Внутрішній опір акумулятора є найважливішою характеристикою. По ньому досить точно визначається загальний стан батареї та ресурс, що залишився. Тестери АКБ розраховують максимальний пусковий струм на основі внутрішнього опору. Щоб виміряти цей параметр точно, потрібний спеціальний прилад. Приблизно це саме дозволяє зробити найпростіший мультиметр і закон Ома.
Що таке внутрішній опір акумулятора?
Внутрішній опір АКБ - це опір, який акумулятор надає електричному струму, що протікає по ньому. Чим він нижче, тим краще. Схематично його можна уявити як джерело ЕРС з послідовно підключеним до нього резистором. Це показано нижче.
Фізично внутрішній опір автомобільного акумулятора складається з кількох факторів, що зумовлені його будовою. Найменше на це впливає свинець, з якого виготовлені пластини і клеми АКБ.
Електроліт у зарядженому акумуляторі містить багато сірчаної кислоти і є добрим провідником електричного струму. В електроліті розрядженого акумулятора кислоти мало, і він більше складається з дистильованої води, яка погано проводить струм.
Найвагоміший чинник, що впливає внутрішній опір АКБ, це площа активних свинцевих пластин. Коли батарея нова, ця площа максимальна, так як пластини не закриті сульфатом свинцю. Коли сульфатів багато, вони зменшують активну площу, яка може контактувати та взаємодіяти з електролітом. Це явище називається сульфатацією і воно дуже впливає на внутрішній опір акумулятора автомобіля.
У новому акумуляторі також може спостерігатися внутрішній опір, що перевищує норму. Основна причина — виробник зекономив на свинці, скоротивши кількість пластин, що безпосередньо впливає на цю характеристику АКБ. У процесі експлуатації свинцеві пластини мають властивість руйнуватися та обсипатися. Цей процес також збільшує внутрішній опір АКБ, знижуючи інші його характеристики.
Який має бути внутрішній опір акумулятора?
Нормальний внутрішній опір справного зарядженого акумулятора з рідким електролітом знаходиться в межах 4-6 мОм. У AGM він нижче за рахунок специфічної будови - 3-4 мОм. Через 4 роки експлуатації цей параметр може збільшитись до 13-15 мОм. У такому стані АКБ ще здатна абияк працювати, але багато чого від неї чекати не варто. Якщо внутрішній опір кислотного акумулятора перевищує 20-30 мОм, він вважається непридатним для подальшої експлуатації.
Як виміряти внутрішній опір акумулятора?
Виміряти внутрішній опір АКБ за допомогою звичайного омметра неможливо. Зумовлено це тим, що акумулятор — це не тільки резистор, але й джерело ЕРС, що з ним увімкнене послідовно. Найпростіший і найдоступніший спосіб знайти внутрішній опір акумулятора - це виміряти падіння напруги на його виводах під відомим навантаженням. Потім, використовуючи закон Ома, розрахувати опір за цією формулою:
R = U/I;
де R - внутрішній опір АКБ;
U - падіння напруги під відомим навантаженням;
I - відоме навантаження.
Цей метод програмно закладено у тестерах внутрішнього опору акумуляторів. Також його можна застосувати для розрахунку за допомогою простого мультиметра.
Спеціальний тестер АКБ
Вимірювання внутрішнього опору АКБ за допомогою спеціального тестера - це найпростіший і досить точний спосіб. У пристрій необхідно ввести вихідні дані та підключити його до виводів акумулятора. Тестер виміряє напругу без навантаження, потім навантажить АКБ невеликим струмом, і з падіння напруги розрахує внутрішній опір.
Більшість тестерів для автомобільних акумуляторів попутно відображають максимальний пусковий струм та "здоров'я". Як розраховуються ці свідчення? Для обчислення максимального пускового струму прилад використовує виміряний внутрішній опір та введене користувачем номінальне значення, вказане на етикетці АКБ.
Важливо розуміти, що тестери такого плану не навантажують струмом АКБ під 600 А. Вони цей параметр розраховують. Аналогічним чином розраховується "здоров'я" акумулятора у відсотках.
