Нагрузочное сопротивление для проверки батареек

О батарейке

Оксид-серебряные батарейки практически не уступают по своей емкости литиевым изделиям. Стоимость таких «таблеток» также является довольно высокой.

Основным преимуществом такого изделия перед аналогичными источниками электроэнергии заключается в более высокой степени безопасности.

Батарейки SR927SW не только практически не загрязняют окружающую среду, но и более безопасны при эксплуатации и хранении, что также является одним из преимуществ использования таких батарей.

По буквенно-цифровому обозначению элемента питания SR927SW, можно судить о его физических параметрах и типе химического вещества. Обозначение «SR» указывает на принадлежность батарейки к категории серебряно-цинковых.

Первая цифра указывает на диаметр, вторая и третья – обозначают высоту в десятых долях миллиметра. Буквами «SW» обозначаются элементы питания с высоким внутренним сопротивлением. Это означает, что батарею можно устанавливать только в устройства с незначительным электропотреблением.

Как подключить от 9В батарейки Крона

«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.

Схема питания от батарейки крона

В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.

Специальные приборы для проверки

Кроме мультиметра и постоянного резистора для тестирования источника питания можно использовать специальные приборы.

Независимо от модели аппарата принцип работы этих устройств одинаковый — замер напряжения под нагрузкой. Подключение батареи производится её установкой в специальное гнездо.

Приобретение такого прибора экономически оправдано только при его постоянной эксплуатации, например, для магазина.

Для домашнего использования можно порекомендовать мультиметр с функцией проверки батареек. Подключение тестера к источнику питания осуществляется при помощи щупов.

Как повысить силу тока в цепи?

Бывают ситуации, когда требуется повысить I, который протекает в цепи, но при этом важно понимать, что нужно принять меры по защите электроприборов, сделать это можно с помощью специальных устройств. Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов

Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов.

Для выполнения работы потребуется амперметр.

Вариант 1.

По закону Ома ток равен напряжению (U), деленному на сопротивление (R). Простейший путь повышения силы I, который напрашивается сам собой — увеличение напряжения, которое подается на вход цепи, или же снижение сопротивления. При этом I будет увеличиваться прямо пропорционально U.

К примеру, при подключении цепи в 20 Ом к источнику питания c U = 3 Вольта, величина тока будет равна 0,15 А.

Если добавить к цепи еще один источник питания на 3В, общую величину U удается повысить до 6 Вольт. Соответственно, ток также вырастет в два раза и достигнет предела в 0,3 Ампера.

Подключение источников питания должно осуществляться последовательно, то есть плюс одного элемента подключается к минусу первого.

Для получения требуемого напряжения достаточно соединить в одну группу несколько источников питания.

В быту источники постоянного U, объединенные в одну группу, называются батарейками.

Несмотря на очевидность формулы, практические результаты могут отличаться от теоретических расчетов, что связано с дополнительными факторами — нагревом проводника, его сечением, применяемым материалом и так далее.

В итоге R меняется в сторону увеличения, что приводит и к снижению силы I.

Повышение нагрузки в электрической цепи может стать причиной перегрева проводников, перегорания или даже пожара.

Вот почему важно быть внимательным при эксплуатации приборов и учитывать их мощность при выборе сечения. Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление

К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер

Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление. К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер.

Если уменьшить сопротивление до 15 Ом, сила тока, наоборот, возрастет в два раза и достигнет 0,2 Ампер. Нагрузка снижается почти к нулю при КЗ возле источника питания, в этом случае I возрастают до максимально возможной величины (с учетом мощности изделия).

Дополнительное снизить сопротивление можно путем охлаждения провода. Такой эффект сверхпроводимости давно известен и активно применяется на практике.

Чтобы повысить силу тока в цепи часто применяются электронные приборы, например, трансформаторы тока (как в сварочниках). Сила переменного I в этом случае возрастает при снижении частоты.

