Да простят меня производители и продавцы зарядных устройств.
Особенно в зимние периоды бывают такие неприятные моменты, как в неподходящие моменты аккумулятор автомобиля оказывается рязряженным, или же после же нескольких попыток завести в холод, аккумулятор уже не может крутить стартер.Что делать, если под рукой нет зарядного устройства? Хочу поделиться несколькими способами:
- Первый способ: зарядка от источника, которая имеет на выходе напряжение более 13-14 Вольт и способный дать силу тока более 1 Ампер, например блок питания от ноутбука.
- Второй способ: Зарядка напрямую от сети 220 Вольт используя полупроводниковый диод и лампочку накаливания соединенную в цепь последовательно.
Рассмотрим каждый из указанных способов более подробнее:
1) Если есть ноутбук, то можно использовать его зарядное устройство.
Обычно зарядные устройства дают около 20V и 4А т.е. мощность 80W и снабжены защитой от короткого замыкания. Имея под рукой галогенную лампочку (лучше парочку соединенных параллельно) и зарядку от ноутбука можно спокойно зарядить аккумулятор.
Примерный зарядный ток можно рассчитать воспользовавшись калькулятором:
Зависимость силы тока от мощности лампочки для БП которым я пользуюсь, получилась следующая: 
смотрите видеосюжет
 |
Внимание, если вы решили повторить указанный здесь способ, то это вы делаете на свой страх и риск, автор статьи не несет никакой ответственности. Статья написана чисто в ознакомительных целях! Неправильное использование зарядного устройства может превратить его в кусок кирпича |
Расчитаем какой ток будет протекать при соединении галогеновой лампы мощностью 110 Ватт
при нормальном напряжени 110/12 = 9,2 А
12/9,2= 1,3 Ом — сопротивление ламочки
Возьмем блок питания напряжением 20 В
будем считать на аккумуляторе будет падать 13 В, на ламочку останеться 7 В
I=U/R, получаем 7/1,3 = 5,3 А т.е. вполне достаточный ток чтобы зарядить полностью разряженный аккумулятор емкостью 55Ач за 10 часов
Я испытвал (прим. на видео использованы лампочки от поворотнков ВАЗ) с 2-мя параллельно соеденными лампочками по 105 ватт каждая, амперметр покзал значение 6А, защита по току на блоке питания не срабатывает, т.к. нет короткого замыкания, однако блок питания все таки ограничивает ток и больше 6А я выжать с него не смог.
 |
Из практики могу сказать: оптимальный вариант при использовании блока питания от ноутбука с напряжением на выходе 19 Вольт и максимальным током 3,9 А — лампочка на 12 Вольт мощностью 55 Ватт (лампочка от фары автоваза). Полу разряженный аккумулятор при указанных параметрах полностью заряжается за 10 часов, а для подзарядки аккумулятора, который еще кое как крутит стартер до состояния, чтобы с первой попытки завести автомобиль, достаточно 30- 60 минут! |
p.s. я протестировал несколько бп, результаты на этой страничке
P.S. Приведенным выше способом зарядки автомобильного аккумулятора, я пользуюсь уже в течении многих лет и для себя не вижу смысла покупать зарядное устройство.
|
При большом токе заряжать аккумулятор можно не долго, иначе вы просто убьете свою батарею. Правильно же заряжать с средней силой тока, примерно 2 – 3 Ампера, или с низкой силой тока 1-2 Ампера, в таком состоянии ваш аккумулятор будет под заряжаться, довольно долго, примерно 8 – 10 часов. Зато вы не нанесете ему ни каких повреждений. |
Т.к. в данном случае аккумулятор мы заряжаем при помощи источника тока, то необходимо контролировать окончание заряда по напряжению на клеммах батареи или хотя бы по времени заряда, т.к. в случае перезаряда начнется интенсивное выделение водорода.
