Akkumulátorfeszültség: hat alapvető fogalom

Röviden: A feszültség az elektromos energiapotenciál mértéke, amely az akkumulátor állapotával, terhelésével és hőmérsékletével is változhat. Más értéket mutathat egy pihenő, egy töltés alatt álló és egy használatban lévő akkumulátor. A névleges, a nyitott áramköri és a töltési feszültség ezért nem felcserélhető fogalmak.

Mit jelez az akkumulátor feszültsége?

A feszültség az energiapotenciál elektromos mérése. Általában a töltés növeli a feszültséget, és a kisütés csökkenti. És az akkumulátorok belső ellenállása is befolyásolja. A nagy belső ellenállás nagyobb ingadozást eredményez, mint az alacsony ellenállás. Továbbá a hideg hőmérséklet csökkenti a feszültséget, és a túlmelegedés emeli. Sok ember összekeverhető bizonyos feszültség-meghatározásokkal. Itt megmagyarázzuk neked egyenként.

Névleges feszültség

Az elemeket névleges feszültséggel jelölték meg, amelyet a teljes feltöltés és a teljes kisütés között a 0,2C-os kisülés alapján kell mérni (ahol C a mA névleges kapacitása). Az ólom sav névleges feszültsége 2V. A NiCd és a NiMH névleges értéke 1,2 V. A lítium-ion névleges feszültsége 3.6V / 3.7V / 3.8V, a LiFePO4 pedig 3.2V / 3.3V.

A névleges feszültség elsősorban tájékoztató érték: segít azonosítani az akkumulátor vagy elem jellemző rendszerét, de nem feltétlenül azt az értéket mutatja, amelyet a cella minden pillanatban méréskor ad. Használat közben a terhelés, a töltöttségi állapot, a környezeti hőmérséklet és az adott készülék működése is hatással lehet arra, milyen feszültség mérhető.

Eszközválasztáskor mindig a készülék előírásaihoz illő energiaforrást célszerű használni. A névleges feszültség összehasonlítása hasznos kiindulópont, de önmagában nem helyettesíti a gyártói útmutató ellenőrzését. Különösen fontos ez akkor, ha különböző elektrokémiai rendszerű akkumulátorok közül választunk.

Nyitott áramköri feszültség

Ez a feszültség, ha az akkumulátor nincs csatlakoztatva semmilyen terheléshez egy áramkörben. A két kapocs nincs csatlakoztatva semmihez, és egyetlen áram sem folyhat be egyik terminálba sem.

A nyitott áramköri feszültség mérése akkor lehet hasznos, amikor az akkumulátor vagy elem állapotáról szeretnénk első benyomást szerezni. Ilyenkor a mérés nem mutatja meg pontosan, hogyan viselkedik a cella tényleges használat közben, mert nincs rajta fogyasztó. Ettől függetlenül az összehasonlításhoz, ellenőrzéshez vagy hosszabb tárolás utáni vizsgálathoz praktikus kiindulási adat lehet.

A megbízható ellenőrzéshez érdemes hagyni, hogy az akkumulátor a töltés vagy használat után nyugalmi állapotba kerüljön. Közvetlenül a töltés befejezése után, illetve nagyobb terhelés után az érték átmenetileg eltérhet attól, amit pihenés után kapnánk. A mérés során ügyeljünk arra is, hogy a mérőeszköz érintkezői tiszták legyenek, és megfelelően érintkezzenek a cella pólusaival.

Zárt áramkör feszültsége

Ellentétben a nyitott feszültséggel, a zárt áramkör feszültsége az üzemi feszültség, ha az akkumulátor terhelés alatt van.

A zárt áramkörben mért érték közelebb áll ahhoz, amit a készülék működés közben „lát”. Ezért fordulhat elő, hogy egy terhelés nélkül megfelelőnek tűnő akkumulátor egy nagyobb igénybevételű eszközben már kevésbé teljesít jól. A különbség nem feltétlenül hibát jelez: az akkumulátor belső ellenállása és az aktuális használati körülmények is befolyásolják.

Ha egy készülék idő előtt leáll, érdemes nem kizárólag a nyugalmi feszültségre hagyatkozni. A probléma oka lehet az energiaforrás állapota, a csatlakozók szennyeződése, a túl nagy terhelés vagy akár a készülék saját védelmi rendszere is. A biztonságos hibakereséshez mindig a készülék és az akkumulátor gyártói ajánlását kell követni.

