Как работает зарядное устройство: Принцип работы зарядного устройства — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

как выбрать и сделать самому

Автомобильный аккумулятор – это электрический аккумулятор, предназначен для обеспечения энергией автомобильных систем (инжектора, блока управления, стартера и других). Но вечно он работать не может, поэтому периодически его необходимо подзаряжать. Для подзарядки используются зарядные устройства.

1. Принцип работы зарядного устройства.
2. Какие бывают зарядные устройства?
3. На что обращать внимание при выборе зарядки?
4. Простая схема по изготовлению зарядки.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора – это незаменимая вещь для любого владельца автотранспортного средства. Ведь довольно часто случается так, что двигатель просто не хочет запускаться, а причина этого кроется в слабом заряде аккумулятора (а запускает двигатель именно аккумулятор). В таком случае зарядное устройство очень пригодится. Готовое зарядное устройство для аккумуляторной батареи можно приобрести в специализированном магазине или же сделать его собственными руками.

1. Принцип работы зарядного устройства.

Зарядное устройства для аккумуляторной автомобильной батареи – это специально устройство, которое предназначается для возобновления заряда аккумуляторной батареи на автотранспорте. Суть работы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит в том, что оно преобразует напряжение от стандартной сети 220 В переменного тока в напряжение постоянного тока, соответствующее параметрам аккумулятора автомобиля.

Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов в классической комплектации состоит из двух главных элементов:

1. Трансформатора.

2. Выпрямителя.

Устройство для зарядки вырабатывает постоянный ток под напряжением 14,4 В (а не 12 В). Такое значение напряжения используется, чтобы ток смог пройти через аккумулятор. К примеру, если аккумуляторная батарея была разряжена не полностью, то напряжение на ней составит 12 В. В таком случае её нельзя будет подзарядить устройством, у которого на выходе также будет 12 В.

Потому напряжение на выходе зарядного устройство должно быть немного больше. А оптимальным считается именно значение в 14,4 В. Завышать зарядное напряжение ещё больше не желательно, так как это значительно снизит срок службы аккумулятора и может вывести его из строя.

Процесс зарядки аккумулятора начинается тогда, когда устройство было подключено к батарее и к сети. Так как свинцово-кислотный аккумулятор необходимо заряжать по специальному алгоритму, то зарядное устройство производит заряд со стабилизацией тока и напряжения. Этот процесс состоит из многих стадий.

Во время зарядки аккумулятора, его внутреннее сопротивление растёт, а зарядный ток снижается. Когда напряжение на батарее приблизится к 12 В, а зарядный ток опустится к 0 В, то это будет значить, что зарядка была произведена успешно и можно отключать зарядное устройство.

Аккумуляторы принято заряжать током, величина которого составляет 10% от его ёмкости. Например, если ёмкость аккумулятора 100 Ач, то лучшее значение зарядного тока составляет 10 А, а время зарядки займёт 10 часов. Для ускорения заряда батареи ток можно повысить, но это очень опасно и имеет негативное влияние на аккумулятор. В таком случае нужно следить очень внимательно за температурой электролита и если она достигнет 45 градусов по Цельсию, зарядный ток немедленно нужно понизить.

Регулировка всех параметров зарядных устройств производится при помощи управляющих элементов (специальных регуляторов), которые размещены на корпусе самих устройствах. Во время зарядки в помещении, где она производится, нужно обеспечить хорошую вентиляцию, так как электролит выделяет водород, скопление которого очень опасно. От одной искры может случиться взрыв. Также при зарядке следует снять с аккумулятора пробки сливных отверстий. Ведь выделяемый электролитом газ может скопиться под крышкой аккумулятора и привести к разрывам корпуса.

2. Какие бывают зарядные устройства?

Зарядные устройства можно классифицировать по нескольким критериям. В зависимости от метода, который используется для зарядки, зарядные устройства бывают:

1. Такие, что производят зарядку от постоянного тока.

2. Такие, что производят зарядку от постоянного напряжения.

3. Такие, что производят зарядку комбинированным методом.

Зарядку от постоянного тока нужно осуществлять при токе заряда в 1/10 от ёмкости батареи. Такая зарядка способна полностью зарядить батарею, но за процессом потребуется контроль, ведь во время неё электролит нагревается и может закипеть, что становиться причиной короткого замыкания и возгорания аккумулятора. Подобная зарядка не должна длиться больше одних суток.

Зарядка от постоянного напряжения намного безопаснее, но она не способна обеспечить полный заряд батареи.

