Як перевірити мультиметр заряд акумулятора

Працездатність батареї визначається її вольтажом (напругою) та ємністю накопичувача.

Щоб визначити оптимальний час заряджання або заміни, потрібно знати, як користуватися мультиметром та як перевіряти акумулятор під навантаженням і без нього.

Мультиметр: що це таке

Мультиметр - це багатофункціональний пристрій, який застосовується для вимірювання сили постійного та змінного струму, напруги, електричного опору ланцюга та ємності конденсаторів.

Завдяки наявності 3 шунтуючих резисторів з різним електроопіром мультиметр може знімати показання в декількох діапазонах.

Будова мультиметра

Найчастіше для домашніх перевірок використовуються електронні мультиметри, що мають невеликий РК-екран і ручку перемикання режимів роботи пристрою.

На передній або бічній частині корпусу є кілька гнізд для під'єднання щупів.

Якщо на корпусі мультиметра 3 гнізда для щупів, то червоний щуп вставляється в середнє гніздо (нижнє позначене як «Земля»).У моделях з 4 гніздами діапазон амперажу ділиться на 3 зони: до 200 мА (1-й роз'єм), від 200 мА до 5-10 А та понад 5-10 А.

Режим вимірювання напруги постійного струму має маркування ACV, змінного – DCV, сили струму – DCA, а електричного опору – Ω (омега). Постійний та змінний струм можуть позначатися прямою та хвилястою рисою відповідно.

Зона включення прозвонки розташовується між діапазоном амперажу та опору. При виявленні розриву мультиметр подає звуковий сигнал (у деяких моделей лише світлова індикація). Функціональність тестера забезпечується батарейкою Крона, резисторами, діодами, що випрямляють, та іншими елементами.

Як перевірити акумулятор автомобіля

Під час перевірки автомобільного акумулятора вимірюється напруга, струм витоку та електроопір. При купівлі батареї, яка була у використанні, або в порядку щорічного тесту можна провести перевірку ємності.

Перевіряємо струм витоку

Для перевірки струму витоку потрібно:

1. Перевести пристрій у режим амперметра, вибравши діапазон більше 10 А.
2. Вибрати метод перевірки витоку – у розрив плюсу чи маси. У 1 випадку "плюс" мультиметра підключається до відповідної клеми акумуляторної батареї (АКБ), а "мінус" - до контактів автомобіля. У 2 випадку щупи підключаються до мінусових клем АКБ та машини, але полярність не впливає на результат.
3. Вимкнути освітлення, магнітолу та габаритні фари в автомобілі.
4. Від'єднати «мінусову» клему машини від АКБ, у розрив ланцюга підключити мультиметр, дотримуючись полярності методу.
5. Зняти показання із приладу. За наявності струму витоку — перевірити по черзі розриви ланцюгів сигналізації, протитуманних фар, обігріву, додаткового освітлення та інших систем автомобіля.

Вимірюємо напругу

Найшвидше визначити працездатність батареї можна за допомогою вольтметра. Щоб дізнатися напругу на АКБ, необхідно:

1. Переключити тестер у режим вимірювання постійної напруги.
2. Заглушити двигун і вимкнути всі системи автомобіля, що споживають електрику. При працюючому двигуні отриманий вольтаж буде відповідати генератору, а не накопичувачу.
3. Підключити щупи паралельно до «плюсу» та «мінусу» акумуляторної батареї, дотримуючись полярності.
4. Зняти показання приладу. За відсутності споживачів та тестового навантаження вольтаж повинен становити 12,66 при 100% заряду. При 75% напруга складе 12,42, при 50% - 12,18, а при повному розряді - 11,6-11,8 В. При знятті показань потрібно враховувати частку похибки мультиметра. Підзарядку рекомендується проводити при 12,2-12,4 В залежно від пори року. Повний розряд є небезпечним для акумулятора та потребує тривалого відновлення низькими струмами.

Також вольтаж вимірюється за працюючого двигуна, за участю навантажувальної котушки (18-20 мОм) та основних споживачів акумулятора (магнітоли, габаритів та ін.). Тест на працюючому двигуні показує заряд, який передається від генератора на АКБ.