Az azonos típusú cellák együtt használata szintén segíthet az egyenletesebb működésben. Különböző állapotú, eltérő használati előéletű vagy különböző rendszerű akkumulátorokat nem célszerű válogatás nélkül egy készülékben alkalmazni. Ez különösen fontos azoknál a berendezéseknél, amelyek több cellát használnak egyszerre.

Úszófeszültség és hosszabb készenlét

Az úszófeszültség az a feszültség, amelyen az akkumulátort az akkumulátor önkisülésének kompenzálásával teljesen megterhelik, hogy megtartsa az akkumulátort.

Az úszótöltés célja, hogy egy hosszabb ideig készenlétben tartott akkumulátor rendelkezésre álljon, miközben az önkisülés hatását a töltőrendszer kompenzálja. Ez nem minden akkumulátortípusnál és nem minden felhasználási helyzetben alkalmazható ugyanúgy. A megfelelő beállítást mindig az adott akkumulátor technológiája, valamint a hozzá tartozó töltési előírás határozza meg.

Hosszabb tárolásnál érdemes időnként ellenőrizni az akkumulátor állapotát, de a szükségtelen, ismétlődő töltés sem jó megoldás. A tárolási környezet legyen száraz, tiszta és hőforrásoktól védett. A sérült burkolatú, szivárgó, erősen felmelegedő vagy szokatlanul viselkedő cellát ne használjuk tovább.

Az akkumulátorokat célszerű úgy tárolni, hogy a pólusaik ne érintkezhessenek fémtárgyakkal. A rövidzár elkerülése alapvető biztonsági szempont, mert a cella gyorsan felmelegedhet és károsodhat. Szállításhoz vagy rendszerezéshez praktikus külön tokot, tartót vagy erre alkalmas csomagolást használni.

Maximális töltési feszültség

A töltés maximális feszültsége az akkumulátor feszültsége, miközben teljesen fel van töltve. A lítium-ion maximális töltési feszültsége 4.2V / 4.32V, a LiFePO4 pedig 3.5V / 3.6V.

A maximális töltési feszültség betartása az akkumulátor biztonságos használatának egyik fontos feltétele. A megfelelő akkumulátor töltők használatakor mindig az adott cellatípushoz illő töltési módot kell választani. Nem minden töltő kompatibilis minden akkumulátorral, ezért a töltés megkezdése előtt célszerű ellenőrizni a töltő és a cella előírásait.

Töltés közben az akkumulátort stabil, nem gyúlékony felületen ajánlott elhelyezni. Ne takarjuk le a töltőt, és ne hagyjuk a folyamatot olyan helyen, ahol a hő nem tud megfelelően elvezetődni. Ha az akkumulátor vagy a töltő szokatlanul felmelegszik, szagot áraszt, elszíneződik vagy más rendellenességet mutat, a töltést meg kell szakítani.

Csak ép burkolatú, tiszta érintkezőjű akkumulátort töltsünk. A szennyezett vagy sérült pólusok bizonytalan érintkezést okozhatnak, ami a töltési folyamatot is befolyásolhatja. A töltő érintkezőit is rendszeresen érdemes ellenőrizni, és szükség esetén a gyártói útmutató szerint megtisztítani.

A kisütés vége és a mélykisütés elkerülése

Ez az akkumulátor meghatározott feszültsége, amelynél az akkumulátor lemerült. Az ólom-savak 1,75 V / cellába kerülnek; nikkel alapú rendszer 1.0V / cellára; és a legtöbb Li-ion 3,0 V / cellára. Ezen a szinten az energiának nagyjából 95 százaléka kerül elfogyasztásra, és a feszültség gyorsan csökkenhet, ha a kibocsátás folytatódik.

A kisütési végpont azért lényeges, mert az akkumulátor túlzott lemerítése ronthatja a későbbi használhatóságát. Sok korszerű eszköz rendelkezik olyan védelemmel, amely a túl mély kisütés előtt kikapcsolja a készüléket. Ettől függetlenül nem célszerű rendszeresen addig használni az akkumulátort, amíg a készülék már alig működik.

Ha egy akkumulátor hosszabb ideig nem lesz használatban, ne feledkezzünk meg róla teljesen. Az önkisülés miatt idővel változhat az állapota, ezért a tárolt cellák időszakos szemrevételezése és ellenőrzése jó gyakorlat. A részletes teendők az akkumulátor típusától függnek, így a gyártói tárolási javaslat az elsődleges.