Потому в современных зарядных устройствах используется комбинированный способ заряда. При таком способе, зарядка сначала производится от постоянного тока, а потом переходит на зарядку от постоянного напряжения, чтобы исключить перегрев электролита. Зависимо от особенностей работы и конструкции, зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов разделяют на два вида:

1. Трансформаторные. Устройства, у которых вместе с выпрямителем подключён трансформатор. Такие устройства надёжны и эффективны, но очень громоздки (имеют большие габаритные размеры и заметный вес).

2. Импульсные. Главным элементом таких устройств является преобразователь напряжения, работающий на высоких частотах. Это такой же трансформатор, но значительно меньших размеров и веса, чем у трансформаторных зарядных устройствах. Именно по этой причины такой вид зарядных устройств стал очень популярным среди автомобилистов в последнее время. Кроме того, у импульсных приборов автоматизировано большинство процессов, что заметно упрощает управление ими.

В зависимости от назначения зарядные устройства бывают двух видов:

1. Зарядно-предпусковые. Заряжает автомобильный аккумулятор от имеющегося источника тока.

2. Зарядно-пусковые.

Способны не только зарядить аккумуляторную батарею от сети, а и произвести запуск двигателя, когда она разряжена.

Такие устройства более универсальны и могут выдать ток в 100 В или более, если необходимо быстро зарядить аккумулятор без дополнительного источника электрического тока. Существует также отдельный класс зарядных устройств – зарядные устройства на солнечных батареях. Они дают возможность зарядить аккумулятор без подключения к сети. Зарядка происходит при помощи блока солнечной батареи, которая аккумулирует энергию от солнца. А само устройство подключается к прикуривателю или к клеммам аккумулятора. Подобные устройства очень удобно использовать, если аккумулятор разрядился, а поблизости нет электросети.

3. На что обращать внимание при выборе зарядки?

Советы, которые стоит учесть при выборе зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Определитесь с параметрами зарядного устройства

Перед покупкой зарядного устройства нужно понять, какое именно ЗУ подойдет аккумулятору вашего автомобиля. Разные зарядки выдают разные показатели тока и могут работать с напряжением в 12/24 В.

Вам следует понять, какие параметры необходимы для работы с конкретным аккумулятором. Для этого изучите инструкцию к аккумулятору или поищите сведения о нем на корпусе. Если сомневаетесь, можете сфотографировать АКБ и показать продавцу в магазине — это поможет не ошибиться при выборе.

Выбирайте нужный запас зарядного тока

Если зарядное устройство будет все время работать на пределе своих возможностей, это снизит его эксплуатационный срок. Лучше всего выбрать зарядку с небольшим запасом показателя зарядного тока. Кроме того, если вы в дальнейшем решите купить новый аккумулятор с большей емкостью, вам не придется покупать новое ЗУ.

Покупайте ПЗУ вместо ЗУ

ПЗУ — пуско-зарядные устройства для автомобиля. Они совмещают в себе две функции: Заряд аккумулятора. Если АКБ разрядилась, ПЗУ может использоваться в режиме зарядки, выдавая необходимый ток для восстановления функциональности батареи.

Запуск двигателя авто. Если времени на зарядку нет, ПЗУ сможет выдать большой пусковой ток, которого хватит, чтобы завести авто. Это позволит зарядить АКБ непосредственно во время эксплуатации автомобиля. Таким функционалом обладают пуско-зарядные Dnipro-M.

Проверьте наличие дополнительных функций

У ПЗУ могут быть дополнительные режимы зарядки. Например, работа с АКБ на 12 и 24 В. Лучше всего, если устройство будет обладать обоими режимами. Среди режимов также можно выделить быструю зарядку, которая позволяет за короткий промежуток времени частично зарядить АКБ.

Полезной функцией будет автоматический заряд аккумулятора. В этом случае вам не придется контролировать выходной ток или напряжение — устройство сделает это за вас.

4. Простая схема по изготовлению зарядки.

Если вдруг аккумуляторная батарея в автомобиле разрядилась, а специальных зарядных устройств для неё у вас нет, то их можно сделать собственноручно, используя имеющиеся на хозяйстве детали.

Для изготовления собственного зарядного устройства понадобятся:

1. Трансформатор (понижает напряжение от 220 В до 14-16В).

2. Сетевая вилка (доставляет ток от сети к устройству).

3. Сетевой предохранитель (защищает цепь от короткого замыкания).

4. Проволочный реостат (регулирует силу зарядного тока).

5. Амперметр (контролирует величину зарядного тока).