Що ще потрібно знати про ці прилади? Внутрішній опір вони вимірюють цілком точно, і їх показанням можна довіряти. Що ж до максимального пускового струму та "здоров'я", то цим показанням можна довіряти 50 на 50. Все тому, що прилад з описаним алгоритмом роботи прямо струм холодного прокручування не вимірює, а розраховує його на підставі внутрішнього опору та введеного користувачем номінального значення.
Це означає лише одне. Якщо тестер внутрішнього опору показує великий пусковий струм і 100% здоров'я, то це не гарантує, що перед вами батарея в ідеальному стані. У половині випадків такий акумулятор може не пройти перевірку вилкою навантаження, а також вимірювання реальної ємності шляхом розряду. Особливо якщо йдеться про перевірку далеко не нової АКБ. У разі вибору нового акумулятора подібна каверза зустрічається вкрай рідко.
Мультиметр
Для вимірювання внутрішнього опору акумулятора знадобиться мультиметр і якесь навантаження відомої потужності. Найпростіше використовувати автомобільну лампу з фари. Щоб дізнатися, який струм вона споживає, потрібно поділити потужність на номінальну напругу АКБ. Наприклад, автомобільна галогенова лампа ближнього світла на 50 Вт споживає струм 50 : 12 = 4 А. Щоб отримати точніші дані, можна підключити послідовно з навантаженням амперметр.
Внутрішній опір акумулятора вимірюється за таким алгоритмом:
- Увімкніть мультиметр у режим вимірювання постійної напруги до 20 В.
- Підключіть щупи до виводів АКБ.
- Підключіть до акумулятора навантаження.
- Дочекайтеся стабілізації напруги та зафіксуйте її (зазвичай 3-5 секунд).
- Вимкніть навантаження.
- Зафіксуйте напругу без навантаження.
- Розрахуйте різницю між напругою без навантаження та з навантаженням.
- Розділіть отримане падіння напруги на струм, споживаний навантаженням.
Розраховане значення буде шуканим внутрішнім опором АКБ.
Примітка. Щоб отримати коректні дані цим способом, вимірювання слід проводити на батареї, що відстоялася, при температурі +20 градусів Цельсія. Якщо акумулятор нещодавно заряджався від генератора або стаціонарного зарядного пристрою, розрахунки будуть не дуже точними. Те саме буде у випадку "холодного" акумулятора.
10 фактів про внутрішній опір АКБ
На завершення пропоную не всім очевидні факти про внутрішній опір АКБ:
- Чим нижчий внутрішній опір, тим краще.
- Акумулятор із нормальним внутрішнім опором здатний заряджатися більшими струмами з меншим нагріванням.
- У половині випадків АКБ з низьким опором здатна видавати великий струм холодного прокручування.
- За внутрішнім опором не можна точно визначити ємність АКБ. Такі тестери теж є, але їх показанням сліпо довіряти не варто, тому що вони не вимірюють реальну ємність, а розраховують її.
- Не всяка батарея здатна видавати великий пусковий струм за низького внутрішнього опору.
- Тільки в половині випадків оцінка залишкового ресурсу АКБ виходячи з внутрішнього опору є коректною.
- Вимірювання внутрішнього опору корисно робити під час вибору нового акумулятора.
- Опір доцільно вимірювати під час проведення десульфатації АКБ. Якщо після чергового циклу він зменшився, то процедуру можна вважати успішною.
- Внутрішній опір акумулятора неможливо виміряти простим омметром.
- Для вимірювання потрібен спеціальний прилад або вольтметр із відомим навантаженням.
В цілому, внутрішній опір акумулятора – це важлива та корисна характеристика. Вона дозволяє виключити покупку браку при виборі нової батареї, оцінити "здоров'я" АКБ після кількох років експлуатації. Це хороший інструмент, якщо ви вирішуєте проблему, коли не підвищується щільність електроліту при зарядці АКБ.
Чи варто купувати недешевий тестер внутрішнього опору акумулятора? Якщо ви займаєтеся обслуговуванням АКБ професійно, то у вас такий прилад однозначно повинен бути. Це як з ареометром та рефрактометром. Простому автолюбителю такий тестер не дуже потрібний. За бажання дізнатися внутрішній опір свого акумулятора ви зможете це зробити досить точно за допомогою мультиметра та лампочки з фари.
