А. ЛАВРЕНОВ, г. Иркутск

Когда заряжают аккумулятор (или аккумуляторную батарею), зарядный ток устанавливают по показаниям амперметра. А что он показывает?

Электрохимические процессы в аккумуляторе протекают на поверхности его пластин, находящихся в электролите. Для увеличения емкости аккумулятора пластины выполняют пористыми. В толще пластины, в ее порах, перемешивание электролита происходит значительно медленнее, чем на ее поверхности и в прилегающем слое электролита.

Замечено, что чем больше зарядный ток, тем интенсивнее происходят нежелательные процессы в толще пластин, т. е. старение аккумулятора. Поэтому зарядный ток ограничивают, находя компромисс между быстротой зарядки и интенсивностью старения аккумулятора от большого тока. Общепринято заряжать свинцовые стартерные батареи аккумуляторов током, численно равным в амперах одной десятой емкости в ампер-часах. А инструкция по эксплуатации этих батарей [1] рекомендует, например, для батареи 6СТ55 ток зарядки и того меньше — 2,75 А, т. е. 0,05 емкости.

Много лет зарядные устройства изготавливают по одной структурной схеме: сетевой трансформатор—двуполупериодный выпрямитель (иногда мостовой)— реостат—амперметр. Добавим в зарядную цепь устройства измерительный резистор сопротивлением 0,1 Ом, а вместо одного амперметра включим последовательно три — магнитоэлектрический (авометр ТЛ-4), электромагнитный Э421 и мультиметр M890F (см. схему на рис. 1). Авометр и мультиметр установим на измерение постоянного тока.

Подключим к зарядному устройству аккумуляторную батарею и по магнитоэлектрическому амперметру РА1 установим реостатом R1 зарядный ток 1,9 А. Кому-то покажется странным, но при этом электромагнитный амперметр РА2 покажет 2,7 А, а электронный РАЗ — 1,87 А. Все приборы проверены и при измерении постоянного тока давали одинаковые показания.

Незначительная разница в показаниях амперметров РА1 и РАЗ объясняется только естественной погрешностью приборов, а вот причина существенного отличия показания амперметра РА2 в том, что ток в цепи сильно отличается от постоянного. Известно, что амперметр электромагнитной системы измеряет эффективное значение переменного тока, а магнитоэлектрический и электронный — среднее. Именно среднее значение зарядного тока определяет электрический заряд, передаваемый аккумуляторной батарее.

Подадим напряжение, падающее на измерительном резисторе R2, на вход Y осциллографа (скорость развертки — 2 мс/дел., чувствительность — 0,2 В/дел.) и снимем ряд осциллограмм при значениях тока 1, 2 и 3 А, устанавливаемых по амперметру ТЛ-4.

Осциллограммы (рис. 2,а, б и в соответственно) сильно напоминают по форме напряжение на выходе однополупериодного выпрямителя, хотя каждая "полусинусоида" несколько искажена: ее вершина приплюснута сверху и на клонена вправо. Зарядный ток возникает в момент, когда напряжение на выходе выпрямителя превышает ЭДС заряжаемой батареи, при этом электрохимические процессы имеют нелинейный характер. Подключение к выходу выпрямителя сглаживающего конденсатора С1 емкостью 4700 мкФ форму зарядного тока практически не изменило. А вот и самое интересное: эти "полусинусоиды" на осциллограмме рис. 2,б, например, имеют высоту в точке максимума два деления шкалы осциллографа, а это соответствует 4 А. Вы помните, что показывали амперметры?

Давайте теперь поэкспериментируем с зарядным устройством на тринисторе. Такие устройства привлекательны тем, что благодаря отсутствию громоздкого мощного реостата малогабаритны, имеют значительно более высокий КПД и надежность. Для эксперимента я выбрал устройство, описанное в [2]. Напряжение вторичной обмотки — 27 В эфф., амперметр оставил один — ТЛ-4, измерительный резистор сопротивлением 0,1 Ом тот же.

Осциллограмма на рис. 3,а соответствует показаниям амперметра 1 А; амплитуда тока достигает 3,2 деления шкалы осциллографа — 6,4 А. Осциллограммы рис. 3,б и 3,в — при показаниях амперметра также 2 и 3 А. Кривые 2,в и 3,в близки между собой по амплитуде, так как трансформатор использовался один и тот же, реостат в положении, когда сопротивление почти минимально, и тринистор открыт почти весь полупериод.