6. Выпрямительное устройство (преобразует переменный ток в постоянный).

7. Выключатель (производит включение/выключение устройства).

8. Лампочка (сигнализирует о появлении напряжения на обмотке трансформатора).

9. Реостат (регулирует силу тока и напряжение в собранной электрической цепи).

10. Диэлектрический материал (нужен для того, чтобы сделать корпус устройства и смонтировать на него все элементы).

Этапы процесса изготовления зарядного устройства:

1. Если нет готового выпрямительного устройства, то его нужно сделать из диодов, собрав из них выпрямительный мостик. Устройство нужно смонтировать на диэлектрик (пластмасса, фанера, текстолит и т. д.).

2. У основания выпрямительного устройства закрепить трансформатор.

3. К сетевой вилке припаять сетевой предохранитель и подсоединить к трансформатору.

4. Собрать из диэлектрического материала корпус устройства и сделать в нём отверстия для охлаждения и свободной циркуляции воздуха вокруг выпрямителя и трансформатора.

5. На передней стенке корпуса закрепить лампочку, выключатель, реостат и амперметр.

6. Выходные провода от выпрямителя оборудовать клеммами с разным диаметром (чтобы не перепутать полярность при его подключении к аккумуляторной батареи).

7. Соединить все элементы между собой, собрав простейшую электрическую цепь.

После того, как зарядное устройство будет собрано, можно включить его вилку в электрическую сеть, подключить клеммы к аккумулятору и установить реостатом необходимый ток для зарядки, контролируя его значение по амперметру.

Как работает зарядка для смарфона?

Большинство из нас используют зарядное устройство для телефона каждый день. За последние несколько лет эти аксессуары значительно изменились. Например, производители начали стандартизировать зарядные устройства, которые до недавнего времени существенно различались в зависимости от конкретной модели смартфона. Также были созданы новые типы зарядных устройств, благодаря которым вы можете заряжать смартфоны совершенно новыми способами. Так как же сейчас работает зарядное устройство для телефона?

Из чего состоит зарядное устройство?

Стандартное зарядное устройство для телефона подключается к электрической розетке с напряжением 220 В. Помимо контактной вилки, зарядное устройство также состоит из USB-кабеля, который подключается к смартфону. На рынке есть моноблочные зарядные устройства, в которых зарядный кабель постоянно подключен к источнику питания. Однако сегодня наибольшей популярностью пользуются зарядные устройства для телефонов, состоящие из отдельного адаптера и съемного USB-кабеля . Это решение более удобно, так как в случае повреждения кабеля вам нужно только заменить кабель, не покупая полностью новое зарядное устройство.

Как работает зарядное устройство

Зарядные устройства для телефонов работают по простому принципу преобразования переменного тока в постоянный . При этом они регулируют напряжение, которое может потреблять смартфон. Таким образом, они генерируют выходное напряжение, например 5 В, из входного напряжения, подаваемого электрической розеткой (220 В), однако эти значения никогда не будут абсолютно точными, поэтому ток, который постоянно фильтруется катушками индуктивности и конденсаторами не будет прежним. Регулятор напряжения также находится в ведении специального регулятора в зарядном устройстве.

Различные стандарты разъемов USB

Разъемы USB каждого зарядного устройства могут различаться в зависимости от производителя и поколения телефона. Однако в последнее время они значительно объединились. Поэтому можно правдиво написать, что в старых смартфонах с операционной системой Android используется разъем micro USB, а в новых — разъем типа USB — C, который, в отличие от предыдущего, имеет симметричную форму и овальную форму. Точно так же современные iPhone используют зарядные устройства с разъемом типа Lightning, в то время как в телефонах Apple предыдущего поколения использовался широкий разъем.

Напряжение и ток

Зарядные устройства для телефонов различаются и по другим параметрам. Наиболее важными из них, сразу после USB-разъема, являются зарядное напряжение и ток. Они напрямую влияют на время зарядки вашего смартфона. Чем выше напряжение и сила тока при зарядке, тем выше мощность зарядки и тем быстрее заряжается смартфон. Однако телефон должен быть технологически приспособлен к этому, иначе он может перегреться и выйти из строя. Вот почему мы начали разрабатывать и производить телефоны, поддерживающие различные типы технологий быстрой зарядки, такие как Quick charge, SuperCharge или Power Delivery. Эти зарядные устройства также в настоящее время имеют одинаковые стандарты.

