Для начала давайте рассмотрим причину, по которой по мере истощения ресурса батареи теряют возможность обеспечивать работоспособность энергозатратных устройств, хотя при этом могут питать менее энергопотребляющие устройства.
Как правильно проверять батарейки мультиметром
Многие ошибочно полагают, что для определения степени износа батареек достаточно лишь измерить их напряжение. Однако это не совсем так: по значению напряжения невозможно точно определить остаточную емкость элемента. В этой статье мы подробно рассмотрим, что именно и как нужно измерять для точной оценки состояния батареек.
Представьте, у вас есть кучка использованных батареек, и вы не знаете, какая из них имеет остаточную емкость. В таком случае было бы неразумно просто выбросить их, так как многие из них могут всё еще достаточно долго работать в менее энергозатратных устройствах. Это важно, так как такая переработка батареек может существенно сэкономить ваши финансы и ресурсы.
реклама
Допустим, ваши батарейки использовались в цифровом фотоаппарате, который требует большого тока, хотя и в краткосрочной перспективе. Как только батареи частично разрядились и перестали обеспечивать нужный ток, ваш фотоаппарат просто остановится. Вы замените в нем батарейки, а использованные не выбросите, зная, что они всё еще могут принести пользу, работая в менее требовательных устройствах. Батарейки можно оставить в общей куче с другими использованными элементами питания.
Затем, когда батареи сядут в вашем фонарике или пульте дистанционного управления от телевизора, вам потребуется из этой самой кучи выбрать наиболее «живые» элементы для фонарика, а менее мощные оставить для пульта. Для этого необходимо оценить их остаточный ресурс, и в этом вам поможет обычный мультиметр.
Общий принцип проверки
Рекомендую использовать цифровой мультиметр для тестирования элементов питания. Это универсальный инструмент, который позволяет выполнять множество функций. Цифровые версии приборов обеспечивают более точные результаты измерений.
Перед тем как проверить батарейку мультиметром в домашних условиях, необходимо подключить щупы в соответствующие разъемы устройства. Чёрный щуп вставляется в гнездо COM, что соответствует минусовой клемме. Красный щуп подключается к плюсовому гнезду.
Сначала всегда следует подключить красный щуп к многофункциональному измерительному прибору.
После правильного подключения на дисплее мультиметра отобразится напряжение элемента. Полученное значение необходимо сравнить с табличными значениями, что позволит узнать, насколько работоспособна батарейка и каков ее заряд. В результате этого будет определено, в каких устройствах её можно использовать.
Способы проверки
Существует несколько методов проверки батареек, каждый из которых позволяет протестировать основные параметры элементов питания и оценить их состояние.
Мультиметр позволяет проверить несколько параметров батарейки
Проверка заряда без нагрузки
В начале процесса проверки жизнеспособности батареек рекомендую сначала провести измерение их заряда без нагрузки. Эта методология позволит обнаружить элементы питания, которые полностью утратили свою работоспособность.
Одноразовые использованные окисляемые электролиты не рекомендуется хранить в жилых помещениях. Это связано с тем, что существует высокая вероятность утечки электролита, который может испортить мебель и бытовую технику. Поэтому такие источники питания необходимо утилизировать.
Процесс проверки заряда батарейки без нагрузки можно выполнить следующим образом:
- включите режим замера постоянного напряжения на мультиметре;
- установите чувствительность тестера на 20 В;
- прикасайтесь щупами к плюсу и минусу однократного источника питания;
- запомните значение, которое отображается на экране мультиметра.
Чтобы понять, где максимальное утверждение можно в дальнейшем применять не новую тестируемую батарейку, я анализирую полученный результат:
- если значение составляет от 1,35 В, элемент питания может применяться в любой электронике, даже с высоким потреблением электроэнергии;
- при измеренном значении от 1,2 до 1,35 В, источник энергии подойдет для устройств без пиковых нагрузок, таких как многофункциональные пульты, фонарики;
- если значение ниже 1,2 В, это значит, что элемент питания не жизнеспособен.