Я проводил эти опыты с целью рассказать радиолюбителям и автомобилистам, что при использовании сетевых зарядных устройств через аккумуляторную батарею протекает пульсирующий ток с пиковым значением, в 2. 4 раза большим, чем показывают амперметры. Поэтому зарядный ток необходимо устанавливать только по амперметру, показывающему среднее значение тока, например, магнитоэлектрическому.

Согласно Инструкции прекращать зарядку следует после того, как в течение трех часов интенсивного "кипения" плотность электролита и напряжение на выводах батареи будут оставаться постоянными. И не надо пугаться, когда напряжение достигнет 2,7 В на один элемент. Это происходит вследствие того, что отрицательные пластины покрыты положительными ионами водорода, возникает дополнительная разность потенциалов, достигающая 0,33 В. Она исчезнет через 2. 3 ч после отключения зарядного устройства.

Зарядкой "асимметричным" током [3] мне не удалось заметно увеличить емкость ни у одной из десятка послуживших батарей. Это дает повод поставить под сомнение целесообразность такого метода зарядки.

Имея точный вольтметр, ареометром можно не пользоваться, а плотность электролита вычислять по эмпирической формуле: у = Е1 — 0,84, где Е1 — ЭДС аккумулятора (одного элемента); у — плотность электролита, приведенная к температуре 15 °С.

каждый водитель хоть раз да заряжал АКБ самостоятельно и каждый делает это по разному.
как же делаю это я и что для этого потребуется:

1. зарядное устройство ( у меня еще советское так что про новые нечего сказать не могу)
2. вольтметр (электронный желательно) стоит копейки 200-300 р
3. ареометр (для измерение плотности) стоит тоже копейки 50-150 р
4. дистиллированная вода 30 р литр
5. пипетка продается в аптеке либо стеклянная трубка
(использовать для измерения уровня электролита)
я использовал трубку (шланг) от капельницы, можно но не удобно гнется.
6.нашатырный спирт (продается в аптеке) для нейтрализации поверхности акб, так как загрязненная поверхность вызывает разряд акб.
7. сода пищевая растворенная в воде
(так же для нейтрализации поверхности акб (электролита) и в случае его проливания)
8. нагрузочная вилка
(для измерение напряжение акб и проверки измерения акб в режиме "нагрузка")
я ее пока еще не купил цена от 300 рублей.

Теперь поговорим о напряжении и плотности
Степень заряженности, напряжение *, плотность *.
100% 12,7 1,28
80% 12,5 1,245
60% 12,3 1,21
40% 12,1 1,175
20% 11,9 1,14
0% 11,7 1,10
* при + 20 — 25 *С

перед тем как поставить акб на зарядку надо измерить напряжение и плотность,

(если акб находился на морозе то его надо отогреть до 20 -25 *С в течении примерно 8 часов
я обычно делаю так если не требуется срочность в зарядке акб, заношу его вечером а с утра ставлю на зарядку, за ночь акб прогреется до комнатной температуре.)

Зарядка аккумулятора зарядным устройством

Ну а теперь как заряжать?
Для этого служат выпрямители постоянного тока. Автолюбители их называют зарядными устройствами. Они бывают с ручной регулировкой или автоматические.
Перед зарядкой необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок. При зарядке важны три параметра: напряжение, ток зарядки и время.

Максимальное напряжение выпрямителя должно быть не выше 14.4V, лучше, если оно регулируется. Когда аккумулятор частично процентов на 25 разряжен, то начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко скакнуть вверх. Отрегулируйте его на номинал не выше 1/10 ёмкости аккумулятора или меньше, если вольтметр уже показывает напряжение близко к 14V. Т.е., если у Вас батарея имеет маркировку 55Ah — максимальный ток 5.5. Далее в процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться.
Считается, если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор заряжен. Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести и они замкнут друг на друга.
Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов.
Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив выпрямитель, устанавливем ток зарядки порядка 2А. Иногда ниже, ориентируюсь по вольтметру: опять же не выше 14V. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель.
При чём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатизация пластин.
Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведет к снижению их срока службы.
Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.
Необходимо знать, что при сильном снижении уровня электролита внутри корпуса аккумулятора может образоваться опасная концентрация газовой смеси. Чтобы исключить вероятность взрыва, нельзя подносить к батарее открытое пламя (даже сигарету) и допускать искрение электро контактов.
Перед длительной зимней стоянкой также обслужите батарею, но не храните ее в теплом помещении, а оставьте на автомобиле со снятыми клеммами. Чем ниже температура, тем меньше скорость ее саморазряда.
Недопустимо оставлять на морозе разряженную батарею. Электролит низкой плотности замерзнет, и кристаллы льда приведут ее в негодность.
Для борьбы с паразитными токами утечки заведите себе привычку вытирать корпус батареи насухо от всякой нечисти. Если совсем в лом, то хотя бы делайте чистый круг вокруг плюсовой клеммы, чтобы разорвать паразитные электрические связи.
Ну, а если Вы любите свою машину, то разведите немного соды в воде
или возьмите нашатырный спирт и протрите всю поверхность корпуса батареи и вытрете ее насухо. Все тряпки, которые прикасались к аккумулятору выбросить немедленно!

