Внутреннее сопротивление аккумулятора является важнейшей характеристикой. По нему достаточно точно определяется общее состояние батареи и оставшийся ресурс. Тестеры АКБ рассчитывают максимальный пусковой ток именно на основании внутреннего сопротивления. Чтобы измерить этот параметр точно, нужен специальный прибор. Примерно это же самое позволяет сделать самый простой мультиметр и закон Ома.
Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?
Внутреннее сопротивление АКБ — это сопротивление, которое аккумулятор оказывает протекающему по нему электрическому току. Чем оно ниже, тем лучше. Схематически его можно представить, как источник ЭДС с последовательно подключённым к нему резистором. Это показано на рисунке ниже.
Физически внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора складывается из нескольких факторов, обусловленных его устройством. Наименьшим образом на это влияет свинец, из которого изготовлены пластины и клеммы АКБ.
Электролит в заряженном аккумуляторе содержит много серной кислоты и является хорошим проводником электрического тока. В электролите разряженного аккумулятора кислоты мало, и он больше состоит из дистиллированной воды, которая плохо проводит ток.
Самый значимый фактор, влияющий на внутреннее сопротивление АКБ, это площадь активных свинцовых пластин. Когда батарея новая, эта площадь максимальная, так как пластины не закрыты сульфатом свинца. Когда сульфатов много, они уменьшают активную площадь, которая может контактировать и взаимодействовать с электролитом. Это явление называется сульфатацией и оно очень сильно влияет на внутреннее сопротивление аккумулятора автомобиля.
В новом аккумуляторе тоже может наблюдаться внутреннее сопротивление, превышающее норму. Основная причина — производитель сэкономил на свинце, сократив количество пластин, что напрямую влияет на рассматриваемую характеристику АКБ. В процессе эксплуатации свинцовые пластины имеют свойство разрушаться и осыпаться. Этот процесс тоже увеличивает внутреннее сопротивление АКБ, снижая другие его характеристики.
Какое должно быть внутреннее сопротивление аккумулятора?
Нормальное внутреннее сопротивление исправного заряженного автомобильного аккумулятора с жидким электролитом находится в пределах 4-6 мОм. У AGM оно ниже за счёт специфического устройства — 3-4 мОм. Через 4 года эксплуатации этот параметр может увеличиться до 13-15 мОм. В таком состоянии АКБ ещё способна кое-как работать, но многого от неё ждать не стоит. Если внутреннее сопротивление кислотного аккумулятора превышает 20-30 мОм — он считается непригодным для дальнейшей эксплуатации.
Как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора?
Измерить внутреннее сопротивление АКБ при помощи обычного омметра невозможно. Обусловлено это тем, что аккумулятор — это не только резистор, но и включённый с ним последовательно источник ЭДС. Самый простой и доступный способ найти внутреннее сопротивление аккумулятора — это измерить падение напряжение на его выводах под известной нагрузкой. Затем, используя закон Ома, рассчитать сопротивление по этой формуле:
R = U / I;
где R — внутреннее сопротивление АКБ;
U — падение напряжения под известной нагрузкой;
I — известная нагрузка.
Этот метод программно заложен в тестерах внутреннего сопротивления аккумуляторов. Также его можно применить для расчёта при помощи простого мультиметра.
Специальный тестер АКБ
Измерение внутреннего сопротивления АКБ при помощи специального тестера — это самый простой и достаточно точный способ. В прибор нужно ввести исходные данные и подключить его к выводам аккумулятора. Тестер измерит напряжение без нагрузки, затем нагрузит АКБ небольшим током, и по падению напряжения рассчитает внутреннее сопротивление.
Большинство тестеров для автомобильных аккумуляторов попутно отображают максимальный пусковой ток и "здоровье". Как рассчитываются эти показания? Для вычисления максимального пускового тока прибор использует измеренное внутреннее сопротивление и введённое пользователем номинальное значение, указанное на этикетке АКБ.
Важно понимать, что тестеры подобного плана не нагружают АКБ током под 600 А. Они этот параметр рассчитывают. Аналогичным образом рассчитывается "здоровье" аккумулятора в процентах.