Дополнительные возможности

Помимо поддержки технологии быстрой зарядки, современные зарядные устройства для смартфонов также предлагают дополнительные функции. Адаптеры, которые обеспечивают несколько входов USB, часто разных стандартов, в настоящее время выпускаются серийно. Благодаря этому вы можете одновременно заряжать несколько смартфонов от одной электрической розетки или места в распределительной панели. Зарядные устройства для телефонов также можно приобрести вместе с очень длинным кабелем USB, например, длиной один метр.

Автомобильные зарядные устройства — комфорт для пассажиров

Для тех из вас, кто проводит много времени за рулем, обычных зарядных устройств может оказаться недостаточно. Вот почему были созданы автомобильные зарядные устройства, которые подключаются непосредственно к разъему, который изначально использовался для прикуривателя. Современные автомобильные зарядные устройства работают так же эффективно, иногда они могут заряжать даже быстрее. Они также доступны с функцией быстрой зарядки, которая значительно ускоряет зарядку.

Многие автомобильные зарядные устройства имеют несколько портов USB. Кроме того, они также могут иметь FM-передатчики, устройства чтения карт памяти micro SD или работать в качестве громкой связи. Примером такого зарядного устройства является модель Baseus T FM с 2 x USB и TF , которую мы предлагаем исключительно на нашем сайте.

Индукционные зарядные устройства — совершенно новый способ зарядки смартфонов

Новые смартфоны все чаще поддерживают стандарт индуктивной зарядки, сокращенно QI . Что скрывается за этим ярлыком? Проще говоря, это беспроводная зарядка. Индукционные зарядные устройства обеспечивают зарядку вашего телефона без необходимости подключения USB-кабеля. Просто поместите смартфон на зарядное устройство. В его крышке спрятан провод, выполняющий роль передаточной катушки. Он генерирует электромагнитное поле, которое индуцирует ток в приемной катушке, расположенной внутри смартфона.

Поскольку технология индуктивной зарядки постоянно развивается, таким образом уже можно заряжать телефон быстрее, чем с помощью большинства сетевых зарядных устройств. Удобство индукционной зарядки трудно не заметить. Проверьте это, например, на универсальном индукционном зарядном устройстве Baseus UFO Fast Charge 9V . Он предлагает КПД до 80% при диапазоне заряда 6 мм. На поверхности зарядного устройства есть светодиод, который сигнализирует, когда ваш смартфон заряжается.

Если вам понравилась данная статья, вам также может понравится как выбрать кабель зарядки.

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Зарядные устройства для аккумуляторов

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 25 апреля 2021 г.

Сила в пути — разве аккумуляторы не великолепны? Проблема в том, что они хранят только фиксированную сумму электрического заряда до полной разрядки, обычно не более неудобное время. Если вы используете перезаряжаемые батареи, это меньше проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, вставьте его в розетку и вставьте Через несколько часов они как новые и снова готовы к использованию. Типичный аккумуляторная батарея может быть заряжена сотни раз, может длиться вам что-нибудь от трех или четырех лет до десяти или более лет, и будет вероятно, сэкономит вам сотни долларов на покупке одноразовых изделий (так что это отлично подходит для окружающей среды тоже). Но насколько хорошо ваши батареи производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете их. Вот почему приличное зарядное устройство так же важен, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство для аккумуляторов и как оно работает это работает? Давайте посмотрим поближе!

Художественное произведение: Зачем использовать сотни батареек сразу, если можно использовать одну батарейку сотни раз, перезарядив его электрическим зарядом? Аккумуляторы стоят немного дороже для начала, но, относитесь к ним бережно, и они сэкономят вам целое состояние за те годы, что прослужат. Они намного лучше для окружающей среды тоже.

Содержание

Что такое батареи и как они работают?
Как работают зарядные устройства
Зарядка аккумуляторов различных типов
Как долго следует заряжать аккумуляторы?
Подбор аккумуляторов к зарядному устройству
Как долго работают перезаряжаемые батареи?
Советы по продлению срока службы батареи
Узнать больше

Что такое батареи и как они работают?

Фото: Обычные батарейки (как эта повседневная угольно-цинковая батарейка) не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь перезарядить их. если ты не любите угольно-цинковые батарейки, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите перезаряжаемые.

Если вы читали нашу основную статью о батареях, вы будете знать все об этих портативных источниках питания растения. Пример того, что ученые называют электрохимией, они используют силу химии для высвобождения накопленного электричества очень постепенно.