Этот метод ориентирован на определение исключительно разности потенциалов.
Тестирование заряда под нагрузкой
Перед тем как измерить батарейку мультиметром с помощью этого метода, потребуется подключить потребитель электричества к цепи. Чаще всего я использую обычную лампочку от фонарика, так как она может обеспечивать ток от 100 до 150 мА.
Тестирование батарейки происходит по следующему алгоритму:
- подключите щупы к выводам измерительного прибора, строго соблюдая полярность;
- подсоедините лампочку к электрической цепи;
- через примерно 30 секунд после подачи питания с лампочки прочитайте показания на дисплее тестера.
Если по показаниям прибор показывает более 1,35 В, то одноразовый элемент электрического питания будет пригоден для применения без каких-либо ограничений. Если на дисплее прибора выставляется значение от 1,11 до 1,3 В, такой элемент можно использовать в электронике с низким потреблением. Если значение питания составляет менее 1,1 В, это означает, что у элемента электрического питания исчерпан ресурс, и тогда единственным верным решением будет использование нового элемента.
Проверка силы тока
Метод проверки силы тока помогает точно определить состояние одноразового источника электричества. Однако стоит обратить внимание на то, что он может ухудшить его работоспособность, поэтому данный способ обычно применяется для проверки новых элементов электропитания.
Как тестером проверить ёмкость аккумулятора и батарейки
Когда возникают трудности с включением какого-либо мобильного устройства, будь то смартфон, пульт дистанционного управления или другое устройство, в первую очередь заменяют его элемент питания — батарейку или аккумулятор. Но убедиться в работоспособности источника энергии можно и без замены. Для этого нужно знать, как проверить батарейку на соответствие своим характеристикам с помощью мультиметра, что впоследствии позволит вам принять решение о её замене.
Батарейка представляет собой элемент питания, в котором аккумулирована внутренняя электроэнергия. Конструкционно это ёмкость, содержащая вещество (электролит), облегчающее движение носителей заряда от одного полюса к другому, создавая электрический ток. Это происходит благодаря химическим реакциям, в ходе которых выделяется энергия. Со временем эти реакции замедляются, и батарейка теряет свою способность генерировать ток, что в конечном итоге приводит к её разрядке.
Элементы питания делятся на два основных типа:
- Незаряжаемые. В зависимости от используемого электролита они бывают солевыми, щелочными, литиевыми. Их общее напряжение питания составляет полтора вольта, и реакции, которые в них происходят, не имеют процесса восстановления.
- Перезаряжаемые (аккумуляторы). Характеризуются обратимостью проходящих внутри них реакций. В роли элементов питания могут выступать никель-кадмиевые (NiCd), никель-металл гидридные (NiMh), литий-ионные (LiIon) и свинцово-кислотные (Pb) аккумуляторы.
Каждая батарейка состоит из трех основных компонентов: двух электродов (анод и катод) и агрессивной среды — электролита. Чтобы предотвратить вытекание электролита из оболочки, в него добавляется полимерный загуститель. Анод обычно представлен в порошковом виде. При взаимодействии с электролитом анод постепенно растворяется, создавая свободные заряды, которые немедленно захватываются, и происходит равновесное состояние.
При подключении источника питания к электрической цепи в нем начинаются окислительно-восстановительные реакции. На аноде возникают избытки электронов, которые притягиваются катодом. Перераспределение зарядов приводит к появлению разности потенциалов между электродами.
Со временем первоначальный состав анода и катода изменяется, а количество электролита уменьшается. В результате проходящей реакции появляются вещества, которые препятствуют движению зарядов. Это ведет к снижению силы тока, отдаваемой батарейкой, и, соответственно, к уменьшению разности потенциалов.
Аккумуляторы функционируют аналогично батарейкам. При истощении анода в них электроны больше не генерируются, а, следовательно, аккумулятор теряет свою силу тока и напряжение. Однако в отличие от батареек, материал анода в аккумуляторах имеет способность к восстановлению. Для этого через него пропускается электрический ток, приводящий к обогащению анода и восстановлению заряда.