Если в цепи переменного тока имеется активное сопротивление, I увеличивается при росте емкости конденсатора и снижении индуктивности катушки.

В ситуации, когда нагрузка имеет чисто емкостной характер, сила тока возрастает при повышении частоты. Если же в цепь входят катушки индуктивности, сила I будет увеличиваться одновременно со снижением частоты.

Также читают — как действует электрический ток на организм человека.

Вариант 2.

Чтобы повысить силу тока, можно ориентироваться на еще одну формулу, которая выглядит следующим образом:

I = U*S/(ρ*l). Здесь нам неизвестно только три параметра:

• S — сечение провода;
• l — его длина;
• ρ — удельное электрическое сопротивление проводника.

Чтобы повысить ток, соберите цепочку, в которой будет источник тока, потребитель и провода.

Роль источника тока будет выполнять выпрямитель, позволяющий регулировать ЭДС.

Подключайте цепочку к источнику, а тестер к потребителю (предварительно настройте прибор на измерение силы тока). Повышайте ЭДС и контролируйте показатели на приборе.

Как отмечалось выше, при росте U удается повысить и ток. Аналогичный эксперимент можно сделать и для сопротивления.

Для этого выясните, из какого материала сделаны провода и установите изделия, имеющие меньшее удельное сопротивление. Если найти другие проводники не удается, укоротите те, что уже установлены.

Еще один путь — увеличение поперечного сечения, для чего параллельно установленным проводам стоит смонтировать аналогичные проводники. В этом случае возрастает площадь сечения провода и увеличивается ток.

Если же укоротить проводники, интересующий нас параметр (I) возрастет. При желании варианты увеличения силы тока разрешается комбинировать. Например, если на 50% укоротить проводники в цепи, а U поднять на 300%, то сила I возрастет в 9 раз.

Как проверить батарейку стрелочным мультиметром?

Для проверки берем нужный аккумулятор и так же как с цифровым подсоединяем клеймы к положительному и отрицательному полюсу.

Не забудьте перевести прибор в положения измерения батареек!

В принципе проверить батарейку можно и без тестера. Для этого потребуется поставить ее вертикально приподнять на 2 см и отпустить. Если она отскочит значит севшая. Заряженная же сильного отскока не даст.

Проверка батарейки на работоспособность без прибора так же осуществляется и с помощью обычно лампы. Но этот тест покажет лишь то что есть напряжение, вольтаж, и она не разряжена. В общем ее можно использовать. Данный эксперимент можно проводить в домашних условиях.

Работает ли батарейка, можно узнать, тогда, когда вы вставите ее в нужное электронное устройство. Либо же с помощью тестера, то есть мультиметра. Или простым способом, указанным выше. Таким способом можно проверить круглую пальчиковую батарейку и многие другие.

Есть специальная программа проверки емкости батареи для андроида 3C Battery Monitor Widget! Но она поможет определить объем энергии лишь на телефоне.

Области применения элемента питания

Источники питания такого типа часто можно встретить в самых привычных вещах. Основная область применения — часовые механизмы.

Также это могут быть компьютерные аксессуары, устройства для фотографирования, калькуляторы, мелкие детские музыкальные игрушки; автомобильные брелки и фонарики, мелкие электрические приборы с небольшой степенью потребления энергии, небольшое медицинское оборудование.

В связи со своими техническими характеристиками батарейки такого типа выбирают для оборудования, которому требуется качественные и энергоемкие источники питания, но которые нет возможности зарядить слишком часто.

Проект.

В качестве корпуса для самодельного преобразователя напряжения я решил использовать корпус от отслужившей свой срок батареи «Крона». Такая конструкция, на мой взгляд, более универсальна, да и в мультиметр DT-830B, всё равно, ничего большего размера, чем «Крона», не помещается.

Прорисовка предполагаемой конструкции показала, что пальчиковый аккумулятор форм-фактора «ААА» можно разместить в корпусе от батареи с минимальным увеличением размера последнего.