Что происходит внутри обычной батарейки, такой как в фонарике? Когда вы щелкаете выключателем питания, вы давая зеленый свет химическим реакциям внутри батареи. Когда ток начинает течь, ячейки (энергетические отсеки) внутри батареи начинают трансформироваться в поразительные, но совершенно невидимыми способами. Химические вещества, из которых состоят их компоненты заставляют начать перестраиваться. Внутри каждой клетки хим. происходят реакции с участием двух электрических клемм (или электроды) и химическое вещество, известное как электролит которые их разделяют. Эти химические реакции приводят к образованию электронов (т. крошечные частицы внутри атомов, которые несут электричество) для прокачки цепь, к которой подключена батарея, обеспечивает питание фонарик. Но элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химических веществ, поэтому реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химические вещества истощаются, реакции прекращаются, электроны перестают течь через внешней цепи, батарея фактически разряжена, и ваша лампа перегорает. вне.

Плохие новости. Хорошей новостью является то, что если вы используете перезаряжаемую батарею, вы можете Заставьте химические реакции идти в обратном направлении, используя зарядное устройство. Зарядка аккумулятора — это полная противоположность его разрядке: где разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее сбросив химические вещества батареи в исходное состояние. В Теоретически зарядить и разрядить аккумуляторную батарею можно в любом количество раз; на практике даже перезаряжаемые батареи портятся со временем, и в конце концов наступает момент, когда они больше не готов хранить заряд. В этот момент вы должны переработать их или выкинь их.

Рекламные ссылки

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство с функцией быстрой зарядки предназначено для зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) аккумулятора за пять часов или одна батарея RX22 квадратной формы за 16 часов. Его легко использовать и так же легко использовать неправильно: он не выключается, когда батареи полностью заряжены и нечего сказать вам, когда зарядка завершена. С помощью зарядного устройства, подобного этому, зарядка аккумуляторов является полной догадкой.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая электрический ток через батареи в течение определенного периода времени в надежде, что элементы внутри будут удерживать часть энергии, проходящей через них. это примерно где сходство между зарядными устройствами начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо постоянного тока и подавайте его на батареи, пока не выключите их. Забудьте, и вы перезарядите батареи; отключите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их достаточно, так что они будут работать плоский быстрее. Лучшие зарядные устройства используют гораздо более низкую и мягкую «капельную» зарядку (возможно, 3–5 процентов от максимального номинального тока батареи) в течение значительно более длительного времени. промежуток времени.

Батарейки немного похожи на чемоданы: чем больше вы упаковываете, тем сложнее упаковать еще и тем больше времени это займет. Это легко понять, если вы помните, что зарядка аккумулятора по существу включает в себя обращая вспять химические реакции, которые происходят, когда он разряжается. В аккумуляторе ноутбука например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомов, у которых отсутствуют электроны) туда и обратно, с одного электрода (где их много) на другой электрод (где их мало). Поскольку все ионы несут положительный заряд, их легче вначале переместить на «пустой» электрод. Как они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что делает более поздние этапы зарядки более трудными, чем более ранние.

График: на более поздних стадиях зарядки аккумуляторов становится все труднее. Для зарядки последних 25 процентов аккумулятора (оранжевая область) может потребоваться столько же времени, сколько и для первых 75 процентов (желтая область). Об этом стоит помнить, если вы имеете ограниченное время для зарядки аккумулятора и беспокоитесь, что это займет слишком много времени: возможно, вы сможете его зарядить наполовину за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезаряд, как правило, хуже, чем недозаряд. Если батареи полностью заряжены и вы не выключайте зарядное устройство, им придется избавиться от лишних энергию, которую вы им подаете. Они делают это, нагревая и строя давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или газа, и даже взорваться. (Думайте о перезарядке как о пережаривании аккумулятор, и вы можете просто не забывать этого делать!)

Фото: Innovations Battery Manager, популярный в 1990-х годах, продавался как интеллектуальное зарядное устройство, способное заряжать даже обычные угольно-цинковые и щелочные батареи. Справа: цифровой дисплей показывал напряжение каждой батареи по мере ее зарядки (в данном случае 1,39 вольта). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии находится батарея (сколько еще раз ее можно зарядить). Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но разные мнения от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются по истечении заданного периода времени. хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или недозарядка, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех видов причины (сколько заряда держала батарея изначально, насколько она горячая сколько ей лет, работает ли одна клетка лучше, чем другие, и так далее). Лучшие зарядные устройства работают разумно, используя электронные схемы на основе микрочипов, определяющие уровень заряда хранится в батареях, выясняя такие вещи, как изменения в напряжение батареи (технически называемое дельта V или ΔV) и температура элемента (дельта T или ΔT), когда зарядка, вероятно, будет «завершена», а затем отключение тока или переход на малый подзаряд на подходящее время; теоретически невозможно перезарядить интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка различных типов аккумуляторов

Чтобы усложнить ситуацию, разные типы аккумуляторов лучше всего реагируют на разные типов зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа батареи, может плохо работать с другим.