Для перевірки напруги необхідно завести двигун, але вимкнути всі споживачі електроенергії в машині. Нормальний показник становить 13,6-13,7, але може коливатися в межах від 13,5 до 14 В. Вольтаж більше 14 В означає, що йде підзарядка АКБ. Таке значення може спостерігатися при вимірі холодної погоди без попереднього прогріву двигуна.

Після первинного тесту слід по черзі включати споживачів у ланцюг, продовжуючи спостерігати за показниками мультиметра. Після кожного приладу вольтаж повинен падати лише на 0,1-0,2 Ст. Оптимальне значення напруги при включенні всіх систем – 12,8-13 Ст.

Для вимірювання вилкою навантаження (котушкою) пристрій підключається до клем АКБ на 5 секунд. Мультиметр, приєднаний паралельно, знімає вольтаж при заданому навантаженні. Напруга робочої батареї складе 10,2 Ст. Вольтаж нижче 9 В свідчить про сильне зношування акумулятора.

Перевіряємо внутрішній опір

Внутрішній опір (R) впливає на втрати струму на акумуляторі та інтенсивність розігріву батареї згідно із законом Джоуля-Ленца. Чим менший цей показник для АКБ, тим вища її потенційна працездатність.

Загальне значення складається з кількох локальних опорів:

• на стику електродів та електроліту;
• на з'єднаннях та електродах;
• в електроліті (опір іонному потоку).

Вимірювана величина залежить від температури та зарядженості АКБ: чим холодніший електроліт і нижче заряд, тим більший показник R.

Для визначення внутрішнього опору необхідно:

1. Розрядіть акумулятор до 85-90%, щоб отримати більш точне значення.
2. Підключити до АКБ резистор або інший елемент опору із заданим параметром R та сили струму. Для перевірки акумуляторів автомобілів використовуються лампи потужністю 60 Вт (5 А).
3. Підключити паралельно мультиметр у режимі вольтметра. Запам'ятати отриманий вольтаж.
4. Вимкнути лампу, повторно виміряти напругу. Допустиме збільшення показника при струмі 5 А - 0,05 В (внутрішній опір - 10 мОм). Якщо різниця вольтажу перевищує 0,05 В, потрібно замінити акумулятор.

Визначаємо ємність

Місткість АКБ вимірюється методом контрольного розряду при заданих параметрах навантаження. Метою тесту є визначити, за який час батарея втратить половину заряду після його відновлення.

Перевірка виконується у наступній послідовності:

• виміряти напругу на клемах, порівняти з показником, еквівалентним повній зарядженості;
• підключити споживаючий елемент із заданою потужністю, відзначити час початку тесту;
• час половинного розряду батареї множиться на силу струму ланцюга;
• отримане значення А*ч порівнюється з даними технічного паспорта акумулятора.

Для швидкої перевірки можна підключити лампу до АКБ, яка споживає половину струму батареї. Потьмяніння світла після 2-5 хвилин тесту свідчить про низьку працездатність акумулятора.

Розумні зарядні пристрої проводять перевірку ємності АКБ автоматично – при штатній зарядці або відновленні після глибокого розряду.

Перевіряємо батарейки

Номінальна напруга лужних та алкалінових пальчикових батарей становить 1,5-1,6 В. Для перевірки їх працездатності можна застосовувати 2-хетапний тест:

1. Без навантаження. Вибрати на мультиметр режим постійної напруги діапазоном від 200 мА до 5-10 А, прикласти щупи з дотриманням полярності. Класифікувати батареї за отриманими показниками: більше 1,35 В – робітники, від 1,2 до 1,35 В – вимагають перевірки під навантаженням, менше 1,1-1,2 В – підлягають утилізації.
2. Із навантаженням. Перевіряти потрібно тільки батареї, вольтаж яких на 1 етапі перевищив поріг в 1,2 В. Після включення навантаження в ланцюг потрібно почекати 30-40 секунд, а потім під'єднати щупи мультиметра.При напрузі менше 1,1 В батареї слід утилізувати, при 1,1-1,3 В можна використовувати в малопотужних пристроях (пультах дистанційного керування, комп'ютерних мишках), при більш ніж 1,35 В застосовувати в будь-яких приладах, що живляться від портативні накопичувачі.

