Как определить емкость аккумулятора мультиметром

Мультиметр является многофункциональным устройством для измерения различных параметров электрического тока, поэтому с его помощью может быть произведена и проверка заряда аккумулятора. Для выполнения данной работы можно использовать различные виды мультиметров. Стоимость изделия не имеет значения, главное чтобы цифровой или аналоговый измерительный прибор был в исправном состоянии. О том как проверить аккумулятор мультиметром будет рассказано далее.

Какие параметры можно проверить?

С помощью мультиметра можно измерить напряжение с высокой точностью. По величине электрического напряжения можно определить заряжена ли аккумуляторная батарея или элемент необходимо зарядить постоянным током.

С помощью мультиметра, можно проверить напряжение не только кислотных аккумуляторов, но и элементы питания сотовых телефонов. Чтобы проверить мобильник на величину заряда батареи, прибор переводится в режим измерения постоянного тока до 20 В. В этом режиме цифровой прибор, позволяет измерить напряжение, с точностью до сотых долей вольта.

Аккумулятор шуруповёрта, также можно легко проверить мультиметром. Номинальное напряжение прибора, в данном случае, можно узнать из документации электроинструмента, и если напряжение меньше этого значения, то батарею необходимо зарядить.

Ёмкость аккумулятора также можно проверить мультиметром. Для этой цели можно воспользоваться несколькими способами.

Проверить с помощью мультиметра можно утечку тока. Если необходимо измерить данный параметр на автомобиле, то кроме утечки тока на корпус, проверяется и утечка в бортовой сети автомобиля.

Таким образом можно предотвратить быстрый разряд АКБ и повысить её эксплуатационный ресурс.

Как измерить напряжение

Если необходимо проверить только аккумуляторного напряжения, то мультиметр переводится в режим DC. Если нужно проверить источник электроэнергии, напряжение которого не превышает 20 вольт, то в данном секторе переключатель режимов устанавливается в положение 20 В.

Затем чёрный щуп мультиметра следует присоединить к минусовой клемме, а красный — к плюсу АКБ, на дисплее устройства, в этот момент, будет показано напряжение постоянного тока.

Обычно, исправный и полностью заряженный автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12,7 В. Если при таком напряжении плотность электролита находится в норме, то источник электроэнергии может быть использован по назначению.

Аналогичным образом измеряется напряжение литий-ионных батарей сотовых телефонов, а также щелочных или гелевых батарей, которые применяются для запуска двигателей различной мототехники, дизельных генераторов и иных устройств, для начала работы которых, необходим определённый заряд электричества.

Как измерить ёмкость

Мультиметр можно использовать и как тестер для измерения ёмкости аккумулятора. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи. Чтобы проверить ёмкость потребуется вначале полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.

Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.

Проверить внутреннее сопротивление

Чтобы проверить АКБ на исправность с помощью мультиметра, требуется измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. Проверить работоспособность источника питания можно с применением мультиметра и мощной лампочки на 12 В. Проверить батарею необходимо в такой последовательности:

1. Лампа 12 В подключается к АКБ.
2. Спустя несколько секунд свечения лампы, замеряется напряжение на клеммах батареи.
3. Лампа отключается, и напряжение снова замеряется.

Если разница измерения не превышает значения 0,05 В, то аккумулятор находится в исправном состоянии.

В том случае, когда значение падение напряжения больше, внутреннее сопротивления источника питания будет выше, что косвенно будет обозначать значительное ухудшение технического состояния аккумулятора.

Таким образом удаётся довольно точно проверить источник электроэнергии на исправность.

Как проверить ток утечки

Аккумулятор может самостоятельно разряжаться, даже в том случае, когда его клеммы не подключены к потребителям электроэнергии. Величина саморазряда указывается в документации к аккумулятору и является естественным процессом. Особенно заметно потеря электроэнергии может наблюдаться в кислотных АКБ.

Дополнительно к естественным утечкам электрического тока, в цепи могут быть участки, которые находятся во влажном состоянии или с истончённой изоляцией. В этом случае, даже в момент, когда все потребители электроэнергии находятся в выключенном состоянии, происходит дополнительная утечка тока, которая может привести к полному разряду батареи, а в некоторых случаях, и к возгоранию повреждённого места.

Особенно, такое явление может быть опасно в бортовой сети автомобиля, у которого отрицательным проводником является весь кузов и агрегаты, на которых может находиться достаточное количество огнеопасных веществ для образования открытого пламени даже от небольшой искры или электрической дуги.

Чтобы выявить, такое «несанкционированное» расходование электричества, необходимо выключить зажигание автомобиля, а также отключить устройства работающие в «дежурном режиме», например магнитолу и сигнализацию.

