Як можна швидко перевірити акумулятор шуруповерта

Останнім часом шуруповерт став досить затребуваним інструментом. Для зручності багато хто прагне придбати шуруповерт, що працює від зарядної батареї. Згодом, природно, виникає питання: як можна перевірити акумулятор шуруповерта?

Схема нікель-кадмиевого акумулятора шуруповерта.

Основні типи акумуляторів

Найпоширенішим типом накопичувачів, використовуваних в шуруповертах, є нікель-кадмієвий акумулятор. Основними перевагами таких елементів визнана висока ємність при малих габаритах і масі, а також досить великий термін служби (до 3500 циклів). Електрорушійна сила елемента досягає 1,37 В, а питома електрична енергія - до 65 Втч / кг. Обмежує застосування таких елементів (особливо в імпортних інструментах) шкідливе виробництво.

Нікель-металгідридні акумулятори для шуруповерта стають основним конкурентом нікель-кадмієвих примірників. Головна перевага таких елементів полягає в безпеці і екологічній чистоті. Зберігати елементи рекомендується в зарядженому стані, так як в разі невикористання їх протягом місяця вони можуть розрядитися до такого стану, коли їх зарядка стане неможливою.

В останніх моделях шуруповертов знаходять застосування сучасні перспективні типи акумуляторів: літій-іонні і літій-полімерні. Вони мають дуже високу ємність при малих габаритах, але їх вартість поки досить велика.

Загальні відомості про акумулятор

Таблиця різновидів акумулятора.

У загальному випадку електричний накопичувач є джерело постійного електричного струму, за рахунок перетворення хімічної реакції в електричну енергію. При роботі він віддає накопичену електроенергію в електричний ланцюг. При зарядці акумулятора шуруповерта ток пропускається в зворотну сторону і протікає процес накопичення енергії.

Головний параметр будь-якого акумулятора - ємність накопиченої енергії, яка вказує, який струм батарея здатна видати за одну годину. Тому ємність акумулятора, зазвичай, вимірюється в ампер-годинах.

Принцип дії будь-якої батареї заснований на електролізі. Отже, акумулятор складається з двох електродів - анода і катода, що знаходяться в електроліті. Хімічна реакція викликає створення електричного заряду на електродах (полюсах). Різниця потенціалів між електродами визначає напругу акумулятора, яке вважається однією з найважливіших характеристик батареї. Послідовне з'єднання окремих акумуляторів веде до складання їх електричної напруги.

Основні параметри накопичувачів залежать від матеріалів електродів і складу електроліту. В нікель-кадмієвих батареях анод виготовлений з суміші гідрату закису нікелю з графітом, а катод являє собою гідрат закису кадмію або металевий кадмій. В якості електроліту використаний гідроксид калію з додаванням гідроксиду літію. В нікель-металгідридних акумуляторів використаний аналогічний анод, але катод виготовлений зі сплаву нікелю з рідкоземельними металами. В літій-іонних акумуляторах катод виконаний з вугілля, а анод складається з діоксиду літію і кобальту. Електроліт є соляний розчин з іонами літію. Відмінністю літій-полімерного варіанту є тільки зміна складу електроліту - це гелевидний полімерне речовина.

Принципи перевірки накопичувача

Схема приладу для перевірки акумуляторів.

Перевірити акумулятор шуруповерта - значить визначити його реальні основні параметри. Перевірка батареї, зазвичай, проводиться для визначення її якості або причини непрацездатності. У першому випадку вона націлена на уточнення якості нової батареї, а в другому - включає вимірювання параметрів на акумуляторі, які не мають шуруповерт в потрібному обсязі. Перевірка проводиться тільки при повній зарядці батареї.

При проведенні перевірки батарей для шуруповерта слід пам'ятати про вплив «ефекту пам'яті». Це явище засноване на тому, що часта заряджання не розрядженого повністю акумулятора може змінити ємність елемента, за рахунок залишкових зарядів від попередньої зарядки. Особливо схильні до «ефекту пам'яті» нікель-кадмієві екземпляри. Така властивість викликає проведення повного «тренувального циклу» перед проведенням перевірки. Він полягає в повній розрядці батареї і подальшої повної зарядки його.