Что нужно ещё знать об этих приборах? Внутреннее сопротивление они измеряют вполне точно, и их показаниям можно доверять. Что же касается максимального пускового тока и "здоровья", то по этим показаниям можно доверять 50 на 50. Всё потому, что прибор с описанным алгоритмом работы напрямую ток холодной прокрутки не измеряет, а рассчитывает его на основании внутреннего сопротивления и введённого пользователем номинального значения.
Это означает только одно. Если тестер внутреннего сопротивления показывает большой пусковой ток и 100% "здоровье", то это не гарантирует, что перед вами батарея в идеальном состоянии. В половине случаев такой аккумулятор может не пройти проверку нагрузочной вилкой, а также измерение реальной ёмкости путём разряда. Особенно, если речь идёт о проверке далеко не новой АКБ. В случае выбора нового аккумулятора подобный подвох встречается крайне редко.
Мультиметр
Для измерения внутреннего сопротивления аккумулятора понадобится мультиметр и какая-нибудь нагрузка известной мощности. Проще всего использовать автомобильную лампу из фары. Чтобы узнать, какой ток она потребляет, нужно мощность разделить на номинальное напряжение АКБ. Например, автомобильная галогеновая лампа ближнего света на 50 Вт потребляет ток 50 : 12 = 4 А. Чтобы получить более точные данные, можно подключить последовательно с нагрузкой амперметр.
Внутреннее сопротивление аккумулятора измеряется по следующему алгоритму:
- Включите мультиметр в режим измерения постоянного напряжения в пределах 20 В.
- Подсоедините щупы к выводам АКБ.
- Подключите к аккумулятору нагрузку.
- Дождитесь стабилизации напряжения и зафиксируйте его (обычно 3-5 секунд).
- Отключите нагрузку.
- Зафиксируйте напряжение без нагрузки.
- Рассчитайте разницу между напряжением без нагрузки и с нагрузкой.
- Разделите полученное падение напряжения на ток, потребляемый нагрузкой.
Рассчитанное значение и будет искомым внутренним сопротивлением АКБ.
Примечание. Чтобы получить корректные данные этим способом, измерения следует проводить на отстоявшейся батарее при температуре +20 градусов Цельсия. Если аккумулятор только что заряжался от генератора или стационарного зарядного устройства, расчёты будут не очень точными. То же самое будет в случае "холодного" аккумулятора.
10 фактов о внутреннем сопротивлении АКБ
В завершение предлагаю не всем очевидные факты о внутреннем сопротивлении АКБ:
- Чем ниже внутреннее сопротивление, тем лучше.
- Аккумулятор с нормальным внутренним сопротивлением способен заряжаться большими токами с меньшим нагревом.
- В половине случаев АКБ с низким сопротивлением способна выдавать большой ток холодной прокрутки.
- По внутреннему сопротивлению нельзя точно определить ёмкость АКБ. Такие тестеры тоже есть, но их показаниям слепо доверять не стоит, так как они не измеряют реальную ёмкость, а лишь рассчитывают её.
- Не всякая батарея способна выдавать большой пусковой ток при низком внутреннем сопротивлении.
- Только в половине случаев оценка остаточного ресурса АКБ на основании внутреннего сопротивления является корректной.
- Измерение внутреннего сопротивления полезно делать при выборе нового аккумулятора.
- Сопротивление целесообразно измерять при проведении десульфатации АКБ. Если после очередного цикла оно уменьшилось, значит процедуру можно считать успешной.
- Внутреннее сопротивление аккумулятора невозможно измерить простым омметром.
- Для измерения требуется специальный прибор или вольтметр с известной нагрузкой.
В целом, внутреннее сопротивление аккумулятора — это важная и полезная характеристика. Она позволяет исключить покупку брака при выборе новой батареи, оценить примерное "здоровье" АКБ после нескольких лет эксплуатации. Это хороший наглядный инструмент, если вы решаете проблему, когда не повышается плотность электролита при зарядке АКБ.
Стоит ли покупать недешёвый тестер внутреннего сопротивления аккумулятора? Если вы занимаетесь обслуживанием АКБ профессионально, то у вас такой прибор однозначного должен быть. Это как с ареометром и рефрактометром. Простому автолюбителю такой тестер не очень нужен. При желании узнать внутреннее сопротивление своего аккумулятора вы сможете это сделать достаточно точно при помощи мультиметра и лампочки из фары.