Для перевірки літієвих акумуляторів приймаються інші значення напруги. При повному заряді працездатна батарея видає 3,6-3,7, при розряді - 2,5 В.

Записуємо параметри акумулятора телефону

Місткість акумулятора телефону перевіряється за допомогою мультиметра, годинника, резистора та зарядки. Повністю заряджена батарея розряджається за допомогою резистора, після чого знову ставиться на заряджання. У процесі контролюється тривалість та сила струму зарядки.

Якщо виміряти лише тривалість відновлення батареї, можна отримати менше значення, ніж зазначено в паспорті телефону. Це пов'язано з тим, що виробник вказує А*ч за відновлення зарядкою 3,8 У, а штатне напруга на стандартних зарядних пристроях становить близько 5 У. З урахуванням ККД зарядки вольтаж падає до 4,5 У.

Для розрахунку потрібно помножити ампераж зарядки на тривалість повного відновлення, а потім додатково врахувати коефіцієнт 4,5/3,8 В.

За відсутності елемента навантаження можна розрядити АКБ самим смартфоном.

Як тестером перевірити ємність акумулятора та батарейку

Коли виникають проблеми з включенням якогось мобільного пристрою, чи то смартфона або пульту дистанційного керування, в першу чергу змінюють його елемент живлення - батарейку або акумулятор. Але переконатися у працездатності джерела енергії можна і не замінюючи його.Для цього потрібно просто знати, як перевірити батарейку на відповідність своїм характеристикам за допомогою мультиметра, а потім вже прийняти рішення про її заміну.

Батарейка та її параметри

Батарейка - це елемент живлення з накопиченою внутрішньою електроенергією. Конструктивно вона є ємністю, в якій знаходиться речовина (електроліт), що забезпечує рух носіїв заряду від одного полюса виробу до іншого, тим самим створюючи електричний струм. Можливо це завдяки хімічним процесам, що проходять із виділенням енергії. Поступово ці процеси уповільнюються, і батарейка втрачає здатність створювати струм, тобто «сідає».

Елементи живлення поділяються на такі два основні типи:

1. Незаряджувані. Залежно від електроліту вони бувають сольові, лужні, літієві. Їх напруга живлення становить півтора вольта, а хімічна реакція, що проходить, не має процесу відновлення.
2. Перезаряджувані (акумулятори). Характеризуються оборотністю процесів, що проходять всередині них. Як елементи живлення застосовуються нікель-кадмієві (NiCd), нікель-метал гідридні (NiMh), літій-іонні (LiIon), свинцево-кислотні (Pb) види акумуляторів.

Будь-яка батарейка складається з трьох елементів: двох електродів (анод та катод) та агресивного середовища – електроліт. Останній є рідиною, тому, щоб він не випливав з оболонки, додається полімерний загусник. Анод виконується у порошковому вигляді. При його реакції з електролітом він поступово розчиняється, в результаті утворюються вільні заряди, які відразу поглинаються, і настає рівноважний стан.

Якщо підключити джерело живлення до електричного ланцюга, у ньому починаються окислювально-відновлювальні реакції.На аноді з'являється надлишок електронів, які притягуються катодом. Перерозподіл зарядів призводить до появи на електродах різниці потенціалів.

Згодом початковий склад анода та катода змінюється, а кількість електроліту зменшується. При проходженні реакції виникають речовини, що перешкоджають руху зарядів. Все це призводить до того, що сила струму, що віддається батареєю, зменшується, а разом із нею знижується і різниця потенціалів.

Акумулятори по суті працюють аналогічно батарейкам. Вони також при виснаженні анода електрони більше утворюються, а акумулятор втрачає силу струму і напруга. Але через тип використовуваного матеріалу анод має здатність до відновлення. Для цього через нього пропускається електричний струм, що призводить до його збагачення та заповнення заряду.

Характеристики елементів живлення

Усі параметри батарейок поділяються на два основні види: електричні та фізичні. До перших відносять типорозмір виробу та його геометричну форму. Але хоч би як виглядала батарейка, конструктивно вона завжди має два висновки: позитивний і негативний. Позначаються вони на корпусі відповідно знаками «+" та "-".