|
Здесь напрашивается следующий вопрос: а можно ли зарядить аккумулятор используя блок питания от стационарного компьютера? Ответ: ничего невозможного нет, но! Без переделки блок питания компьютера выдает стабилизированные 12 Вольт, как видно из графиков ниже для полной зарядки аккумулятора требуется напряжение более 14 Вольт. Однако все же можно подзарядить (30-40% от номинальной емкости) аккумулятор автомобиля при помощи блока питания до 12 Вольт, что вполне может быть достаточно для того чтобы завести Ваш автомобиль, и дальше зарядить его уже на автомобиле. Заведется или не заведется автомобиль уже зависит от многих факторов, температуры, легкости заводки автомобиля и т.д. |
ВТОРОЙ способ заряжать аккумулятор совсем без зарядного устройства, который хочу рассмотреть в этой статье: имея под рукой 1или 4 диода, обычные лампы накаливания на 220 вольт и розетку с напряжением 220V можно легко выйти из ситуации.
Сделав простенький расчет при мостовой схеме соединения диодов, лампочкой 150 Ватт, получим зарядный ток 0,7 А, соответсвенно соединив 2 лампочки параллельно, ток 1,4 А и т.д. А если вместо лампочки использовать утюг, мощностью 1 кВт, то получим зарядный ток около 4А!
Для расчета примерного зарядного тока для сети 220В и активной нагрузки рассчитанной на это же напряжение, можно воспользоваться калькулятором:
|
ВНИМАНИЕ !!! Данный способ зарядки не имеет гальванической развязки от сети, и относительно (земли) будет присутствовать высокое напряжение !!! представляющий опасность для жизни. Будьте осторожными, берегите себя. |
Не повторять! Опасно для жизни!
Электричество опасно тем, что его не видно и не слышно, но оно убивает.
Самое сложный вопрос: где найти диод или 4 диода, не покупая их магазине?, долго думал сегодня, пока в голову пришло следующее: отпаять диодный мостик от старых блоков питания компьютера.
|
|
1 декабря
Эксперемент удался, от том как он проходил можно посмотреть в небольшом сюжете:
Главный минус указанного способа: Устройство гальванически не развязана от электрической сети 220 В и есть отпасность поражения электрическим током, при случайном соприкосновении к открытым электрическим контактам.
Второй немаловажный недостаток: очень низкий КПД, т.е. практически вся потребляемая энергия тратиться на нагревание, лишь небольшая часть на заряд аккумулятора. Рассмотрим этот недостаток более подробнее:
Как видели на видеосюжете падение напряжения на электроплитке составляла 197 вольт, при этом сила тока в цепи составляла 3,5 Ампера, соответсвенно потребляемая можность плиткой P=I*U = 196*3,5 = 686 Ватт
т.к. ток в цепи везде одинаковый то общая потребляемая мощность p=211*3,5 = 739 Ватт
Полезная мощность которая расходуется на зарядку аккумулятора 13 Вольт*3,5 А= 46 Ватт
Оставшиеся около 7 Ватт теряются на диодах и проводах
(на диодах падение напряжения 2 Вольта — по 1 Вольту на диоде, как указано в характеристиках, а в одном плече 2 диода, получаем 2*3,5=7 Ватт -потеря мощности на диодах)
В прелах погрешности измерении как видим расчеты совпадают
следственно коэффициент полезного действия КПД= 46/735 =0,063 или 6,3% хотя на самом деле КПД еще меньше
т.е. всего 6 % потребляемой мощности идет на зарядку АКБ а остальная часть на нагревание нагрузки
Теперь попытаюсь найти «плюсы»
Во первых: простота конструкции. требуется минимум элементов чтобы собрать конструкцию и зарядить аккумулятор, что особенно актуально когда срочно требуется зарядить аккумулятор, а найти зарядное устройство не представляется возможным. Единственная деталь, замену и чего то более подручного не придумал — это диод или диодный мостик
Во вторых: это я бы тоже отнес к плюсам — это практический стабильный ток заряда на протяжении всего процесса заряда. Т.к. внутреннее сопротивление АКБ и изменение напряжения на клеммах АКБ несоизмеримо малы по сранению с сопротивлением нагрузки ( электрической плитки) и падением напряжения на нагрузке, то практически на протяжении всего процесса заряда, зарядный ток не меняется
На графике ниже представлен зависимость напряжения в течении времени, при зарядке источником тока, как видно из графика, для 100% зарядки необходимо пройти цикл 5-6 для которого требуется напряжение больше 16 Вольт, что могут обеспечить не все автоматические зарядные устройства, большинство которых являются источниками напряжения и отключают процесс зарядки при достижении 14,5 В
UЗ- напряжение на клеммах при подключенной зарядке
Е — ЭДС (электродвижущая сила) аккумуляторной батареи
В свободном состоянии напряжение на клеммах аккумулятора равно его собственной э.д.с. После включения зарядного тока происходит скачок этого напряжения на величину омических потерь (точки 1-2) и начинается первая стадия заряда, на которой происходит заряд эквивалентной емкости поляризации и стабилизация распределения концентрации электролита вблизи электродов (точки 2-3).