Найбільш важливий параметр батареї шуруповерта - її місткість. Для її визначення існує спеціальний прилад - тестер акумуляторів типу «кулон», але його в основному використовують професіонали, і для більшості користувачів він не доступний. Тому цей параметр, як правило, аналізується шляхом оцінки інших параметрів. Прямому вимірюванню піддається струм і напруга на виході акумулятора.

Перший етап перевірки

Перевірка акумулятора має сенс тільки при його повній зарядці. Перший етап перевірки проводиться на стадії зарядки акумулятора. На цій стадії вимірюється напруга і струм, а також швидкість їх відновлення. Іншими словами, ці параметри вимірюються періодично через певний проміжок часу.

Схема перевірки напруги акумулятора.

Контроль за напругою проводиться таким чином. Через 0,5 години зарядки вимірюється напруга на акумуляторі. Наприклад, воно досягло 13 В, що відповідає нормі. Зростання напруги поступово зменшується і ще через 0,5 години зарядки досягає 13,5 В. Останній вимір через 2 години зарядки показує напругу 14 В, причому останні 0,5 години зростання його не відзначається. Зарядка досягла максимуму можливого. У накопичувачів в повністю робочому стані значення напруги становить 17 В. Висновок такої перевірки - в акумуляторі є неробочі елементи. У наведеному прикладі таких елементів, швидше за все, два.

Якість акумулятора можна оцінити і шляхом вимірювання струму в процесі зарядки. Для нормальної батареї характерний стабільне зростання набирається струму в першу годину зарядки. Якщо струм досягне сили вище 1 А, то можна говорити про працездатність акумулятора.

Якщо акумулятор вже встановлений в шуруповерт в зарядженому стані (наприклад, новий), то перший вимір напруги на ньому виробляється без розбирання інструменту. За допомогою простого тестера або вольтметра вимірюється напруга між полюсами. Слід пам'ятати, що заміряли напругу без навантаження відповідає напрузі холостого ходу, яке трохи вище номінального робочої напруги. Наприклад, при 12 елементах на 1,2 В кожне робоче напруга складе 14,4 В, а напруга холостого ходу встановлюється 17 В. Якщо вимір показує величину напруги нижче необхідної, то це означає, що є неробочі елементи або акумулятора вистачатиме повністю заряджений.

Таким чином, перші висновки про працездатність батареї можна зробити вже на першій стадії перевірки, шляхом використання простого тестера. За результатами такої перевірки встановлюється необхідність розбирання шуруповерта і акумулятора.

Перевірка під навантаженням

Схема перевірки акумулятора амперметром.

Попередня перевірка не дозволяє оцінити ємність акумулятора, тобто час, протягом якого він буде розряджатися. Для оцінки параметра необхідно провести перевірку акумулятора під навантаженням. Якщо потужність вказана на накопичувачі, то потужність навантаження підбирається по цьому значенню. У разі якщо потужність акумулятора невідома, навантаження приблизно можна вибрати з розрахунку, що її потужність становить половину твору сили струму, що віддається акумулятором при роботі, на напругу акумулятора. Зазвичай достатньо використовувати навантаження потужністю 35-40 Вт. Як такого навантаження можна використовувати лампу для автомобільної фари потужністю 35 Вт або спот-лампу на 12 В тій же потужності.

Збирається схема, де акумулятор, як джерело електроенергії, розряджається на навантаження через амперметр. Напруга вимірюється вольтметром. Батарея включається на 2-3 хв. Якщо за цей час яскравість навантажувальної лампи не зменшилася, то ємність акумулятора можна попередньо оцінити як нормальну. Такий висновок випливає підкріпити виміром напруги (воно повинно бути більше 12,4 В). При напрузі від 12 до 12,4 В слід шукати можливий пошкоджений елемент. Напруга нижче 23 В говорить про недостатню ємність акумулятора.