До основних характеристик батарейок належить:

1. Робоча напруга. Цей параметр показує значення різниці потенціалів між анодом та катодом елемента живлення. На сьогоднішній день батареї випускаються з напругою 5 і 9 вольт. А от акумулятори можуть випускатися з напругою: 1,2; 2,4; 6; 12 вольт. При цьому досить часто можна зустріти послідовне поєднання кількох однотипних акумуляторів в одному корпусі, в результаті робоча різниця потенціалів буде кратна наведеним значенням.
2. Ємність.Вважається основним параметром, що характеризує тривалість роботи батарейки. Вона показує кількість енергії, яку може віддати елемент. Цей параметр залежить від багатьох факторів, основними з яких є геометричні розміри та використовувані при виготовленні речовини. Тобто якщо ємність батареї становить 10 ампер-годин, це означає, що вона зможе живити навантаження струмом 1 ампер протягом 10 годин або струмом 5 ампер 2 години.
3. Струм розряду. Це найбільший струм, який може видати елемент живлення за короткий час у режимі короткого замикання. Визначається переважно ємністю елемента. По суті це швидкість розряду, тобто кількість струму, яке може віддати джерело живлення на 1 ампер своєї ємності.
4. Саморозряд. Цей параметр застосовується більше до акумуляторів, ніж батарейок, хоча властивий і тим, і іншим. Для батарейок він настільки мізерний, що практично ніколи не розглядається. Полягає він у втрати ємності живильника без підключення до навантаження. Зазвичай ця величина зазначається у відсотках.

Методи виміру

При дослідженні батарей найчастіше вимірюються два параметри - ємність та напруга. Для вимірювання характеристик можуть використовуватися як лабораторні стенди зі спеціалізованими електронними приладами, так і тестери побутового рівня.

До спеціалізованих приладів належать тестери, які вимірюють лише певний параметр. Наприклад, вольтметр чи вимірювач ємності. Такі пристрої в основі своєї роботи використовують мікроконтролери та спеціальні аналізатори, а їхня робота повністю автоматизована. При цьому вони можуть бути повністю закінченими пристроями, так і приладами, призначеними для підключення до персонального комп'ютера.

І також є універсальні вимірювачі, які при підключенні до них елемента живлення виводять результати вимірювань відразу декількох параметрів. Але зазвичай вони поступаються точно спеціалізованій техніці.

Крім цього, для отримання загальних відомостей про працездатність джерела живлення можна використовувати світлодіоди або п'єзодинаміки. За допомогою відрізків проводів на них подається напруга з батарейки, і візуально чи звуком оцінюється придатність елемента. Але отримати вірогідні показники без перевірки тестером не вдасться. При цьому неважливо, чи буде він цифрового чи аналогового типу.

Використання мультиметра

Мультиметр називається прилад, призначений для вимірювання різних електричних параметрів. За своїм принципом роботи тестери можуть бути цифровими чи аналоговими. Незалежно від цього, їх важливими характеристиками є точність та діапазон вимірювання. Чим ці показники вищі, тим менше буде похибка отриманого результату.

Перед тим як перевірити тестером батарейку, необхідно правильно його налаштувати і переконатися в працездатності його джерела живлення. При недостатньому напрузі, що надходить на схему вимірювача, отримані показники будуть спотворені.

Для того, щоб користувач точно знав, коли слід замінити елемент живлення, в цифровому приладі передбачена індикація. Для цього вбудований аналізатор стежить за рівнем напруги батареї, що живить його, і у разі виникнення з нею проблем сигналізує миготливим значком на екрані приладу. А для аналогового тестера приводом для заміни елементів живлення буде неможливість виставити стрілку приладу в нульове положення.

Для отримання правильного результату варто використовувати не тільки підготовлений прилад, але й проводити вимірювання при температурі, що знаходиться близько 20 градусів за Цельсієм. Це пов'язано з тим, що параметри акумулятора змінюються, особливо це стосується його нагрівання.