Измерить силу тока на аккумуляторе с помощью мультиметра, можно только в том случае, если измерительный прибор переведён в режим измерения силы тока, обозначенный значком «10 А». Для этого круговой переключатель переводится в соответствующий режим, а красный штекер в гнездо обозначенное знаком «10 ADС».

Красный щуп мультиметра соединяется с «+» аккумулятора, а чёрный, с отсоединённой клеммой. В этот момент должны полностью отсутствовать какие-либо показания прибора. Если мультиметр покажет любое значение, то ток утечки является значительным, и необходимо произвести детальную диагностику бортовой сети автомобиля.

Подобным образом производится замер утечки в других электронных системах. При проведении диагностики следует проявлять осторожность, и при подозрении на значительную утечку электрического тока, которая проявляется искрением при отсоединении или подключении клеммы, от замера тока утечки мультиметром следует отказаться.

Если пренебречь этим правилом, то можно «спалить» прибор, который не рассчитан на проверку больших значений силы тока.

Как проверить заряд аккумулятора мультиметром и не повредить хрупкую электронную «начинку» устройства?

Чтобы для тестера проверка аккумулятора не оказалась последней, необходимо правильно выбрать диагностический режим. Если требуется проверить ампераж, то категорически запрещается это делать без дополнительной нагрузки, которая не должна превышать мощности 120 Вт.

Выбирая режим измерения постоянного тока, следует проявлять осторожность, чтобы по ошибке, не включить мультиметр в режим измерения сопротивления, который находится, в большинстве моделей мультиметров, рядом с положением переключателя для измерения постоянного тока.

Одна из задач, решаемых с помощью мультиметра, состоит в оценке работоспособности автономного источника питания, то есть батареи.

Умение делать это особенно необходимо автомобилистам: отправляться в дальний путь можно только на полностью исправном автомобиле.

В этом материале расскажем, как проверить емкость аккумулятора мультиметром и какие признаки свидетельствуют об исправности батареи.

Существующие типы батарей

Аккумуляторы очень разнообразны. Они различаются по материалу, напряжению, емкостью и номинальной нагрузкой.

Материал

• свинцово-кислотные;
• литий-ионные;
• никель-кадмиевые;
• никелево-железные;
• щелочные;
• кальциевые;
• сурьмянистые.

Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в автотранспортных средствах для запуска двигателя. Литий-ионные — в телефонах и ноутбуках. По этой же технологии сегодня изготавливают универсальные аккумуляторы в форме пальчиковой батарейки.

Никель-кадмиевые считаются устаревшими. В сравнении с литий-ионными они менее удобны, поскольку их требуется заряжать и разряжать полностью. В противном случае емкость батареи уменьшается.

Прочие виды аккумуляторов применяются для специфических задач.

Напряжение

Каждый электропотребитель рассчитан на то или иное напряжение и это нужно учитывать при выборе аккумулятора. К примеру, автомобильный аккумулятор генерирует напряжение в 12 В, пальчиковый — в 1,5 В. Чтобы запитать приемник или фонарик на 3 В, соединяют последовательно два аккумулятора напряжением в 1,5 В.

Максимальный ток или номинальная нагрузка

Эти параметры увязаны, поскольку сила тока обратно пропорциональна сопротивлению нагрузки. При мощности нагрузки свыше допустимой, в цепи протекает ток большой силы, что приводит к повреждению аккумулятора.

Емкость

Данный параметр измеряется в ампер-часах (А*ч или AH). Он отображает длительность работы батареи с определенной нагрузкой.

К примеру, емкость автомобильных аккумуляторов составляет от 45 до 100 А*ч.

Батарея емкостью 60 А*ч сможет питать нагрузку, потребляющую ток в 1 А (мощность 12 Вт), в течение 60 часов.

Нагрузка мощностью 24 Вт, потребляющая ток в 2 А, сможет работать только 30 ч.

То есть время работы рассчитывается по формуле: t = E / I, где Е — емкость аккумулятора в А*ч, I — сила тока.

Если известна мощность нагрузки W, силу тока рассчитывают по формуле I = W/U, где U — напряжение аккумулятора.

При помощи мультиметра определяют:

• уровень заряда (по напряжению холостого хода);
• рабочее напряжение: проверяется при подключении заряженного аккумулятора к нагрузке.

Можно при помощи этого прибора измерить и емкость аккумулятора.

Полярность измерений

При проверке мультиметром параметров источников постоянного тока значение имеет полярность щупов. Порты тестера обладают следующим потенциалом:

• порт «COM»: отрицательный;
• порты «V/Ω», «mA» и «20A max»: положительный.

Щупы абсолютно идентичны, но принято в порт «COM» с отрицательным потенциалом включать черный. Все инструкции пишутся в расчете на такое подключение, потому пользователю целесообразно взять его за правило. Тогда при проведении измерений «минуса» батареи касаются черным щупом, «плюса» — красным.

