Розрахунок ємності АКБ та основні поняття
Акумуляторна батарея є джерелом струму багаторазового використання. Її особливість полягає в циклічності: зарядивши батарею, її можна використовувати встановлену виробником кількість годинників. Розряджену батарею легко зарядити за допомогою спеціального зарядного пристрою. Час заряду пов'язані з параметрами джерела, а кількість циклів “заряд-разряд” безпосередньо залежить від типу та особливостей АКБ.
Що таке ємність і навіщо потрібний цей показник?
Ємність акумуляторної батареї – її ключова характеристика. Вона впливає на вартість пристрою, сферу застосування (від побутових потреб до медичних), термін служби.
Ця характеристика відображає тривалість тимчасового проміжку, на який батарея буде повноцінно живити відповідний пристрій (пульт, телефон і т.д.) і забезпечувати його автономну роботу. Іншими словами, ємність АКБ – це максимальна кількість електричної енергії, яку батарея здатна накопичувати за 1 повний цикл заряду.
Одиниця виміру ємності АКБ - ампери за годину (А*ч), а батарей високої потужності - міліампери за годину (мА*ч).
Основні поняття, пов'язані з розрахунком ємності АКБ
З визначенням ємності АКБ пов'язані кілька термінів, серед них струм розряду акумулятора, енергетична та резервна ємність та інші. Розглянемо основні їх.
1. Залежність ємності АКБ від струму розряду
При підключенні до акумулятора захищеного навантаження без перетворювача величина струму не змінюється. При цьому час роботи АКБ виглядатиме як співвідношення ємності до струму. У вигляді формули ця залежність виглядає так:
Q = I * T,
де Q - ємність акумулятора (А * год або мА * год);
I – постійний струм розряду акумулятора (А);
T – час розряду батареї (год).
2. Залежність ємності АКБ від енергії
Здатність до накопичення енергії батареєю пов'язана з напругою: чим вона більша, тим більше енергії накопичить АКБ. Таким чином, електрична енергія визначається як добуток струму, напруги та часу:
W= I*U*T,
де W - Енергія накопичена батареєю (Дж);
U – напруга акумулятора (В);
I – постійний струм (А);
T – час розряду (год).
3. Енергетична ємність
Під цим поняттям мається на увазі енергія, що віддає повністю заряджений акумулятор при розряді до мінімальної напруги. Для розрахунку енергетичної ємності використовують формулу:
Q = W/4
де Q - ємність акумулятора (А * год);
W – енергетична ємність акумулятора (Вт/елемент).
4. Резервна ємність
Цей термін використовується для розрахунку ємності автомобільних акумуляторів. Він визначає здатність АКБ живити електроустаткування автомобіля, коли вбудований генератор не функціонує. Резервна ємність розраховується так:
Q = T/2
де Q - ємність акумулятора (А * год);
T – резервна ємність акумулятора (хв).
Розрахунок ємності акумуляторної батареї
Вимір обсягу батареї необхідний у разі визначення кількості енергії для тривалої автономної роботи будь-яких пристроїв (наприклад, для ноутбука, смартфона і т.д.);
Для того щоб визначити ємність АКБ, необхідно застосувати стандартну формулу:
Q=(P*t)/V*k,
де Q - ємність АКБ, що розраховується (А * год або мА * год);
P – навантажувальна потужність (Вт);
t - часовий проміжок резервування (год);
V – напруга батареї (В);
k - коефіцієнт, що відображає якась частина ємності АКБ використовується.
Значення k компенсує ситуацію неповного заряду батареї. До речі, повний розряд після кількох повних циклів роботи суттєво збільшує працездатність пристрою.
Розрахунок заряду АКБ на конкретному прикладі
Щоб провести підрахунок ємність батареї зміг навіть новачок, розглянемо таке завдання.
Ми маємо критичне навантаження 500 Вт, яке потребує резервування протягом 3 годин, а також стандартну напругу 12 В. Спершу порахуємо ємність для батареї, яка розряджається на 70 відсотків, а потім заряджається. Це буде виглядати так:
Q = 500 * 3/12 * 0,7 = 178,6 А * год.
Так розраховується мінімальна ємність. Найчастіше слід вважати обсяг АКБ із невеликим запасом (наприклад, 20%). У такому випадку батарея пропрацює максимальну кількість часу. Розрахунок виглядатиме так:
Q = 178,6 * 1,2 = 214,3 А * год.
У будь-якому випадку, ви зможете самостійно розрахувати ємність необхідної батареї, просто підставимо свої значення у вказану вище формулу.
Влада та техніка, гроші та товари мають цінність і корисні лише доти, оскільки вони дають людині свободу.
Генрі Форд