Использование мультиметра
Мультиметр — это прибор, предназначенный для измерения различных электрических параметров. В зависимости от принципа работы тестеры бывают цифровыми и аналоговыми. Независимо от типа, важными характеристиками прибора являются точность и диапазон измерения. Чем выше эти параметры, тем ниже будет погрешность полученного результата.
Перед тем как проверить батарейку с помощью тестера, следует правильно его настроить и удостовериться в работоспособности его источника питания. Если напряжение, поступающее на прибор, будет недостаточным, полученные данные могут быть искажены.
В цифровом мультиметре предусмотрена индикация для информирования пользователя о необходимости замены питающего элемента. Для этого встроенный анализатор следит за уровнем напряжения источника питания и в случае возникновения проблем сигнализирует пользователю мигающим значком на экране. Для аналогового устройства необходимость замены источника энергии определяется по тому, что стрелка прибора невозможно выставляется на ноль.
Для того чтобы получить корректные результаты, важно не только использовать подготовленный прибор, но и выполнять измерения при температуре, приближающейся к 20 градусам по Цельсию. Дело в том, что параметры аккумулятора изменяются при колебаниях температуры, особенно это касается его перегрева.
Замер величины напряжения
Проверить уровень напряжения тестером довольно просто. Для этого вам понадобится соединить красный провод со специальным гнездом прибора, обозначенным VΩ или просто V, в то время как черный провод подключается к гнезду СОМ. Затем установите селектор в режим измерения постоянного напряжения (DCV) на значение, превышающее номинальный уровень напряжения батарейки.
Следующим шагом будет соединение концов проводов с измеряемой батарейкой. Для этого красный щуп мультиметра прикрепляется к плюсовому выводу, а черный — к минусовому. После этого прибор включается, и на дисплее отображается значение напряжения в вольтах.
Таким образом, вы можете проверить мультиметром как аккумулятор телефона, так и аккумулятор автомобиля или любого другого устройства, а также простую батарейку. Но важно отметить, что даже если уровень напряжения в норме, это вовсе не означает, что источник питания полностью работоспособен.
Проверка ёмкости
Хотя мультиметры универсальны, прямо измерить ёмкость батарейки с их помощью невозможно, так как у них просто нет такой функции. Но вы можете замерить время разряда и на его основе вычислить ёмкость. Для этого выполните следующие действия:
- Переключите мультиметр в режим измерения тока. Для этого красный провод переставляется в гнездо — 10 A, а черный — в COM.
- Настройте регулятор выбора диапазона на наибольшее число в диапазоне измерения постоянного тока. Этот диапазон может обозначаться как DCA или A-.
- Быстро дотроньтесь щупами (не более секунды) до выводов батарейки, соблюдая при этом полярность: красный — плюс, черный — минус.
- Во время прикосновения к батарейке следите за экраном и запоминайте значение, которое там появится.
- Если сила тока ниже 0,4 ампера, то батарейка считается негодной, и продолжать измерения не имеет смысла.
Проверка элемента на заявленную ёмкость
Для проверки заряда под нагрузкой вам понадобится любой потребитель с током — лучше всего использовать устройство, потребляющее 100…200 миллиампер в час. Это может быть крашенная лампочка от фонарика или светодиодный элемент от другого питания. Можно также использовать любое устройство, например, карманный FM-радиоприемник, где звук включен на небольшой громкости.
- Соберите цепь с выключателем, потребителем и батарейкой.
- Параллельно батарейке подключите мультиметр в режиме вольтметра. Также можно использовать второй тестер, включенный последовательно в цепь для измерения тока в режиме 200 мА или 10 А.
- Подключите цепь и отслеживайте время.