Акб СА СА не любят глубокого разряда, и заряжать их надо до напряжения 16 вольт.
Как я и делаю, при таком напряжение акб получает 100% заряд, но надо смотреть за уровнем электролита.
после 2 часового заряда от 15 до 16 вольт при токе 0.5 -1.5, выключаю зарядное устройство. потом даю ему постоять в покое несколько часов, а когда и на сутки и если напряжение находиться в пределах нормы, считаю зарядку за конченой, ежели не так то продолжаю заряжать акб
один акб я заряжал малым током на протяжении 4х дней,
чтобы поднять напряжении и плотность до нормы.
другой я акб заряжал для зимнего хранения в течении 8 часов, после 5 часов покоя напряжение на контактах 12.9.
ранее этот акб был полудохлый и была произведена частичная замена электролита плотностью 1.31 плотность стала 1.27, после этого акб простоял 3 месяца дома позже был поставлен на машину, где эксплуатировался пол года летом, снять с машины простоял в гараже на морозе месяц, далее был занесен домой где простоял 2 дня и было измерено напряжение которое составило 12.48 был поставлен на зарядку где и получил 12.9В и 1.31 плотность.
оба акб доводил до напряжения 15 — 16 вольт на малом токе 0.5 — 1.5, оба акб были заряжены на 100%.
считаю что при напряжение до 14.5 акб получает заряд 75-85 %.

Если вы считаете мою методику бредом, знайте, я вас не заставлю ей пользоваться.

Частые короткие поездки с постоянными циклами запуска и остановки двигателя машины делают очень трудной работу заряженного аккумулятора, особенно, зимой, когда бóльшую часть времени работают печка, фары, разного рода подогревы: окон, зеркал, сидения, руля и т.п. Всё это потому, что последние очень прожорливы, и сильно разряжают его, в то время как генератор попросту не успевает зарядить аккумулятор, а стартер, запускающий двигатель, ставит последнюю точку, особенно, в случае, если используется слишком часто, и не оставляет практически никаких шансов такому разряженному аккумулятору выжить в таком небольшом частном мире прожорливых потребителей. Это мы, конечно, утрируем! Тем не менее, зимой (но и летом тоже) есть большой риск того, что однажды аккумулятору просто не хватит сил, чтобы в очередной раз запитать самый прожорливый к электричеству элемент машины — стартер, и машина не заведётся, в результате чего Вам придётся его "прикуривать".

Но таких случаев можно избежать, если у Вас есть специальное зарядное устройство для аккумулятора — относительно дешёвый, но очень полезный аксессуар, который позволяет восполнить то, что не досталось аккумулятору от генератора — зарядить его. Но как зарядное устройство заряжает аккумулятор?

Так выглядит типичное зарядное устройство для аккумулятора

На самом деле, всё очень просто — оно использует электричество из розетки, чтобы зарядить аккумулятор с помощью положительного и отрицательного выводов, которые присоединяются на соответствующие клеммы аккумулятора, заряжая его. Средний автомобильный аккумулятор имеет ёмкость около 48 ампер/часов (А•ч), и это означает, что полностью заряженный аккумулятор обеспечивает 1 ампер тока в течение 48 часов, 2 ампера в течение 24 часов, 8 ампер в течение 6 часов и так далее. И работа зарядного устройства заключается в передаче аккумулятору на хранение этих амперов, чтобы тот впоследствии отдавал их компонентам нашего автомобиля.