А именно. Увеличить длину корпуса можно за счёт выпрямления одного из развальцованных краёв жестяной обечайки.

Заднюю стенку, при этом, пришлось немного наклонить, чтобы гайка крепления гнезда не увеличила габариты корпуса.

Технические характеристики

Если появилась необходимость использовать батарейки 3R12 в электронном приборе, то не лишним будет узнать об основных характеристиках элементов питания этого типа. Основными параметрами батареи являются:

Характеристика	Значение
Форма	Квадратная
Вид	Угольно-цинковая (солевая)
Упаковка	Фирменный блистер
Высота	67 мм
Ширина	62 мм
Глубина	22 мм
Емкость батарейки	500-700 мАч
Номинальное напряжение	4,5 v
Рабочая температура	от -5 до +55°С
Температура хранения	от –40 до +50°С
Срок годности	2,5 лет
Масса	130 гр

Как и другие разновидности солевых батарей, 3R12 4.5v не следует использовать при отрицательной температуре воздуха. Сильный перегрев также может привести к выходу элемента питания из строя.

Напряжение батарейки и емкость

Говоря о емкости, подразумевается «расчетное» значение, которое по факту может отличаться от заявленного числа на упаковке.

Емкость батарейки прямо связана с объемом активных компонент, из которых она состоит. Фактическая емкость — реальный показатель заряда, зависит:

• от уровня зарядки;
• от режима эксплуатации;
• от температуры окружающей атмосферы;
• от тока отсечки.

Ток отсечки — это напряжение батарейки, при котором она перестает выполнять свои первостепенные функции.

Причем, заряд батарейки может еще сохраняться, делая ее пригодной для использования в маломощных устройствах-потребителях (вроде часов или пультов дистанционного управления).

Напряжение батарейки (например, 3 V) — это ток, вырабатываемый отдельной ячейкой электрической цепи.

Естественно, столь низкий показатель не может нести опасности для человеческой жизни и устройства потребления.

А достигается повышенное напряжение путем комбинирования в цепь маломощных батареек в 1,5 Вольт каждая.

Таким образом, для получения напряжения в 6 Вольт (фактически) необходимо сложить в единый и последовательный комплект 4 батарейки по 1,5 V.

Исключением из правил считается аккумуляторная батарейка, которая способна выдать не более 1,2 Вольта.

Ампер- (или миллиампер-) часы (mAh), которые мы видим на упаковках и этикетках, корпусах и обертках батареек, обозначают электрический заряд.

Это число определяет на практике срок службы батарейки, а также время ее подзарядки (для аккумуляторов). Необходимые расчеты производятся по схеме:

Заряд батарейки / силу тока потребителя = время работы (в часах)

или в виде формулы:

mAh / mA = h (часы)

Технические характеристики батареи «Крона»

Основные параметры батареи:

• Размеры: 48,5 мм × 26,5 мм × 17,5 мм.
• Масса обычно около 53 граммов.
• Напряжение — 9 В.
• Типичная ёмкость щелочной батарейки — 625 мА·ч.

Ба­та­рея типа «Крона» имеет ём­кость (по пас­пор­ту) 0,5 А·ч.

Су­ще­ству­ют ак­ку­му­ля­то­ры дан­но­го форм-фак­то­ра. При ра­бо­чем рас­чёт­ном на­пря­же­нии в 8,4 В, све­же­за­ря­жен­ны­ми они могут ко­рот­кое время да­вать 11,5 В и выше, что обу­слов­ле­но осо­бен­но­стя­ми со­став­ля­ю­щих их Ni-MH ак­ку­му­ля­тор­ных эле­мен­тов.