Ваша задача — вовремя понаблюдать за моментом, когда напряжение на каждой из батареек или аккумуляторов упадет до 1 В. Если используются две батарейки (или два аккумулятора одного типа), падение напряжения должно быть до 2 В. Для 9-вольтовых элементов это будет снижение до 6 В. Однако если элемент является одноразовым (без возможности подзарядки), его можно разряжать до тех пор, пока устройство не перестанет работать. Проверять одноразовые батарейки смысла нет — они используют и выбрасываются в конце использования, чего не скажешь об аккумуляторах. Даже если аккумулятор изношен и его работоспособность снижается, он подлежит восстановлению через тренировку, то есть разрушению металлических кристаллов в активном слое. Его емкость можно частично восстановить, и он может использоваться в маломощных устройствах.
Быстрая проверка осуществляется с помощью элемента, равного ёмкости аккумулятора. Например, если тестируется никель-металлгидридный пальчиковый аккумулятор (типоразмер AA) на 1000 миллиампер-часов, то потребитель должен быть аналогичного значения (в миллиамперах за час). Подключение должно происходить не более чем на минуту. Не опирайтесь на быструю разрядку аккумулятора: никель-содержащие типы не переносят быстрый разряд — они требуют времени разряда от 5 часов до суток. Литий-ионные же элементы могут разряжаться с 4,2 до 2,5 В и быстро отдают заряд за 2 часа без разрушительных последствий.
Когда любой из аккумуляторов достиг уровня, при котором восстановления ёмкости не происходит даже при тренировках (медленный заряд и несколько стандартных циклов разряда-заряда), его следует утилизировать. Для никель-кадмиевых образцов, используемых в шуруповертах, процедуры тренировки включают разряд до 0,4 В на каждый элемент, применяя краткие импульсы.
- Подключите нагрузку и удерживайте её, пока напряжение не снизится до 0,4 В.
- Немедленно отключите нагрузку.
- Дождитесь нужного времени (или минуты), чтобы напряжение поднялось выше 1 В, например, до стандартных 1,2 В.
- Повторяйте это действие, пока напряжение не перестанет расти. При сомнениях повторите тот же процесс, например, три раза.
- Поместите аккумулятор в режим медленного заряда (с током на 1/24 его ёмкости). Теоретически он зарядится не за 10 часов, а за сутки.
В наши дни подобные операции ведут анализаторы аккумуляторов, в которых прописаны все программы для тренировок конкретных типов — с использованием тестовой нагрузки в качестве балласта. Эти аккумуляторы всё еще можно попытаться «воскресить», но и у них наступит конечный срок службы.
Запрещается выбрасывать отработанные элементы в обычные мусорные контейнеры. Кадмий, никель, литий, щелочи и кислоты наносят вред окружающей среде и должны собираться для специальной утилизации. Сдавайте отслужившие свой срок батареи в пункты, откуда они отправляются на переработку.
Исследование на ток короткого замыкания
Этот метод, заключающийся в параллельном подключении мультиметра в режиме 10 А к батарейке или аккумулятору, категорически не рекомендуется. Измерение тока таким образом подразумевает короткое замыкание полюсов аккумулятора. Это можно было бы осуществить обычным проводом с толстым сечением без каких-либо измерений. Измерение тока короткого замыкания в течение нескольких секунд может заметно повредить аккумулятор, после чего ему понадобится полное восстановление. Запомните: аккумуляторы тестируются только под надлежащей нагрузкой, не позволяя напряжению падать ниже критического уровня менее, чем за несколько минут. Не поддавайтесь давлению некомпетентных мастеров, советующих производить измерения таким образом. Если источник является мощным (на 3 и более ампер-часов), существует риск сгорания шунта и повреждения прибора.
Как правило, проверка батареек не имеет смысла — их нужно использовать, а затем выбрасывать. Аккумуляторы можно тестировать только под нагрузкой или вхолостую. Других значимых способов проверки не существует.
При этом не имеет значения, что питает аккумулятор: будь это смартфон или стартер автомобиля — на пригодность аккумулятор тестируется с правильно подобранной нагрузкой, не превышающей его ёмкость по выдаваемому току.
Чтобы узнать, как проверить батарейку мультиметром, смотрите следующее видео.