Если сделать наоборот, результат зависит от типа мультиметра:

• цифровой (с жидкокристаллическим дисплеем) прибор отобразит значение измеряемого параметра, но со знаком «-»;
• аналоговый (стрелочный) стрелка упрется в начало шкалы, измерения выполнить не получится.

Измерение заряда аккумулятора

Уровень заряда аккумулятора определяют по напряжению холостого хода, то есть разности потенциалов между полюсами батареи при отсутствии нагрузки. Действуют в следующем порядке:

1. Отключают аккумулятор от нагрузки путем отсоединения одной из клемм.
2. Настраивают мультиметр: черный щуп подключают к разъему «COM», красный — к разъему «V/Ω».
3. Переключатель устанавливают в сектор «DCV» или «V-» на ближайшую большую позицию относительно ожидаемого напряжения. Для измерения напряжения автомобильного аккумулятора на 12 В переключатель устанавливается на позицию «20». Если проверяется пальчиковый аккумулятор на 1,5 В, активируется позиция «2000m», что соответствует 2 В. Касаются черным щупом отрицательного полюса аккумулятора, красным — положительного, и снимают показания.
4. Отключают мультиметр, переместив переключатель на позицию «off».

Результаты измерений для автомобильного аккумулятора:

• 12,6 – 13,2 В: аккумулятор полностью заряжен;
• 12,2 В: заряжен на 50%;
• менее 12 В: аккумулятор разряжен.

Достаточное напряжение холостого хода не гарантирует работоспособности аккумулятора — требуется проверка напряжения под нагрузкой (рабочее напряжение). Для свинцово-кислотных аккумуляторов помимо напряжения холостого хода желательно проверить плотность электролита. Этот показатель более объективно отображает уровень заряда. В норме он составляет 1,27 – 1,28 г/см 3 , при разряде аккумулятора, падает до 1 г/см 3 .

Под нагрузкой

Режим, при котором аккумулятор питает нагрузку, называется рабочим. Неисправная батарея может иметь достаточное напряжение на холостом ходу, но в рабочем режиме оно обязательно упадет ниже критического.

Для замера рабочего напряжения аккумулятора, мастера применяют мультиметр с нагрузочной вилкой. Последняя представляет собой проводник с высоким сопротивлением. За неимением такого инструмента применяют обычный мультиметр и любую подходящую нагрузку. Полностью заряженный автомобильный аккумулятор в исправном состоянии при нагрузке в 100 А выдает напряжение в 10,8 В.

Метод контрольного разряда

• аккумулятор полностью заряжается;
• к нему подключается нагрузка с постоянной мощностью и в этот момент засекается время;
• в ходе проверки постоянно контролируют мультиметром напряжение на полюсах аккумулятора или силу тока в цепи и по достижении критически низких значений, свидетельствующих о разряде батареи, фиксируют длительность ее работы;
• определяют емкость по формуле E = t х I, где t — длительность работы в часах, I — сила тока в цепи.

Например, к автомобильному аккумулятору можно подключить 12-вольтовую лампочку мощностью 60 Вт. Она потребляет ток силой 60 / 12 = 5 А. Аккумулятор емкостью 60 А*ч способен питать такую лампочку в течение 60 / 5 = 12 часов, после чего напряжение падает ниже 12 В. Чтобы ускорить проверку, две лампочки включают параллельно, что увеличит ток в цепи до 10 А. Тогда аккумулятор разрядится через 60 <А*ч>/ 10 = 6 часов.

Проверка зарядки аккумулятора и утечки тока

Помимо параметров аккумулятора, автолюбители проверяют ряд дополнительных показателей.

Напряжение на клеммах генератора для зарядки аккумулятора

При работающем двигателе генератор заряжает батарею. Необходимо завести двигатель и замерять мультиметром напряжение на его полюсах. В норме оно составляет 13,5 – 14 В, при низком уровне заряда в батарее — свыше 14 В. Подавая повышенное напряжение, система стремится быстрее восполнить недостаток заряда.

Для зимы, напряжение на клеммах генератора свыше 14 В является нормой: при низких температурах, аккумулятор быстрее разряжается. Но по истечении примерно 10 мин. напряжение должно упасть до 14 В. Если оно и дальше остается высоким, это может указывать на неисправность реле (регулятор напряжения), способную привести к выкипанию электролита в батарее.

Величина утечки тока

При отключенных потребителях, бортовая электросистема все равно расходует заряд — это и называется утечкой. Важно убедиться, что она не превышает допустимых величин. Для разных автомобилей допустимым считается ток от 10 до 80 мА, можно ориентироваться на усредненную величину — 60 мА.