Батарейки на основе никеля

Фото: Электрическая зубная щетка обычно содержит либо никель-кадмиевые, либо никель-металлгидридные батареи и медленно или медленно заряжается на подставке, которая на самом деле является индукционным зарядным устройством.

Никель-кадмий (также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший известный тип перезаряжаемых батарей, лучше всего реагируют либо на довольно быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) батареи используют более новую технологию и выглядят точно то же, что и никады, но они, как правило, дороже, потому что могут хранить больше заряда (отображается на упаковке батареи как более высокий рейтинг в мАч или миллиампер-часах). NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на большой ток в течение нескольких часов, с риском перегрева), медленный заряжается (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой заряжены (значительно меньшим током, чем никад), но они должны действительно заряжать только с помощью зарядного устройства NiMH: быстрое зарядное устройство NiCad может привести к перезарядке NiMH аккумуляторов.

Мнения экспертов расходятся во мнениях относительно того, подвержены ли никелевые батареи так называемому эффекту памяти. Это хорошо известное явление, когда невозможно разрядить аккумулятор на основе никеля перед зарядкой (когда вы «доливаете» частично разряженный аккумулятор с помощью быстрая перезарядка), по общему мнению, вызывает необратимые химические изменения, которые снижают большой заряд батареи будет принимать в будущем. Некоторые люди клянутся усилие памяти реально; другие в равной степени настаивают на том, что это миф. Настоящим объяснением очевидного эффекта памяти является Падение напряжения , когда аккумулятор не был полностью разряжен перед временной зарядкой «думает», что у него более низкое напряжение и емкость для накопления заряда, чем должно быть. Эксперты по аккумуляторам утверждают, что вы можете решить эту проблему путем зарядки и разрядки. батарея полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что аккумуляторы на основе никеля необходимо «заправить». (полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый батарейки из упаковки.

Как долго следует заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много разных размеров и типов батарей: большая батарея содержит больше химических веществ внутри, поэтому она может хранить больше энергии и отпустите его дольше; большие батареи, как правило, имеют больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение. и ток для питания более крупных вещей (ярких фонариков или более мощных двигателей). Точно так же большие перезаряжаемые батареи требуют более длительной зарядки. Чем больше энергии вы ожидаете получить от перезаряжаемой батареи (чем дольше вы ожидаете, что это продлится), тем дольше вам нужно будет заряжать его (или тем выше зарядный ток, который вам нужно использовать). Основной закон физики, называемой законом сохранения энергии, говорит нам Вы не можете получить больше энергии из батареи, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны заряжать вещи «на ночь», не обращая особого внимания на то, что это значит, но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы будете заряжать их нужное количество часов. Как долго это? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете аккумуляторы, которые не входят в комплект поставки зарядного устройства. Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелким шрифтом) рекомендуемый зарядный ток и время зарядки. Если у вас есть обычное зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако имейте в виду, что мы говорили в другом месте о согласовании вашего зарядного устройства с вашими батареями.

Фото: Аккумуляторы — это не ракетостроение — заряжать аккумуляторы легко, если следовать инструкциям, обычно написанным на аккумуляторах или упаковке, в которой они поставляются.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на основе совсем другие рекомендации:

Вверху бело-зеленая никель-кадмиевая батарея рекомендует медленную зарядку 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быструю зарядку 390 мА (более чем в шесть раз больший ток) всего за два часа (2 часа). ). Общий заряд батареи равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–9.00 мАч. Сама батарея заявлена емкостью 0,65 Ач (650 мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: батарея не поглотит всю проходящую через нее электрическую энергию. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое поглощает батарея, находятся на одном и том же стадионе.
В середине серебристая NiMH батарея рекомендует зарядку 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея заявляет, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
Внизу зелено-оранжевая батарея NiMH рекомендует зарядку 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч. Аккумулятор немного ниже (970 мАч).

