секунду, также увеличивается. Электрическое устройство обычно работает при фиксированном напряжении, но количество потребляемых им усилителей может варьироваться в зависимости, например, от положения вашего двигателя для троллинга.
Обычно, если батарея имеет емкость не менее 4 Ач, она будет заметно отображаться где-то на батарее, как 5 Ач. Теоретически, батарея емкостью 4 Ач должна работать в два раза дольше, чем батарея емкостью 2 Ач. Однако всегда есть смягчающие факторы. Например, сила тока инструмента, используемого с батареей, и то, как была сконструирована батарея, влияют на продолжительность времени работы, которое вы можете ожидать. Если батареи подключены последовательно, это может удвоить напряжение, но не увеличить время работы вашего электроинструмента.
Ампер-час описывает способный заряд батареи. Теоретически мы можем непрерывно подавать 4 ампер в течение 60 минут, прежде чем разрядится наша батарея на 4 ампер в час. Теперь это в идеальных условиях, при идеальной температуре, отсутствии вибрации и постоянной мощности. Мы говорим “способный заряд”, потому что в реальном мире вы никогда не соответствуете этим идеальным условиям. Просто подумайте о часе работы в усилителе как о способе узнать, что одна батарея содержит больше заряда, чем другая. Вы сможете дольше пользоваться своими дрелями, циркулярными пилами и лобзиками, прежде чем разрядится аккумулятор.
�� Что делает аккумулятор емкостью 2 Ач или 5 Ач?
Например, батарея 18 В (или максимум 20 В) емкостью 2 Ач имеет 5 ячеек, и каждая из этих ячеек является ячейкой 3,6 В, 2 Ач. Все 5 подключены последовательно, поэтому их напряжение объединено, но не их мощность в час. Пять батарей 3,6 В, 2 Ач, соединенных последовательно, дают батарею 18 В, 2 Ач.
Большая батарея имеет два блока по 5 элементов, в общей сложности 10 элементов. Ячейки имеют одинаковое напряжение 3,6 В, но имеют большую емкость при 2,5 Ач. Каждая упаковка по 5 штук соединяется последовательно, а затем две упаковки соединяются друг с другом параллельно. При параллельном подключении ячеек объединяется номинальная мощность в амперах, но не их напряжение – противоположность последовательному подключению.
Хотя номинальная мощность в ампер-часах не равна мощности, вы, как правило, получаете немного больше энергии от большей батареи. Причина в том, что 10 элементов выполняют ту работу, которую выполняют только 5 элементов в меньшей батарее, и она способна более последовательно удовлетворять потребности инструмента.
�� Какую емкость Аккумуляторных батарей для электроинструментов Вы используете или покупаете?
Когда вы покупаете комплект аккумуляторых электроинструментов, выбор батареи, как правило, уже сделан за вас. Существуют различные причины, по которым пользователи могут покупать дополнительные аккумуляторы. Возможно, вы предпочитаете покупать простые инструменты, расширяете свой набор беспроводных инструментов, заменяете старые батареи или просто хотите больше батарей.
Что касается всех остальных, как выбрать одно из них вместо другого? Как правило, батарейный блок большего форм-фактора может соответствовать производительности батареи меньшего форм-фактора следующего более высокого уровня. То есть предполагается, что 5-элементная батарея типа “С высокой производительностью” должна обеспечивать требования к питанию – но не обязательно время работы – стандартных 10-элементных батарей.
Раньше все было просто. Если вы хотите увеличить время работы, перейдите на батарею с большей емкостью заряда. Не было никакого перекрытия, было просто два физических размера батареи и легко расшифруемая шкала увеличения емкости заряда. Вы заплатили больше за более длительное время работы, а также могли бы рассчитать соотношение доллара за ампер-час, чтобы получить максимальную отдачу от своего доллара.
Батарея с более высокой емкостью Aч – хорошая идея, так как она будет обеспечивать питание устройства гораздо дольше, прежде чем заряжать его. Кроме того, они могут обеспечить большую мощность и производительность по сравнению с устройствами с более низким рейтингом Aч.
В результате вы сможете выполнить больше работы до того, как потребуется зарядить аккумулятор с более высоким рейтингом Aч.
�� Например, мы проверим различия между батареями 2Ah и 4Ah?
Есть несколько различий между батареями 2Ah и 4Ah, о которых вам нужно знать.
Физические Размеры: Другое различие касается размеров этих батарей. Как правило, батареи емкостью 2 Ач имеют размеры от 4,8 х 3,2 х 2,2 дюйма до 7 х 7 х 3 дюйма. Что касается батарей емкостью 4 Ач, то они имеют размеры от 6,5 х 4 х 3 дюйма до 8,25 х 4,63 х 3,38 дюйма.