Замер производят так:

1. Отключают все электрооборудование в автомобиле, ключ из замка зажигания вынимают.
2. Настраивают мультиметр: черный щуп включают в разъем «COM», красный — в «20А max», а переключатель устанавливают в сектор «DCA» или «A-» на верхнюю позицию — «20А».
3. Снимают с аккумулятора минусовую клемму и подключают мультиметр в разрыв цепи: черным щупом касаются клеммы, красным — снятого провода. Снимают показания.
4. Если на дисплее отображается число с двумя нулями впереди, диапазон измерений понижают, поворачивая переключатель на одну позицию вниз. Так поступают до тех пор, пока на дисплее не появится числовое значение, что считается признаком правильно выбранного диапазона. При переходе к диапазону «200m» (менее 200 мА) красный щуп извлекают из разъема «20 А max» и включают в разъем «mA».

При наличии утечки свыше 60 мА занимаются ее поиском и устранением. Для этого по очереди снимают предохранители, каждый раз повторяя измерения.

Сопротивление провода между генератором и аккумулятором

В норме этот показатель составляет:

• при выключенном двигателе: 20 Ом;
• при работающем: 40 – 50 Ом.

Если сопротивление высокое, зачищают контакты на массе и проводе, затем повторяют проверку.

Сегодня мультиметр превратился в прибор первой необходимости, с его помощью пользователь может получить исчерпывающие данные о состоянии батареи любого типа и назначения. Проверку автомобильного аккумулятора следует выполнять осторожно: в случае ошибки мультиметр может сгореть.

В каждом свинцово-кислотном аккумуляторе через определенных промежуток времени снижается максимальная емкость. Происходит уменьшение эксплуатационных свойств, пластины покрываются налетом из продуктов окисления. Доля кислоты в общем количестве электролита понижается, что приводит к уменьшению плотности электролита.

В связи с этим часто возникают вопросы, касающиеся проведения проверки состояния устройства, в частности, как проверить емкость аккумулятора мультиметром. Данный прибор является универсальным и позволяет выполнять множество различных действий.

Основные понятия емкости аккумулятора

Данный показатель определяет, в течение какого периода времени аккумулятор сможет подавать полноценное питание к подключенной нагрузке. Изме рение емкости производится в ампер-часах, а в устройствах с небольшими размерами – в миллиампер-часах.

Математическим способом этот показатель рассчитывается следующим образом: Е (А х час) = I (A) х Т (час), где I является постоянным током разряда, а Т – временем разряда. Иногда емкость сравнивается с энергией аккумулятора. Однако это два разных понятия, поскольку энергия определяется следующей формулой: W (Дж) = I(А) х U(В) х Т (с). Таким образом, аккумуляторная энергия представляет собой произведение емкости и номинального напряжения: W (Вт х час) = Е (А х час) х U(В).

В случае последовательного соединения сразу нескольких аккумуляторов, их общая емкость будет состоять из емкости каждого аккумулятора. Соответственно, общая энергия всей батареи, будет равна произведению энергии одного аккумулятора на их количество. В некоторых случаях проводится аналогия емкости и заряда или степени заряженности аккумулятора. Это также неправильно, поскольку заряд является не постоянной величиной, а емкость не изме нна, независимо от того в каком состоянии находится батарея.

Таким образом, своевременная проверка этого важного показателя имеет большое значение для нормальной эксплуатации аккумуляторной батареи. Одним из способов такой проверки является использование мультиметра.

Как измерить емкость аккумулятора

Прежде всего, для проведения изме рений нужно приобрести сам мультиметр. Кроме того, нужно подобрать нагрузку путем несложных вычислений. Она тоже будет принимать участие в определении емкости. Нагрузка должна забирать на себя примерно 50% всего тока аккумулятора. Например, при емкости 7 А/ч нагрузка должна быть примерно 3.5 вольта. Для этих целей лучше всего подойдет лампочка от фары, мощностью 35-40 ватт.

После подключения нагрузки необходимо подождать 2-3 минуты. Если в процессе проверки лампочка начинает постепенно тускнеть, это означает, что батарея давно не обслуживалась. На этом проверку можно прекратить. Но в большинстве случаев этого не происходит, и проверка продолжается.

Нужно установить напряжение на клеммах без отключения нагрузки. Если результаты изме рений, отображенные на табло мультиметра, составляют 12,4 вольта и выше, значит емкость аккумулятора полная и сам он находится в исправном состоянии. Поэтому в случае проблем с запуском, необходимо проверять другие системы автомобиля на предмет возможных неполадок. Недостаточной считается емкость, при показаниях мультиметра от 12 до 12,4 В. Такие показатели указывают на небольшой оставшийся срок службы батареи, поэтому необходимо заранее планировать покупку нового аккумулятора.

При проверке емкости аккумулятора мультиметром, не следует забывать и о других не менее эффективных современных устройствах. Данные приборы подают на батарею специальные сигналы, позволяющие получить максимально точные результаты. Такие проверки можно проводить без отключения источника питания от автомобиля.