На второй стадии (точки 3-4) происходит восстановление активной массы от поверхности вглубь электродов, увеличивается плотность электролита и напряжение на аккумуляторе. Когда почти вся активная масса электродов окажется восстановленной, напряжение на аккумуляторе достигает 13.8 В.
После этого (третья стадия, точки 4-5) зарядный ток начинает частично, а затем полностью расходоваться на разложение воды на водород и кислород. Момент начала газовыделения отмечен на рис. 2 точкой 4. При этом напряжение на аккумуляторе начинает резко повышаться и может достигнуть 16.2 В, так как для разложения воды требуется более высокое напряжение.
После достижения указанной величины напряжение на аккумуляторе перестает возрастать, и процесс переходит в четвертую стадию. На этой стадии (точки 5-6) напряжение остается постоянным. Наблюдается обильное выделение газа, которое обычно называют «кипением электролита». Происходит окончательное восстановление глубинных слоев активной массы электродов и электрическое разложение сульфата свинца. При токе заряда, равном 1/10 номинальной емкости аккумулятора, этот процесс длится 2-3 часа. Если ведется заряд батареи аккумуляторов, то на этой стадии происходит выравнивание плотности электролита в различных аккумуляторах, так как в электролите с меньшей плотностью вода разлагается активнее.
После завершения четвертой стадии зарядный ток отключают. Напряжение на аккумуляторе скачком уменьшается на величину омических потерь (точки 6-7), после чего происходит разряд емкости поляризации на сопротивление поляризации. При этом напряжение на электродах аккумулятора постепенно уменьшается, пока не достигнет значения собственной равновесной э.д.с., примерно равной 12.6 В (точки 7-8). Значение равновесной э.д.с. определяется различными факторами, в том числе плотностью электролита, достигнутой в процессе заряда. Этот период (хотя он и не является зарядом, так как зарядный ток отключен) можно условно считать пятой стадией, потому что на этой стадии продолжаются процессы, характерные для заряда — выравнивание плотности электролита у электродов и между ними.
На практике ход зарядных процессов и их продолжительность могут выглядеть несколько иначе, поскольку они зависят от тока заряда, температуры, степени разреженности аккумулятора и его общего состояния.Исходя из графика можно сделать вывод:
Для заряда аккумулятора нужно использовать источник тока. Причем его максимально возможное выходное напряжение должно превышать напряжение аккумуляторной батареи т.е. 16,2В для стандартного кислотного аккумулятора.
В процессе заряда нужно следить не за абсолютным значением напряжения на аккумуляторе, а за характером его изменения. По достижении III стадии оно начнет довольно быстро возрастать, а затем это возрастание прекращается. Если после прохождения III стадии напряжение будет оставаться неизменным или понизится на доли вольта в течение 15-30 мин, то это будет означать, что для данного аккумулятора достигнута IV стадия заряда.
Е — ЭДС (электродвижущая сила) аккумуляторной батареи
В свободном состоянии напряжение на клеммах аккумулятора равно его собственной э.д.с. После включения зарядного тока происходит скачок этого напряжения на величину омических потерь (точки 1-2) и начинается первая стадия заряда, на которой происходит заряд эквивалентной емкости поляризации и стабилизация распределения концентрации электролита вблизи электродов (точки 2-3).