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные перезаряжаемые аккумуляторы обычно встраиваются в гаджеты, такие как сотовые телефоны, Mp3-плееры, цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они поставляются с собственными зарядными устройствами, которые автоматически определяют время зарядки завершена и отключила электропитание в нужное время. Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, когда напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны никогда не работать в таких условиях. Если напряжение достигает слишком низкий (если аккумулятор слишком сильно разряжается во время использования), прибор должен отключиться автоматически; если напряжение становится слишком высоким (во время зарядки) вместо этого отключится зарядное устройство. Хотя литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, они деградируют по мере они становятся старше. Типичным признаком старения является постепенная разрядка в течение период времени (может быть, час или около того), за которым следует внезапный, драматический, и совершенно неожиданное отключение прибора после этого. Узнайте больше о том, как работают литий-ионные аккумуляторы.

Фото: Надежное зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов. Когда батарея нуждается в зарядке, камера предупреждает вас заблаговременно. Просто извлеките аккумулятор (это очень просто для цифровой камеры), поместите его в отдельное зарядное устройство, и индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, он станет зеленым. Весь процесс автоматизирован и безопасен: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство перестанет заряжать его до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные батареи

Самые большие, тяжелые и старые перезаряжаемые батареи получили свое название от (разбавленный) сернокислотный электролит и электроды на основе свинца. Они больше всего знакомые нам как автомобильные аккумуляторы (первоначальные источники энергии, которые заставить двигатель автомобиля провернуться до того, как газ начнет гореть), хотя немного другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также используются в таких вещах, как гольф. багги и электрические инвалидные коляски.

Фото: Свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы были первоначально разработаны в 19веке, задолго до того, как появились перезаряжаемые технологии на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшую себя технологию. который относится к середине 19 века. Как правило, они служат несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо они поддерживаются, другими словами, заряжаются и разряжаются. Для их зарядки требуется довольно много времени (обычно до 16 часов — в несколько раз больше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести как к недозарядке, так и к (если у вас нет времени зарядить их должным образом перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставили их на зарядку и забыли о них). Недостаточная зарядка, зарядка с неправильным напряжением или оставление батарей неиспользованными вызывает проблему, известную как сульфатация (образование твердых кристаллов сульфата свинца), а чрезмерная зарядка вызывает коррозию (постоянное разрушение положительной свинцовой пластины в результате окисления, аналогичное ржавчине в железе и стали). ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотного аккумулятора. Перезаряд также приводит к ухудшению состояния электролита, разложению воды (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и поэтому теряются в аккумуляторе. Это делает кислоту сильнее и с большей вероятностью воздействует на пластины, что снижает производительность батареи. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени такие аккумуляторы необходимо доливать дистиллированной водой (не обычной водой), чтобы поддерживать кислоту оптимальной концентрации и достаточно высокого уровня, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Различные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях. в основном для разных типов аккумуляторов. Первое правило зарядка аккумуляторов заключается в том, что зарядное устройство предназначено для одного типа аккумуляторов может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать NiMH аккумуляторы с никель-кадмиевым зарядным устройством. Многие современные перезаряжаемые бытовая техника и гаджеты, такие как ноутбуки, MP3-плееры и мобильные телефоны — при покупке они поставляются с собственным специальным зарядным устройством, так что вы не нужно беспокоиться о соответствии зарядного устройства аккумулятору. Но если вы покупаете в магазине пачку универсальных перезаряжаемых батареек, это важно, чтобы вы покупали аккумуляторы, которые подходят к зарядному устройству, которое у вас есть, или соответственно замените зарядное устройство. Обратите внимание на напряжение и ток, батареи требуют (это будет отмечено на упаковке батареи или на сами аккумуляторы), обязательно выбирайте зарядное устройство с правильным напряжение и ток, чтобы идти с ними, и заряд для правильного количество времени. Если вы хотите купить себе перезаряжаемые батареи, но вы не совсем уверены, как подобрать батареи и зарядное устройство, выберите комбинированный комплект — где вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство в том же пакете.

Фото: Подбор аккумулятора к зарядному устройству. По мере того, как мир переходит на более экологичные электромобили с батарейным питанием, нам потребуется гораздо больше правильно оборудованные, удобно расположенные зарядные станции. В этом используются фотоэлектрические солнечные элементы (в навесе) для зарядки транспортных средств, припаркованных внизу. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Как долго работают перезаряжаемые батареи?

