Что означает внутреннее сопротивление в аккумуляторе и как его измерять

Каждый водитель обязан содержать свой автомобиль в хорошем рабочем состоянии. Необходимо обратить внимание на многие детали, включая аккумулятор.

Что такое внутреннее сопротивление батареи и как его измерить?

Одним из параметров, которые можно и иногда нужно измерять, является внутреннее сопротивление.

На величину внутреннего сопротивления влияет множество факторов. Существует также множество способов его измерения. Все это можно сделать вручную.

Понятие внутреннего сопротивления

Для начала необходимо понять суть внутреннего сопротивления в автомобильных аккумуляторах.

Если взять за основу новый и полностью заряженный аккумулятор, то напряжение в таком источнике питания составляет 13 В. При подключении батареи к приемнику с минимальным сопротивлением 1 Ом, измерения омметром показывают, что ток вовсе не равен ожидаемым 13 А, а несколько меньше. В районе 12,2 В.

И здесь многие скажут, что существует закон Ома, в котором формула выглядит следующим образом:

I = U/R

Отсюда следует, что разделив 13 В напряжения на 1 Ом сопротивления, мы должны получить 13 А.

Расхождение с законом Ома объясняется тем, что сопротивление возникает не только на нагрузке, но и на питании.

Реакция, в результате которой вырабатывается электроэнергия, происходит с некоторой задержкой. Сила тока уменьшается при подключении нагрузки к аккумулятору, в том числе из-за внутренних процессов в аккумуляторе.

Существует множество факторов, которые могут тем или иным образом влиять на значение внутреннего сопротивления. Принято считать, что именно из-за изменения этой характеристики возникают различные проблемы с батареей. Более конкретно, проблемы возникают при увеличении внутреннего сопротивления.

Значение внутреннего сопротивления является относительным. Он не является постоянной величиной и может изменяться в зависимости от факторов, влияющих на аккумулятор, включая состояние самого аккумулятора.

Показатели нормы

Поскольку внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора не является постоянной величиной, многие люди, естественно, интересуются его нормальным значением.

Обычно внутреннее сопротивление можно представить в виде резистора с некоторым сопротивлением, подключенного последовательно с батареей.

Чем больше батарея, тем меньше внутреннее сопротивление (IC). Если это новая и полностью заряженная батарея емкостью от 70 до 100 Ач, то при нормальных условиях этот параметр будет составлять от 3 до 7 мОм. Если температура начинает снижаться, скорость реакции химических процессов уменьшается, а сопротивление увеличивается.

Однако нельзя сказать, что от 3 до 7 мОм — это норма, и что такое сопротивление должно присутствовать в каждом аккумуляторе под капотом автомобиля.

Читайте также:  Проверка и повышение плотности электролита своими руками

Наименьшее значение традиционно для новых батарей. На эти значения в основном влияет конструкция токоведущих элементов и их сопротивление. Однако постепенно сопротивление, а именно внутреннее сопротивление, того же свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора начинает меняться в сторону увеличения. Это связано с началом использования, во время которого происходят необратимые изменения. В частности, снижается активность пластин, выпадает осадок сульфата и изменяются характеристики самого электролита. В результате EC увеличивается.

Что такое внутреннее сопротивление батареи и как его измерить?

Если говорить о том, от чего зависит этот параметр, то стоит отметить следующие факторы

  • конструктивные характеристики батареи;
  • мощность;
  • степень разрядки;
  • сульфатация;
  • внутренние переломы;
  • количество электролита;
  • концентрация (соотношение) электролита;
  • температура;
  • рабочий ток батареи и т.д.

На самом деле это величина, на которую влияет ряд внутренних и внешних факторов.

Особенности проверки

Многим людям интересно и важно знать, как измерить текущее внутреннее сопротивление батареи и что для этого нужно.

Измерительные приборы, отражающие взаимосвязь между внутренней проводимостью и емкостью аккумулятора, уже давно доступны водителям. Они могут быть использованы для оценки:

  • Состояние батареи под нагрузкой, основанное на напряжении при постоянном токе;
  • Сопротивление при переменном токе;
  • Различия в спектре.

Все эти методы, которые пытаются определить внутреннее сопротивление батареи, дают только качественную оценку ее состояния. Количественные значения не могут быть получены. Это связано с тем, что по переменному току невозможно определить, как долго батарея будет работать под нагрузкой. Это означает, что нет четкой зависимости между емкостью и проводимостью.

Эксперты рекомендуют регулярно проводить измерения внутреннего сопротивления, чтобы получить более точное представление о состоянии батареи.

Значения внутреннего сопротивления увеличиваются примерно на 5% каждый год. Если ежегодное увеличение составляет более 8%, следует тщательно проверить состояние батареи.

Что влияет на импеданс

Параметры проводимости батареи рассчитываются на основе ЭДС, нагрузки и силы тока. В результате получается гипотетическая, переменная величина, на которую влияют следующие факторы

  • размер и форма батареи;
  • конструктивные особенности;
  • текущее состояние электролита;
  • наличие или отсутствие легирующих добавок;
  • состояние контактов.

На ЭК особое влияние оказывает электролит. А именно его состав, концентрацию, температурные характеристики.

Что такое внутреннее сопротивление батареи и как его измерить?