• Ак­ку­му­ля­тор­ные ба­та­реи 7Д-0,125 (7Д-0,1, 7Д-0,11) оте­че­ствен­но­го про­из­вод­ства (диа­метр 24 мм, вы­со­та 62 мм, масса 53 г, но­ми­наль­ная ём­кость 100…125 мА•ч, но­ми­наль­ное на­пря­же­ние 8,75 В), сов­ме­сти­мые по форме кон­так­тов с «Кро­ной», на­би­ра­лись из дис­ко­вых ни­кель-кад­ми­е­вых ак­ку­му­ля­то­ров Д-0,125, Д-0,1, Д-0,11 со­от­вет­ствен­но, были ци­лин­дри­че­ской формы, кор­пус — пласт­мас­со­вый.
• Их га­ба­ри­ты немно­го боль­ше стан­дарт­ной «Кроны», и мно­гие оте­че­ствен­ные ма­ло­га­ба­рит­ные ра­дио­при­ём­ни­ки из­го­тав­ли­ва­лись с учё­том этого.
• Неко­то­рые при­ём­ни­ки (на­при­мер, «Селга») про­да­ва­лись в ком­плек­те с таким ак­ку­му­ля­то­ром и за­ряд­ным устрой­ством, а кар­ман­ные при­ём­ни­ки «Мир» 1962 года и «Сокол» 1963 года имели встро­ен­ное бес­транс­фор­ма­тор­ное за­ряд­ное устрой­ство.

Обыч­ные од­но­ра­зо­вые ба­та­реи «Крона», в от­ли­чие от хи­ми­че­ских эле­мен­тов пи­та­ния дру­гих типов, до­пус­ка­ли огра­ни­чен­ное ко­ли­че­ство до­за­ря­док, хотя это и не ре­ко­мен­до­ва­лось из­го­то­ви­те­лем, по­это­му во мно­гих жур­на­лах и кни­гах, на­при­мер, в «Эн­цик­ло­пе­дии юного тех­ни­ка» 1977 года, пуб­ли­ко­ва­лись схемы за­ряд­ных устройств с током осо­бой формы. По­доб­ные схемы имели неко­то­рую по­пу­ляр­ность в связи с де­фи­цит­но­стью ба­та­рей.

Виды «Крон»

Устройство разных типов батареи типа «Крона», слева направо: из 6 ячеек по 1,5 В солевая и щелочная, из 6 элементов LR61 по 1,5 В, из 3 литиевых ячеек по 3 В.

Од­но­ра­зо­вые:

• Марганцево-цинковые солевые, 6 элементов
• Щелочные, 6 элементов
• Литий-железодисульфидные, 6 элементов
• Марганцево-литиевые, 3 элемента
• Воздушно-цинковые («Крона ВЦ»), 7 элементов, перед использованием требовалось разгерметизировать корпус — отломить тонкий пластмассовый «носик», который торчал между контактами.
• Литий-тионил-хлоридные (например, Li-SOCI2 1200 мА•ч)

Мно­го­ра­зо­вые (ак­ку­му­ля­то­ры):

• Ni-MH аккумуляторнаябатарея типа «Крона», ёмкостью 170 мА·ч и напряжением 8,4 В состоящая из 7 миниатюрных аккумуляторов
• Ni-Cd 120 мА•ч
• Ni-MH 170—300 мА•ч
• Li-ION 350—700 мА•ч
• В последнее время также имеются в продаже аккумуляторы специального типа.

В корпусе «Кроны» встроен Li-Po аккумулятор (один элемент), повышающий импульсный преобразователь с малым током холостого хода, и малогабаритный разъём для заряда от внешнего источника напряжением 4,5-5,5 В.

Это сохраняет достоинство упомянутого решения с Li-Ion, однако не требуется схема балансировки элементов, так как используется только один элемент. Напряжение на выходе стабилизировано. Для подзарядки не нужно искать специальное зарядное устройство для «Крон», достаточно любого источника 5 В, такого как USB.

При этом, для чувствительной техники (например радиоприёмники, радиомикрофоны) импульсное преобразование может быть неприемлемо.