Якщо яскравість помітно знизиться, то це свідчить про наявність неробочих елементів. І зовсім погано, якщо лампа згасне. Це означає, акумулятор розряджається дуже швидко і його ємність дуже мала.

Перевірка елементів акумулятора

Після того як попередня перевірка встановила наявність несправностей в накопичувачі, необхідно розкрити шуруповерт і вивільнити акумулятор, тобто акумуляторні елементи, з'єднані послідовно між собою. До складу батареї включається від 10 до 12 елементів (банок), кожна має робоча напруга 1,2 В. Звичайно в шуруповертах встановлюється батарея з 10 таких банок.

Перевірка елементів починається з візуального огляду місць кріплення. Порушення в кріпленні (пайку, зварюванні) може стати причиною занижених параметрів. Потім вимірюється напруга на кожній банці. Напруга не повинно бути менше 1,2 В. Слід враховувати, що в сучасних конструкціях шуруповертов розміщуються теплові датчики для контролю за зарядкою акумулятора. При вимірах їх слід від'єднати, а прилад підключити до основних клем (полюсів банки). Виявлені банки із заниженим значенням робочої напруги від'єднуються від батареї і підлягають заміні. Якщо просте вимірювання напруги не виявило наявності неробочих елементів, то слід зробити виміри під навантаженням за методикою, аналогічною попередній перевірці накопичувача.

Перевірка за величиною опору

Схема пристрою мультиметра.

Працездатність кожної акумуляторної банки можна оцінити з більшою ймовірністю шляхом порівняння банок по їх внутрішньому електричному опору. Цей параметр чітко вказує на надійність батареї. Величина опору визначається розрахунково як результат ділення робочої напруги на силу робочого струму за вирахуванням навантажувального опору.

Робоча напруга обов'язково вимірюється під навантаженням, причому в якості навантаження слід використовувати резистор з точно певною величиною власного електричного опору. Можна рекомендувати для створення навантаження резистор з опором 10 Ом і потужністю 25 Вт. Перевірка проводиться по кожній банці окремо. Вимірюється робоча напруга і сила струму.

Для прикладу можна розглянути усереднену перевірку. Для нової акумуляторної банки величина внутрішнього опору становить 0,1 Ом. В цілому, ніж внутрішній опір банки нижче, тим вона якісніша. В реальних умовах отримано робоча напруга під навантаженням 1,19 В і сила струму 112 мА в однієї банки і 1,18 В і 70 мА - у другій банки. Опір складе, відповідно, 0,63 Ом і 5,71 Ом.

Значне перевищення опору вказує на непридатність такої батареї.

Перевірка інших параметрів

Всі акумулятори мають певну величину саморозряду, тобто розрядки без навантаження в умовах зберігання. Так, саморозряд нікель-кадмієвих акумуляторів може досягати 20% протягом місяця зберігання, нікель-металгідридних - до 30%, літій-іонних - до 8%. Саморозряд рекомендується проконтролювати шляхом вимірювання напруги через кожну добу протягом місяця.

Перевірка наявності «ефекту пам'яті» доцільна, так як допомагає усунути його шкідливий вплив. Вона проводиться шляхом проведення декількох (3-4 рази) циклів: повна розрядка-повна зарядка батареї. Розряджати акумулятор можна через навантаження, в якості якої використовується 12-вольта лампочка. Вимірюється залишкове робоча напруга і напруга холостого ходу. При багаторазових таких тренуваннях «ефект пам'яті» повинен зникнути.

необхідний інструмент

При проведенні перевірки акумулятора шуруповерта буде потрібно наступний інструмент та прилади:

• вольтметр постійної напруги на 15 В;
• амперметр і міліамперметр постійного струму;
• тестер;
• мультиметр;
• плоскогубці;
• викрутка;
• ніж;
• паяльник.

Для визначення несправності акумулятора необхідно провести повну перевірку його елементів. Така перевірка під силу будь-якому користувачеві шуруповертом.