Что такое емкость аккумулятора

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.

Что такое емкость аккумуляторной батареи?

Емкостный параметр в современном аккумуляторе – одна из самых важных характеристик. Под данным понятием понимается следующее: емкость аккумулятора показывает количество часов, на протяжении которых может питать в автономном режиме подключенных потребителей. Иными словами этот параметр отражает максимальный запас энергии, который накапливается при полном заряде. Обозначение емкости осуществляется в А-ч (ампер-часы).

Рассчитываем емкостные показатели

Аккумуляторная мощность измеряется и обозначается в ваттах. В свою очередь, как мы уже определили, емкостный показатель батареи – это А-ч. Для того чтобы рассчитать батарейную емкость для подпитки определенного и конкретного типа техники, необходимо сделать небольшие перерасчеты. Для лучшей ориентации в данной ситуации возьмем наглядный пример.

Допустим, на аккумулятор действует нагрузка мощностью пятьсот Вт. При этом необходимо, что аккумулятор зарезервировал для данной нагрузки три часа автономной работы. Отметим, что «количество» энергии, накопленной батареей, зависит не только от его емкостных параметров, но и от номинального напряжения. Поэтому следует поделить общие мощностные параметры оборудования для резерва на показатель напряжения.

Итак, для классической модели 12В выведем следующую формулу: Q = ( P * t )/( V * k ). Расшифруем данные параметры:

Q – получаемый емкостный параметр нашей аккумуляторной батареи;
P – это мощностная нагрузка на наш аккумулятор, измеряемая в Вт;
V – параметр напряжения каждой батареи;
t – это параметр времени, необходимого для резервирования;
k – коэффициент использования резервов батареи (энергетический запас, который допустим для использования энергетическими потребителями).

Самый спорный параметр в данной формуле – это коэффициент k . Ввод данного коэффициента обусловлен тем, что аккумулятор может быть заряжен недостаточно. Кроме того, глубокий разряд, который следует за буферным циклом небольших зарядно-разрядных процессов, приводит к тому, что батарея теряет свою работоспособность, изнашивается. Например, если аккумуляторную батарею разряжать на тридцать процентов от ее общего емкостного параметра, а затем снова ставить на зарядный процесс, то таких циклов может быть около тысячи. Если же ее разряжать на семьдесят процентов, то показатель стремительно уменьшается – до двухсот.

Итак, рассчитываем емкость нашей батареи. Помним, что наша нагрузка находится на уровне 500 Вт, а требуемое время резерва бесперебойника – три часа. При этом показатель напряжения – стандартный 12 В, а коэффициент условно возьмем за 0.7. Что же у нас получается: Q = 500*3/12*0.7 = 178.6 А-ч.

Таким образом, аккумуляторная батарея емкостью 178.6 А-ч является минимальной по данному параметру, которая требуется для вышеописанного случая. В идеале необходимо брать батарею с запасом, чтобы аккумулятор не подвергался постоянным сильным разрядом (примерно двадцать процентов запас). Следовательно, Q = 178.6*1.2 = 214.3 А-ч.

Соответственно, для вышеозначенной ситуации следует купить аккумуляторную батарею емкостью не менее 215 ампер-часов.

Емкость аккумулятора: что же измеряется в ампер-часах

Емкость автомобильного аккумулятора – это способность батареи хранить определенное количество энергии. За емкость аккумулятора отвечает количество активной массы на электродах аккумуляторной батареи. Емкость аккумулятора определяется количество активной массы (сульфата свинца) на электродах аккумулятора, поэтому емкость аккумулятора напрямую зависит от количестве пластин и их толщины. То есть чем больше активной массы, тем больше ампер часов аккумулятора и дольше времени аккумулятор способен выдавать напряжение для стартера. Так как карбюраторные автомобили заводились в мороз неохотно и перед запуском двигателя приходилось серьезно «поколдовать», приобретали аккумулятор увеличенной мощности. Это позволяло долго крутить коленчатый вал, а в случае, если залили свечи, можно было их просушить/прокалить и пытаться запустить двигатель снова.

Что такое ампер-час

Согласно ГОСТа 2008 года, Ампер/час – это способность аккумулятора выдавать ток в 200 ампер при температуре -18 градусов на протяжении определённого количества времени. Именно это количество часов является теми самыми «ампер-часами».

Сколько ампер часов в батарейке и телефоне

Мизинчиковый аккумулятор типа Ni-Mh класса AAA имеет емкость 0,8-1,2 Ампера, а пальчиковый аккумулятор AA – 2,7-3,2 А/ч.

Аккумулятор телефона Samsung A5 2017 имеет батарею 3 А/ч, а Iphone X – 2,9 А/ч

Как измерить емкость аккумулятора

Проверить номинальную емкость автомобильного аккумулятора в домашний условиях практически невозможно. Но самостоятельно вы можете измерить резервную емкость аккумулятора. Она равно времени в минутах, которое автомобиль без света фар и дополнительных потребителей может проехать с неисправным генератором. При чем, некоторые Кулибины утверждают, что емкость аккумулятора можно проверить с помощью мультиметра – это миф. Часто емкость аккумулятора прямо пропорциональна его массе.

Мифы о емкости аккумулятора

Можно ли сжечь электрооборудование, если поставить аккумулятор большой емкостью.

Нет, сжечь электрооборудование таким образом нельзя.

Емкость аккумуляторной батареи.

Емкость аккумуляторов — количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).
Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:
C=Ip _* tp, где С– емкость, Ач;
Ip – сила разрядного тока, А;
Tp – время разряда, Ч.
Номинальная емкость — емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.
Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.
Пример оценки ёмкости батареи 20-часовым режимом разряда, током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости).
Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.
Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.
Емкость остаточная – величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечного напряжения .
Резервная ёмкость аккумуляторной батареи — время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.
Емкость зарядная — количество электричества, сообщаемое аккумулятору во время заряда . Зарядная емкость АКБ всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.
При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I _* t, где t — время заряда.
Измерение емкости ведется до падения напряжения хотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.
В течение срока службы емкость АКБ изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.
Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличия посторонних примесей в электролите и других факторов.
При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.
С повышением температуры электролита емкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы . Это происходит потому, что при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление. Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.
При низких же температурах емкость и полезное действие АКБ быстро уменьшается.
Если увеличить концентрацию ( плотность электролита ), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.