Конструктивное исполнение

Разъёмвы к батареям типа «Крона» В СССР вы­пус­ка­лись как обыч­ные уголь­но-мар­ган­це­вые ба­та­реи дан­но­го ти­по­раз­ме­ра, так и ще­лоч­ные, ко­то­рые сто­и­ли до­ро­же и на­зы­ва­лись «Ко­рунд». Ба­та­рея на­би­ра­лась из пря­мо­уголь­ных га­лет­ных эле­мен­тов. При­ме­нял­ся ме­тал­ли­че­ский кор­пус из лу­жё­ной жести, кон­такт­ная пло­щад­ка и дно из ге­ти­нак­са или пла­сти­ка.

Один из кон­так­тов разъ­ёма ба­та­реи (ми­ну­со­вый) пред­став­ля­ет собой гнез­до, а вто­рой — ште­кер. Таким об­ра­зом, разъ­ём оди­на­ков для ис­точ­ни­ка и по­тре­би­те­ля, и при этом под­клю­чить ба­та­рею в непра­виль­ной по­ляр­но­сти невоз­мож­но. Ра­дио­лю­би­те­ли часто раз­би­ра­ли от­слу­жив­шие ба­та­рей­ки и ис­поль­зо­ва­ли их разъ­ёмы в своих кон­струк­ци­ях.

Проверка пальчиковых батареек мультиметром

Для проверки пальчиковых батареек воспользуемся цифровым мультиметром. Это удобное устройство, с помощью которого проверяется напряжение, сила тока, сопротивление, целостность провода, емкость и многое другое.

Что бы правильно проверить батарейку мультиметром щупы устройства должны быть установлены подобным образом.

Переводим переключатель в левую сторону на значение 20.

Красный провод отвечает за «+», Черный провод отвечает за «-».

Берем красный щуп и присоединяем его к положительному полюсу источника питания. Затем берем черный щуп и прислоняем его к отрицательному полюсу или просто минусу.

После того как соединение будет выполнено прибор покажет точное напряжение батареи «аа» типа. Стандартное напряжение для пальчиковой батарейки равно 1,5 вольта. Ничего страшного если прибор показывает 1,54 или 1,45 вольт. В целом если судить по напряжению, батарея пригодна к использованию. Но если она не работает хоть и показывает хороший вольтаж, значит, у нее очень низкая сила тока либо имеется какое-то повреждение. В этом случае лучше приобрести новую.

Таким образом, проверка пальчиковых батареек мультиметром выполняется, так как показано на рисунке.

Краткий алгоритм действий:

1. Подсоединяем к измерительному устройству черный щуп в самую нижнюю лунку.
2. Присоединяем в среднюю лунку красный щуп.
3. Устанавливаем рычаг на цифру 20 с левой стороны.
4. Берем красный провод и подсоединяем его к плюсу аккумулятора.
5. Берем черный провод и крепим его к минусу батареи.
6. Смотрим отображаемое значение на дисплее устройства.

Как проверить батарейку мультиметром под нагрузкой?

Для выполнения подобной процедуры необходимо подсоединить батарейку к электрическому устройству. Например, к микро моторчику, лампочке или светодиоду. И параллельно прикрепить контакты измерительного устройства. На рисунке ниже, показано как это можно реализовать, так же приведена схема электрической цепи.

Для эксперимента был взят обычный моторчик на 3v. Такие ставят почти во все электрические игрушки. Провода к батареи прикреплены с помощью обычной изоляционной ленты.

Первым делом соединяем элемент питания и моторчик, а затем встык соединения втыкаем щупы мультиметра. Как видно из рисунка на дисплее отобразилось значение 1,49 вольт. Это ниже на 0,06 вольта от первоначальных значений. Такое падение произошло за 2 минуты работы моторчика. Таким образом работоспособность батарейки находится на нормальном уровне.