Существует четкая корреляция между сопротивлением и составом электролита:

  • Свинцово-кислотные батареи имеют самые низкие показатели и могут отдавать ток до 2,5 кА для запуска двигателя внутреннего сгорания;
  • Никель-кадмиевые батареи имеют самое низкое внутреннее сопротивление, которое может сохраняться после 1000 циклов заряда и разряда;
  • NiMh аккумуляторы имеют изначально более высокое сопротивление, которое увеличивается после 300-400 циклов;
  • Литий-ионные батареи занимают промежуточное положение между двумя предыдущими батареями.
Читайте также:  Что нужно знать об автомобильных аккумуляторах Delkor

Существует несколько способов проверки внутреннего сопротивления аккумулятора под капотом автомобиля.

Переменным током

Если мы выберем самый простой способ, то это питание от сети переменного тока.

В этом случае вам понадобится специальный прибор для измерения текущего внутреннего сопротивления на автомобильном аккумуляторе. Вам необходимо вооружиться:

  • фиксированный резистор с определенным номиналом;
  • Ограничительный трансформатор;
  • конденсатор;
  • цифровой вольтметр.

Хотя этот метод считается простым, при его использовании невозможно точно рассчитать и узнать параметры сопротивления. Кроме того, он редко применяется к автомобильным батареям. Есть более эффективные решения.

Постоянной нагрузкой

Метод постоянной нагрузки используется гораздо чаще, поскольку он считается более точным. Он активно используется для проведения испытаний BC на автомобильных батареях.

Суть процедуры заключается в разрядке аккумулятора под нагрузкой в течение нескольких секунд, а затем с помощью вольтметра измеряются параметры напряжения до и после разряда. Используя закон Ома, можно произвести расчеты.

Этот метод не подходит для батарей с длительным сроком службы, поскольку он не отражает фактического состояния.

Короткоимпульсным методом

Еще один относительно новый метод коротких импульсов имеет некоторые преимущества:

  • Нет необходимости снимать и отсоединять аккумулятор;
  • Напряжение не меняется в течение длительного времени;
  • Тестирование не влияет на состояние батареи
  • Единственный необходимый прибор — вольтметр.

Параллельно проверяется емкость батареи в новом и изношенном состоянии. При этом учитываются токи и короткие замыкания. Это позволит вам оценить состояние батареи.

Как сделать замеры

Покупка коммерческого измерительного прибора для проверки внутреннего сопротивления батарей — не совсем рациональное решение для автолюбителя.

Что такое внутреннее сопротивление батареи и как его измерить

Для наиболее точного измерения необходимо использовать графики кривой разряда. Это невозможно сделать в гаражных условиях. На импеданс влияет то, насколько сильно заряжена батарея, приложенная нагрузка, показания температуры и т.д.

Поэтому используется упрощенный тестер внутреннего сопротивления, с помощью которого водитель может сам проверить состояние своего аккумулятора.

В этом случае можно использовать автомобильную фару (не светодиодную) мощностью около 60 Вт и мультиметр.

  • Лампа и мультиметр подключены последовательно с батареей;
  • показания вольтметра снимаются при подключенной нагрузке;
  • отключается нагрузка и проверяется напряжение без нагрузки;
  • сравниваются значения.

Расчеты производятся на основе закона Ома. Если разница в напряжении не превышает 0,02 В, состояние батареи можно охарактеризовать как хорошее. Это означает, что внутреннее сопротивление составляет менее 0,01 Ом.

Лучше всего использовать цифровой мультиметр или вольтметр, так как стрелочный прибор не дает точных результатов.

Если по какой-то причине вы не удовлетворены результатами этого теста или не уверены в правильности проведенных измерений, вы всегда можете обратиться к специалисту. За определенную плату они проведут комплексную диагностику батареи, сделают выводы о ее текущем состоянии и укажут точные значения внутреннего сопротивления в условиях специализированного оборудования.

Читайте также:  Что делать, если пропала зарядка аккумулятора на Hyundai Solaris

В специализированных мастерских используется несколько тестеров.

  • Зарядное устройство. Они используются для проверки параметров напряжения. С их помощью можно установить определенную нагрузку, считать рабочие параметры батареи.
  • Устройства, позволяющие установить взаимосвязь между параметром внутреннего сопротивления и состоянием батареи.
  • Измерители спектра. Они используются для определения проводимости в условиях постоянного и переменного тока.

Все эти измерительные приборы так или иначе помогают измерить внутреннее сопротивление в батареях. Задача испытателей — определить производительность батареи, ее текущую емкость, время зарядки и разрядки. Все эти ценности связаны друг с другом. Но некоторые в большей степени, а некоторые в меньшей.

Что ещё важно учитывать

Если мотоциклист решил самостоятельно проверить значения импеданса, стоит предварительно остановиться на нескольких нюансах.

  • Не полагайтесь на абсолютные, средние или любые другие значения, которые мы узнали из литературы, спросили у друзей или знакомых. Гораздо эффективнее сравнить текущие значения со значениями, полученными при первом запуске батареи. Это позволит более объективно оценить текущее состояние.
  • Каждая батарея имеет свои стандарты на внутреннее сопротивление и другие параметры. Соответствующие цифры обычно можно найти на самом корпусе или в сопроводительном руководстве. Не поленитесь заглянуть в документацию и изучить все, что написано на самой батарее.
  • Периодические проверки импеданса, даже с использованием лампы и мультиметра, которые дают приблизительные значения, позволяют контролировать состояние батареи. Иногда изменения значений просто указывают на проблему в электрической цепи. Или это прямой сигнал о необходимости замены батареи в ближайшем будущем.

Да, внутреннее сопротивление имеет определенное значение. Если вы будете регулярно следить за ним, вы сможете предупредить о некоторых проблемах и предсказать неизбежный отказ батареи.

Кроме того, измерения можно проводить как в гараже своими руками, так и в специализированных мастерских. Последний вариант дороже, но рассчитанные значения более точные.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Авто аккумуляторы