Вимірювання величини напруги

Перевірити рівень напруги тестером дуже просто. Для цього знадобиться з'єднати червоний штекер дроту із гніздом приладу, позначеного VΩ або просто V, а чорний – із гніздом СОМ. Потім встановити галетний перемикач в зону DCV на значення, що перевищує номінальний рівень напруги батареї.

Наступним етапом буде з'єднання кінців проводів з вимірюваною батареєю. Для цього червоний щуп мультиметра приєднується до плюсового висновку, а чорний — до мінусового. Після цього прилад вмикається, а на дисплеї з'являється число, що означає напругу у вольтах.

Таким чином, можна перевірити мультиметром як акумулятор телефону, автомобіля або іншого пристрою, так і просту батарейку. Але при цьому слід знати, якщо навіть рівень напруги буде в нормі, це зовсім не означає, що джерело живлення виявиться повністю працездатним.

Перевірка ємності

Безпосередньо перевірити ємність батарейки мультиметром, незважаючи на універсальність приладу, не вийде, тому що у нього просто немає такої функції. Але виміряти час розряду, а потім вирахувати ємність цілком можливо. Щоб це зробити, знадобиться виконати низку дій:

1. Мультиметр перемикається у режим вимірювання струму. Для цього червоний провід переставляється в гніздо – 10 A, а чорний – у COM.
2. Регулятор вибору діапазону встановлюється на найбільше в діапазоні вимірювання постійного струму.Цей діапазон може бути позначений як DCA або A-.
3. Швидким дотиком щупів (не більше секунди) торкаються висновків батарейки, дотримуючись при цьому полярності: червоний - плюс, чорний - мінус.
4. У момент торкання батарейки візуально контролюється екран і запам'ятовується число, яке там з'явиться.
5. Якщо значення сили струму буде менше 0,4 ампера, батарейку можна вважати непридатною, і вимірювання проводити далі немає сенсу.

Коли стоїть завдання дізнатися саме ємність акумулятора, продовжують вимірювання. Для цього використовується правило, що ємність знаходиться шляхом множення, що проходить через опір струму, на витрачений для цього час. Тому, крім мультиметра, знадобиться змінний опір близько 100 Ом, включений у розрив червоного щупа.

Цей метод підходить для вимірювання попередньо повністю зарядженого акумулятора, але не простої батареї. Адже якщо перевіряти її ємність, то наприкінці виміру вона просто втратить свій ресурс.

Отже, коли схема зібрана, потрібно торкнутися щупами анода і катода акумулятора і за допомогою резистора встановити струм розряду близько 500 mA. Після цього треба включити секундомір і контролювати напругу на батарейки за допомогою іншого тестера. Як тільки воно опуститься нижче за 30% від номінальної напруги, секундомір зупиняють. Потім, помноживши отриманий час у годиннику на струм, отримують потрібне значення ємності.

Знаходження опору

Ще один вимір, що дозволяє встановити, в якому стані знаходиться батарейка, полягає у знаходженні внутрішнього опору. Але крім безпосередньо самого вимірювача, знадобиться потужна лампочка на 12 вольт на зразок тієї, що встановлюється в машинах.

Метод виміру полягає у виконанні наступної послідовності дій:

1. Паралельно до об'єкта, що досліджується, підключається лампочка, і за допомогою тестера вимірюється напруга.
2. Вимірюється напруга на виводах батареї, але вже при від'єднаній лампочці.
3. Вимірюється сила струму, що проходить через лампочку. Для цього тестер перемикається в режим вимірювання постійного струму, а лампочка послідовно з'єднується з батарейкою.

З отриманих даних, використовуючи закон Ома для ділянки ланцюга, обчислюється внутрішній опір акумулятора, і робиться висновок. Наприклад, при підключеній лампочці було отримано напругу U1, що дорівнює 4 вольта, а без неї U2 - 4,1 вольта. А виміряна сила струму становила I = 1,45 А. Підставивши ці значення формулу, треба знайти внутрішній опір. Для прикладу воно буде одно:

R = (U2-U1) / I = (4,1-4) / 1,45 = 0,07 Ом.

Таким чином, провівши комплекс вимірювань, можна буде впевнено стверджувати про стан акумулятора або батарейки. При цьому великий внутрішній опір батареї означатиме значне погіршення її стану та швидку деградацію.