Обычно зарядное устройство заряжает аккумулятор на отметке 2 ампера, соответственно, тот же аккумулятор заряжается в течение 24 часов, чтобы пресытиться положенным ему 48 амперами, необходимыми для полной зарядки аккумулятора. Но существует также широкий спектр зарядных устройств с различными регулируемыми скоростями заряда на рынке — от 2 до 10 ампер. Чем выше заряд, тем быстрее аккумулятор зарядится. Быстрая зарядка, однако, чаще всего нежелательна, так как это может попросту сжечь пластины аккумулятора (Вы знаете, что это за пластины, если читали статью о том, как работает аккумулятор).

Нагрузки, которые налагаются на аккумулятор, можно определить по количеству тока, используемого в различных электрических компонентах машины: например, фары с включенным ближним светом потребляют в среднем от 8 до 10 ампер, а обогрев заднего стекла примерно столько же.

Теоретически, полностью заряженный аккумулятор, не принимая ток от генератора, должен крутить стартер примерно в течение 10 минут, обеспечить работу фар в течение восьми часов, а обогрева заднего стекла в течение 12 часов. Однако, по мере разрядки аккумулятора это время значительно падает.

Среднестатистическое бытовое зарядное устройство для аккумулятора включает в себя трансформатор и выпрямитель, которые позволяют изменить 220 Вольт переменного тока из розетки в 12 Вольт постоянного тока, а также позволяют сети питания обеспечить зарядку с такой скоростью, которая определяется самим состоянием батареи. В случае, когда аккумулятора ещё достаточно новый, зарядное устройство может повысить силу тока до 3-6 Ампер, и, таким образом, такой аккумулятор зарядиться гораздо быстрее. А вот аккумулятор, который своё отработал, попросту не будет держать заряд вообще и потому даже не будет принимать зарядку от з/у.

Итак, как заряжать аккумулятор — инструкция по порядку

Прежде всего, аккумулятор необходимо снять с автомобиля, отсоединив 2 провода с отрицательным и положительным зарядом от соответствующих клемм аккумулятора (можно заряжать аккумулятор и непосредственно на месте под капотом, главное — отсоединить провода автомобиля от клемм, иначе можно лишиться генератора). Убедитесь, что все электрические приборы в автомобиле выключены (в том числе и ключ зажигания повёрнут в положение "Off", когда не горит ни одна лампочка на приборной паенли и не работает магнитола) — в противном случае при снятии и последующем соединении заряженного аккумулятора с проводами питания автомобиля, место контакта будет сильно искрить.

После снятия зачистите контакты клемм аккумулятора и проводов для лучшего контакта.

Подключение зарядного устройства

Перед процессом зарядки аккумулятора всегда проверяйте уровень электролита посредством специального мерного окошка на аккумуляторе. При необходимости долейте электролит и почистите и протрите клеммы аккумулятора.

Желательно помимо самого зарядного устройства иметь также такой прибор как ареометр — специальный несложный прибор для измерения плотности электролита. Так Вы сможете определить, когда аккумулятор зарядится (электролит перестанет изменять (повышать) свою плотность), хотя, скорее всего, Ваше зарядное устройство покажет Вам, когда аккумулятор будет полностью заряжен.

У большинства аккумуляторов как раз для процесса зарядки установлены специальные вентиляционные отверстия с крышками, закрывающими их. Эти крышки желательно удалить перед зарядкой.

Установите зажим (или любой другой способ крепления провода зарядного устройства к клеммам аккумулятора) положительного (+) провода от зарядного устройства — он, как правило, окрашен в красный цвет — на положительную клемму аккумулятора — она, как правило заметно больше, чем отрицательная. Таким же образом соедините отрицательный провод с отрицательной клеммой.

Подключите зарядное устройство к сети и включите его. Индикатор или датчик (амперметр) покажет, что аккумулятор на данный момент заряжается. Датчик вначале может показывать высокую скорость зарядки, но она должна постепенно падать в процессе, пока аккумулятор заряжается. Если на Вашем зарядном устройстве нет автоматического изменения силы тока, то Вам необходимо установить его вручную — максимальная его величина должна составлять 10% от его номинальной ёмкости, а оптимальная для зарядки — 5% — так, при ёмкости аккумулятора 60 А•ч сила тока на з/у при зарядке должна быть выставлена в 3 Ампера, а если эта величина будет выставлена превышающей 6 Ампер, то это более вероятно повредит аккумулятор. Помните, что чем ниже сила тока, тем дольше будет заряжаться аккумулятор, но тем дольше будет срок его службы при периодических циклах зарядки-разрядки.