Некоторые марки аккумуляторов, как правило, предоставляют батареи емкостью 4 Ач с тем же физическим размером, что и 2 Ач. Это позволяет пользователям обмениваться батареей емкостью 4 Ач и иметь больше рабочего времени с помощью своего беспроводного электроинструмента.
Вес: Разница в размерах также приводит к разнице в весе, что важно, если вы используете свой беспроводной инструмент каждый день на заготовках. В этих случаях выбор более легкой батареи может помочь вам эффективно выполнять работу, не утомляясь держать ее в руках.
Емкость батареи: Первое различие между батареями емкостью 2 Ач и 4 Ач относится к энергетической емкости. В 4Ah больше места для хранения большего количества энергии. В свою очередь, это означает, что он будет дольше обеспечивать питание беспроводных инструментов; он будет обеспечивать питание в два раза дольше, чем батарея емкостью 2 Ач.
На что влияет емкость аккумулятора?
Современный человек в своем быту постоянно использует аккумуляторную технику. Это могут быть и различные гаджеты (смартфон или плеер, например), и электроинструмент (аккумуляторные шуруповерты, перфораторы, пилы и т.д.). Кроме того, аккумулятор есть и в автомобиле, который хоть и не отнесешь к аккумуляторной технике, но без батареи завести его не получится.
У каждого аккумулятора есть такой параметр, как емкость. В этой статье мы рассмотрим, на что влияет эта характеристика при работе той или иной техники.
Что означает емкость?
Итак, емкость можно по другому назвать вместительность. То есть, если говорить просто, то она означает, насколько много заряда может вместить в себя батарея. Измеряется эта характеристика в такой единице, как ампер-час (Ач). С одной стороны в этой единице содержится такая мера, как «ампер», обозначающая силу тока, а с другой стороны, здесь есть и единица «час», измеряющая время. То есть простыми словами количество ампер-часов показывает, нагрузку с какой силой тока нужно подсоединить к аккумулятору, чтобы посадить его полностью за час.
Но не все так просто. Аккумулятор — это такая штука, которая тем быстрее садится, чем больше нагрузку к нему подсоединить. К примеру, взять аккумулятор на 60 Ач. Если у нему подсоединить небольшую нагрузку в 3 А, то он сядет примерно за 20 часов. А вот, если нагрузка будет 60 А, то, к сожалению, час он проработать не сможет. Такая зависимость была выведена немецким ученым Пейкертом, в честь которого назван соответствующий коэффициент. Есть специальная формула по вычислению реальной емкости аккумулятора при том или ином значении подключенной силы тока. Здесь мы не будет вас ею нагружать, просто примите к сведению, что такая зависимость есть и все.
Ну и вам, наверное, уже стало понятно, что чем больше емкость, тем дольше может проработать прибор, подсоединенный к аккумулятору на одной его зарядке. Это прежде всего касается гаджетов и инструмента. С автомобилями нужно рассмотреть ситуацию с емкость несколько с другой стороны.
Емкость автомобильного аккумулятора
На автомобиле аккумулятор предназначен, прежде всего, для питания стартера, который раскручивает двигатель, позволяя ему завестись. Конечно, при выключенном моторе от батареи питаются и другие электроприборы автомобиля. Но основное назначение — это питание стартера.
Чтобы провернуть коленчатый вал двигателя, требуется стартер достаточной мощности, который по сути представляет собой обычный электродвигатель. Так вот, например, на автомобилях с двигателем объемом 1,3 — 1,6 л требуется около 1,5 кВт мощности. А это значит, что потребляемая сила тока составит около 120 А. На таких машинах устанавливают обычно батареи с емкостью 55-60 Ач. То есть такой емкости в идеале должно хватить на полчаса вращения стартера. Но выше мы отметили, что при большом токе время работы от одной зарядки сокращается. Плюс у нас еще бывает зимняя эксплуатация, когда холодный аккумулятор просто из-за низких температур теряет свою емкость. Также нужно отметить, что ток зарядки от генератора во время движения не очень высокий, поэтому хоть аккумулятор и несколько дозаряжается во время поездок, все равно с каждым пуском заряда в нем остается меньше.
Таким образом, производителями была высчитана оптимальная емкость батареи при том или ином объеме двигателя. Ее можно узнать из паспорта автомобиля или найти в Интернете конкретно для вашего авто. Если купить аккумулятор меньшей емкости, то придется довольно часто его заряжать. Покупка же более емкой батареи позволит иметь дополнительный запас заряда, что особенно полезно в зимнее время. Но не стоит увлекаться и брать значительно более емкие аккумуляторы. Чем больше емкость, тем меньше в батарее ее внутреннее сопротивление. А поскольку стартер рассчитан на работу с определенным диапазоном сопротивления, использование слишком емкого аккумулятора, сопротивление которого выходит за рамки этого диапазона, может привести к преждевременному выходу стартера из строя.