A lemerült vagy hibásnak tűnő cellákat ne próbáljuk barkácsmódszerekkel helyreállítani. Egy akkumulátor állapotának megítéléséhez a puszta feszültségmérés nem mindig elegendő, és a nem megfelelő beavatkozás kockázatos lehet. Kétség esetén biztonságosabb szakértői tanácsot kérni, vagy az akkumulátort a megfelelő gyűjtőhelyen leadni.

Gyakorlati tanácsok feszültségméréshez

Feszültségmérés előtt győződjünk meg arról, hogy a mérőeszköz megfelelő állapotban van, és az érintkezők tiszták. A mérést nyugodt, száraz környezetben célszerű elvégezni, ahol kisebb az esélye annak, hogy a cella véletlenül fémtárggyal érintkezik. A mérőcsúcsokat mindig óvatosan helyezzük a pólusokra.

Ne okozzunk rövidzárat a mérés közben. A pozitív és negatív pólus közvetlen összekötése veszélyes lehet, különösen nagyobb teljesítmény leadására képes akkumulátoroknál. Ha nem vagyunk biztosak a mérés menetében vagy a kapott eredmény értelmezésében, inkább ne kísérletezzünk tovább.

Érdemes feljegyezni, hogy a mérést milyen állapotban végeztük: pihenő akkumulátoron, töltés után, használat előtt vagy terhelés mellett. Így később könnyebben összevethetők az eredmények. Egyetlen mérés helyett azonos körülmények között végzett ellenőrzések sora adhat használhatóbb képet.

Az elem és az akkumulátor helyes használata

Az egyszer használatos és az újratölthető energiaforrások nem kezelhetők automatikusan azonos módon. Az alkáli elem például más felhasználási célra szolgál, mint egy tölthető akkumulátor, ezért töltésre csak kifejezetten erre alkalmas cellát szabad használni. A nem tölthető elem töltése veszélyes lehet.

Mindig az adott készülékhez ajánlott típust használjuk, és figyeljünk a helyes polaritásra. A fordítva behelyezett elem vagy akkumulátor működési hibát, szivárgást vagy károsodást okozhat. Ha a készüléket hosszabb ideig nem használjuk, az energiaforrás eltávolítása sok esetben segíthet megelőzni a kellemetlen meglepetéseket.

Ne keverjünk egy készüléken belül különböző márkájú, típusú, töltöttségi állapotú vagy eltérő használati előéletű cellákat. A vegyes használat egyenetlen terhelést eredményezhet. Ha több elem vagy akkumulátor szükséges, célszerű egyszerre behelyezett, egymáshoz illő darabokat együtt kezelni.

Gyakori kérdések

Mit jelent a névleges feszültség?

A névleges feszültség az akkumulátor vagy elem jellemzésére használt érték. Segít azonosítani a cella típusát, de a ténylegesen mérhető feszültség használat közben ettől eltérhet.

Mi a különbség a nyitott és a zárt áramköri feszültség között?

A nyitott áramköri feszültséget terhelés nélkül mérjük. A zárt áramköri feszültség ezzel szemben az akkumulátor terhelés alatti, üzemi feszültsége.

Miért csökkenhet a feszültség hidegben?

A hideg hőmérséklet befolyásolhatja az akkumulátor működését, ezért a feszültség is alacsonyabbnak látszhat. Ez az oka annak, hogy hideg környezetben a készülék üzemideje vagy teljesítménye is változhat.

Használhatok bármilyen töltőt az akkumulátoromhoz?

Nem. A töltőnek kompatibilisnek kell lennie az akkumulátor típusával és a gyártó előírásaival. A nem megfelelő töltési mód károsíthatja a cellát, ezért mindig ellenőrizzük a kompatibilitást.

Mit tegyek, ha az akkumulátor sérült vagy szokatlanul melegszik?

Ne használjuk és ne töltsük tovább. A sérült, szivárgó, deformálódott vagy rendellenesen melegedő akkumulátort biztonságosan el kell különíteni, majd a helyi előírások szerint kell leadni.

Miért nem elég csak a feszültséget megmérni?

A feszültség fontos információ, de nem mutat meg minden tulajdonságot. Az akkumulátor terhelés alatti viselkedése, belső ellenállása, állapota és használati előélete is befolyásolja, hogyan teljesít a gyakorlatban.