На второй стадии (точки 3-4) происходит восстановление активной массы от поверхности вглубь электродов, увеличивается плотность электролита и напряжение на аккумуляторе. Когда почти вся активная масса электродов окажется восстановленной, напряжение на аккумуляторе достигает 13.8 В.
После этого (третья стадия, точки 4-5) зарядный ток начинает частично, а затем полностью расходоваться на разложение воды на водород и кислород. Момент начала газовыделения отмечен на рис. 2 точкой 4. При этом напряжение на аккумуляторе начинает резко повышаться и может достигнуть 16.2 В, так как для разложения воды требуется более высокое напряжение.
После достижения указанной величины напряжение на аккумуляторе перестает возрастать, и процесс переходит в четвертую стадию. На этой стадии (точки 5-6) напряжение остается постоянным. Наблюдается обильное выделение газа, которое обычно называют «кипением электролита». Происходит окончательное восстановление глубинных слоев активной массы электродов и электрическое разложение сульфата свинца. При токе заряда, равном 1/10 номинальной емкости аккумулятора, этот процесс длится 2-3 часа. Если ведется заряд батареи аккумуляторов, то на этой стадии происходит выравнивание плотности электролита в различных аккумуляторах, так как в электролите с меньшей плотностью вода разлагается активнее.
После завершения четвертой стадии зарядный ток отключают. Напряжение на аккумуляторе скачком уменьшается на величину омических потерь (точки 6-7), после чего происходит разряд емкости поляризации на сопротивление поляризации. При этом напряжение на электродах аккумулятора постепенно уменьшается, пока не достигнет значения собственной равновесной э.д.с., примерно равной 12.6 В (точки 7-8). Значение равновесной э.д.с. определяется различными факторами, в том числе плотностью электролита, достигнутой в процессе заряда. Этот период (хотя он и не является зарядом, так как зарядный ток отключен) можно условно считать пятой стадией, потому что на этой стадии продолжаются процессы, характерные для заряда — выравнивание плотности электролита у электродов и между ними.
На практике ход зарядных процессов и их продолжительность могут выглядеть несколько иначе, поскольку они зависят от тока заряда, температуры, степени разреженности аккумулятора и его общего состояния.Исходя из графика можно сделать вывод:
Для заряда аккумулятора нужно использовать источник тока. Причем его максимально возможное выходное напряжение должно превышать напряжение аккумуляторной батареи т.е. 16,2В для стандартного кислотного аккумулятора.
В процессе заряда нужно следить не за абсолютным значением напряжения на аккумуляторе, а за характером его изменения. По достижении III стадии оно начнет довольно быстро возрастать, а затем это возрастание прекращается. Если после прохождения III стадии напряжение будет оставаться неизменным или понизится на доли вольта в течение 15-30 мин, то это будет означать, что для данного аккумулятора достигнута IV стадия заряда.
И на рисунке вариант с одним диодом, правда в этом случае ток будет в 2 раза меньше, следовательно время зарядки увеличиться ( со 150 Ватной лампочкой, подсевший аккумулятор достаточно зарядить 5-10 часов, чтобы завести автомобиль даже в мороз)
Все наверно помнят опыт со школьного курса физики: берется раствор медного купороса и два угольных электрода. При пропускании постоянного электрического тока на отрицательном электроде осаждается медь. Если есть желание и время можете по экспериментировать, но на своем опыте могу сказать, если пропускаем большой ток, то слой меди образуется быстро, но он получается рыхлым, легко отдирается от электрода, а если электролиз проводить маленьким током, то слой меди получается плотным, который трудно содрать с графитового электрода.
|
По аналогии с указанным примером можно сделать вывод: При зарядке аккумулятора маленьким током происходит более качественное восстановление активной массы электродов аккумулятора. |
(Для примерного определения % заряженности можно воспользоваться следующими данными:
Напряжение на клеммах акб
12,3-12,9В — 70% зарядки
12,0-12,1В — 50% зарядки
11,8-12,0 — аккумулятор заряжен менее 30%)
No responses yet