Заключение
Итак, если по простому, то емкость аккумулятора влияет на время беспрерывной работы подключенного к нему прибора от одной зарядки. Чем она больше — тем дольше работает прибор.
У автомобильных аккумуляторов емкость должна быть тем больше, чем больше объем двигателя машины. Можно приобретать более емкие батареи, чем указано производителем, но не стоит сильно этим увлекаться, так как параметр внутреннего сопротивления аккумулятора влияет на срок службы стартера.
Нужно ли гнаться за большой ёмкостью автомобильного аккумулятора
Объясняем, почему самая ёмкая и дорогая батарея далеко не всегда является лучшим выбором.
Автомобильный аккумулятор – расходник, подлежащий замене всего через несколько лет после покупки автомобиля. Когда батарея выходит из строя, перед автолюбителями встаёт непраздный вопрос – что выбрать взамен и как на этом не погореть. Самое простое, и, пожалуй, правильное, — купить и установить аналогичную по ёмкости батарею. Однако этим путём идут далеко не все. Искушение поступить по-своему велико, ведь в продаже имеется множество идентичных по физическим размерам, но иных по ёмкости аккумуляторов. Любой из них вполне можно применить, достаточно соблюсти полярность. И всё же, нюансы есть. Ёмкость – это главный параметр батареи, пренебрегать которым не стоит. Он измеряется в Ампер-часах и показывает, сколько часов аккумулятор может выдавать напряжение в 12 Вольт при силе тока 1 Ампер. Иными словами, чем больше ёмкость, тем сложнее её полностью истратить, и наоборот.
На практике большая ёмкость батареи сулит вам возможность гораздо дольше крутить стартер автомобиля, слушать музыку или подсвечивать палатку ночью при выключенном двигателе. Именно она спасает водителей при неуверенном запуске мотора в период экстремально низких зимних температур. От неё же зависит, как далеко вы сможете двигаться своим ходом при перебоях в работе или полном отказе автомобильного генератора. Внушительный список, не правда ли?! А как отреагирует бортовая сеть автомобиля, генератор и стартер на увеличение или уменьшение ёмкости батареи. Ответ прост – никак!
Больше всего энергии, как известно, тратится во время запуска двигателя. Стартер высасывает одинаковое её количество как при пуске от большой по ёмкости батареи, так и от меньшей. А значит, и на подзарядку условных батарей генератору потребуется одно и то же время. Нагрузка на этот узел при увеличении или уменьшении ёмкости аккумулятора не возрастает и не уменьшается. К слову, современный генератор на всех машинах работает совершенно одинаково, и ему глубоко плевать на ёмкость аккумулятора. Работа агрегата зависит исключительно от текущего уровня потребления в бортовой сети. Чем больше задействовано потребителей, тем больше он вынужден вырабатывать энергии. При этом ток, потребляемый аккумулятором во время подзарядки, в десятки раз ниже того, что может выдавать исправный генератор. А как же стартер? Нагрузка на него зависит исключительно от того, как долго автомобилист крутит моторчик во время пуска. Чем больше ёмкость батареи, тем дольше можно насиловать этот агрегат – вероятность спалить его резко увеличивается.
Теперь к главному – какой же на самом деле аккумулятор предпочтительнее выбрать. Оптимальной станет батарея штатной ёмкости – именно той, что применил производитель транспортного средства при сборке машины на конвейере. Будьте уверены, заводские инженеры сделали правильный выбор в пользу отличного баланса – невысокой цены аккумулятора и достаточной для беспроблемного пуска двигателя в любых условиях ёмкости. Однако это правило работает не всегда.
Жители южных регионов, где температура редко опускается до минус 10-15 градусов Цельсия, без последствий могут сэкономить, выбрав меньшую по размеру и более дешёвую батарейку пониженной ёмкости. На эксплуатационных свойствах это никак не отразится и поможет сэкономить как напрямую (во время покупки), так и косвенно. Ёмкая батарея – это гораздо больший вес. А лишний вес, как известно, — впустую потраченное топливо. Северянам напротив не помешает увеличение ёмкости аккумулятора. Правда, лишь в том случае, если машина эксплуатируется даже в лютые морозы — «большего» аккумулятора хватит на большее количество «холодных» пусков. Никаких других премудростей здесь попросту нет.