Преимущества и недостатки варисторов

Важными преимуществами нелинейного резистора (варистора) является его стабильная и надежная работа с высокими частотами и большими нагрузками. Он применяется во многих устройствах, работающих с напряжениями от 3 В до 20 кВ, относительно прост и дешёв в производстве и эффективен в эксплуатации. Дополнительными важными преимуществами являются:

• высокая скорость срабатывания (наносекунды);
• длительный срок службы;
• возможность отслеживания перепадов напряжения (безынерционный метод).

Несмотря на то, что данный электронный компонент имеет достаточно много преимуществ, он имеет и недостатки, которые влияют на его применение в различных системах. К ним можно отнести:

• низкочастотный шум при работе;
• старение компонента (утрата параметров со временем);
• большая емкость: зависит от напряжения и типа элемента, находится в диапазоне от 70 до 3200 пФ и влияет на работоспособность устройства;
• при максимальных значениях напряжения мощность не рассеивается – значительно перегревается и выходит из строя при длительных максимальных значениях напряжения.

Как измерить в батарейке силу тока

Данному исследованию подвергаются только новые батарейки. Мультиметр выставляется в положение постоянного тока на предел «10А». При этом щуп плюсовой красного цвета необходимо вставить в гнездо «10А», а минусовой черный включается в источник «COM». Переключатель переводиться на самый большой предел измерений. Щупы присоединить к контактам батарейки.

По истечению 1-2 секунды, щупы необходимо убрать. Данный показатель рабочего состояния варьируется от 4-6А. Малое количество времени прикосновения при измерении обуславливается сокращением работоспособности батарейки при данной процедуре.

Происходит короткое замыкание, при этом мощность рассеивается на сопротивлении батарейки, что приводит к нагреванию элемента. Поэтому злоупотреблять таким способом исследования не рекомендуется.

Расчёт умножителя напряжения

Для расчёта умножителя нужно знать ток нагрузки (Iн), требуемое выходное напряжение (Uвых) и желаемый коэффициент пульсаций (Кп).

Минимальная ёмкость конденсаторов (в мкФ) рассчитывается по упрощённой формуле:

С(n) = 2,85*n*Iн/(Кп*Uвых), где

n—кратность умножения Uвх в В;
Iн — ток нагрузки в мА;
Кп — коэффициент пульсаций выходного напряжения в процентах;
Uвыx—выходное напряжение в В.

Ёмкость первого конденсатора С1 нужно увеличить в 2-3 раза от расчётной ёмкости других конденсаторов, иначе полное напряжение на выходе схемы появится через несколько периодов входного напряжения

Если это не важно для работы нагрузки, то можно поставить конденсатор такой же ёмкости, как и остальные

Для примера скажу, что коэффициент пульсаций считается отличным при значении 0,1% и меньше, хорошим при значении 1 — 3%. Если коэффициент не важен, то примите его равным 100.

Максимальный ток, протекающий через диоды будет равен удвоенному току нагрузки.

Также умножитель можно рассчитать более точно по следующей формуле:

Uвых = n* Uвх — (Iн*(n3 + 9*n2/4 + n/2 )/(12 *f* C) ), где

Iн — ток нагрузки в А;
n — кратность умножения;
f — частота входного напряжения в Гц;
С — емкость конденсатора в Ф.

Как проверить батарейку без прибора

Определить работоспособность пальчиковой батарейки в домашних условиях можно эмпирическим путем. Проверить заряд батарейки без приборов довольно просто. Надо поднять батарею на двадцать сантиметров над уровнем ровной жесткой поверхности в вертикальном положении и отпустить. Можно использовать стол или подоконник. Заряженная батарейка упадет на бок, а разряженная – подпрыгнет от поверхности.

Дело в том, что гель, который находится внутри алкалиновой батареи, гасит кинетическую энергию при падении, и она заваливается на бок. В процессе разрядки гель высыхает, батарейка становится легче и подпрыгивает.

Этот метод не достаточно точен, но вполне может выручить в отсутствии устройства проверки заряда: тестера для проверки батареек, вольтметра или мультиметра.