Неудивительно, что это зависит от того, как вы с ними обращаетесь, храните и используете. Небольшие перезаряжаемые аккумуляторы (такие как NiCd, NiMH и ионно-литиевые) обычно служат сотни «циклов». (вы можете заряжать и разряжать их столько раз), что может означать от нескольких лет до от достойной жизни в ноутбуке до десятилетия использования в портативном радио. Хорошо лечили, свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы обычно рассчитаны на тысячи циклов и могут легко прослужить 5–10 лет в автомобиле, который ездит каждый день. Но если вы оставите аккумуляторные батареи в продукте, который вы почти никогда не используете, никогда не заряжайте и не разряжайте его, перезаряжайте его, пусть они перегреваются или хранятся в плохих условиях, не ждите, что они прослужат долго.

Как узнать, что пора заменить батарейки? В чем-то вроде ноутбука вы можете обратите внимание, что литий-ионный аккумулятор некоторое время нормально разряжается, а затем внезапно теряет все оставшиеся заряды. заряжать очень быстро. Если вы используете перезаряжаемые никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы в таких вещах, как фонарики, вы увидите очень постепенное снижение емкости и необходимость подзарядки гораздо чаще.

Лучшие советы по увеличению срока службы аккумуляторов

Как максимально эффективно использовать аккумуляторы? Вот несколько советов, которые я нашел читая различные веб-сайты экспертов по батареям:

Аккумуляторы лучше всего работают при регулярном использовании. Не оставляйте их сидящими в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
Эксперты по батареям считают хорошей идеей «кондиционирование» или «восстановление» аккумуляторов. ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разряжаться существенно перед перезарядкой, если вы можете (хотя вам не нужно полностью их разряжать).
Подберите зарядное устройство к аккумуляторам. Например, используйте зарядное устройство NiMH для аккумуляторов NiMH. и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и силу тока.
Не перезаряжайте аккумуляторы. Вы повредите их.
Не допускайте перегрева или переохлаждения аккумуляторов во время зарядки, хранения и т. д. или использовать (это их повреждает). Они будут греться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
Не скупитесь на покупку приличного интеллектуального зарядного устройства. Ваши батареи прослужат долго дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему устройству. Например, инструкции, которые прилагаются к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его «пристыкован» (сидит на зарядке), на подзарядке, все время не используется. Если ты этого не сделаешь, вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы можете значительно сократить срок службы батареи.
Если вы используете что-то вроде ноутбука, постоянно подключенного к сети, возьмите в привычку позволять ему работать от батареи, возможно, раз в неделю или около того, пока он не разрядится почти полностью, для поддержания батареи в хорошем состоянии. Вы обнаружите, что это помогает расширить срок службы вашего аккумулятора.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие перезаряжаемые просто глядя. Из показанных здесь можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы; все остальные одноразовые. Большая литий-ионная батарея серебристого цвета слева от ноутбука. а меньший (справа) от iPod. Никель-кадмиевые аккумуляторы — это универсальные перезаряжаемые аккумуляторы, зарядное устройство, такое как на нашем самом верхнем фото.

Узнайте больше

На этом сайте

Батарейки
Электричество
Индукционные зарядные устройства
Литий-ионные аккумуляторы

Книги

Свинцово-кислотные аккумуляторы: наука и технология Д. Павлов. Эльзевир, 2017.
«Батарея: как портативное питание вызвало технологическую революцию», Генри Шлезингер. Smithsonian Books, 2010. «Научно-популярная» книга, посвященная истории батарей от Вольтова столба до новейших литий-ионных аккумуляторов.
«Понимание аккумуляторов» Рональда Делла и Дэвида Рэнда. Королевское химическое общество, 2001 г. Очень подробное руководство, описывающее историю батарей, различные типы, выбор батареи для определенного применения и электрохимию зарядки и разрядки.

Статьи

Стеклянная батарея, которая становится лучше? Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г. Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
Он большой и долговечный, и он не загорится: Ванадиевая окислительно-восстановительная батарея Z. Gary Yang. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Являются ли VRFB следующей большой прорывом в аккумуляторных технологиях?
Потенциальные опасности на обоих концах литий-ионного жизненного цикла, Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных аккумуляторов.
Мощный химический коктейль с недостатком Мэтью Вальджан. The New York Times, 17 января 2013 г. Опасность пожара становится все более серьезной проблемой по мере того, как литий-ионные батареи становятся все более распространенными.
Аккумуляторы с напылением могут накапливать энергию в любом месте Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превращать компоненты батареи в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для накопления электроэнергии.
Вирусная батарея может «заряжать автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института создали новую мощную батарею из вирусов.
Аккумулятор, который «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г. Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может привести к значительному сокращению времени зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Подписывайтесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Зарядные устройства. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-battery-chargers-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

Связь
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и инструменты
Транспорт

↑ Вернуться к началу