Многие современные приборы работают не от электрической сети, а от батареи, накапливающей энергию. По такому принципу устроены автомобили, мобильные телефоны, плееры и т. д. Для обслуживания техники используют разные типы зарядных устройств. Применять их можно в промышленных целях, а также для обслуживания домашних портативных приборов.
Основные виды
Существуют разные классификации зарядных устройств для аккумулятора. Все они основаны на различных параметрах и свойствах приборов. В зависимости от того, как они работают, выделяют 2 типа:
Кроме того, зарядные устройства принято подразделять по скорости работы. С учётом этого критерия различают следующие виды:
Импульсные устройства
Эти приспособления предназначены для заряда бытовой техники небольших габаритов. Они оснащены электронным таймером, который способен действовать в течение 4 часов в режиме быстрого заряда. За такой период практически любой разряженный аккумулятор набирает свою емкость.
По истечении этого времени приспособление переходит в режим импульсной зарядки. Энергия подается на выводные элементы прибора, чтобы поддерживать уровень заряда.
Преимущества таких моделей заключаются в следующем:
- Невысокая стоимость.
- Техническая простота.
- Удобство применения.
Обычно производители устанавливают таймер исходя из того, что аккумулятор разряжен полностью. Если же он был разряжен частично, тогда возникает риск получить повреждения батареи избыточным током. Эта особенность не распространяется на фирменные аккумуляторы мобильных телефонов, планшетов и другой цифровой техники, если только их не заряжают с помощью универсальных устройств.
Наиболее совершенными в своем ряду считаются виды зарядных устройств с микропроцессорами. Они не допускают перезарядки аккумуляторной батареи, поэтому могут применяться для работы с любыми приборами, даже если те разряжены не полностью, а частично. К недостаткам таких моделей относят очень высокую цену.
Крайне нежелательно заменять фирменное устройство от телефона или КПК на универсальное, так как у них могут иметься различия в строении электрических разъемов. При подключении к зарядке любого бытового прибора вначале включают в сеть самое зарядное устройство, а потом присоединяют к нему телефон или другой девайс.
Приспособления для автомобилей
Все устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов принято делить на несколько групп. Исходя из существующей классификации, различают:
Выбирая зарядное устройство для автомобилей, следует учитывать некоторые особенности его эксплуатации. Если есть возможность, тогда лучше отдавать предпочтение зарядно-пусковому варианту. Имея под рукой такой девайс и электрическую розетку, всегда можно запустить автомобиль
, не дожидаясь полного заряда аккумулятора.
Покупая зарядное устройство, лучше выбирать модель, которая превосходит требования аккумулятора примерно на 10%. Для тех, кто не силен в электротехнике, больше подойдет автоматическая модель - она хоть и стоит немного больше, но поможет избежать лишних затруднений.
Покупать устройство лучше в проверенных магазинах, отдавая предпочтение надежным производителям. Перед началом эксплуатации прибора обязательно следует изучить инструкцию.
Статья о том, как выбрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Виды устройств, важные нюансы выбора. В конце статьи - видео о простом з/у для аккумулятора своими руками.
Содержание статьи:
Современный автомобиль оснащается всё большим количеством приборов, которые питаются от бортовой сети. Роль аккумулятора заключается в обеспечение дополнительной энергии в тех ситуациях, когда генератор не справляется с нагрузками. А аккумуляторные батареи, как правило, разряжаются в самый неподходящий момент. Особенно в зимний период. И в отличие от аккумуляторов других электроприборов, АКБ для авто зарядным устройством не комплектуются; его приходится покупать отдельно.
Разновидности зарядных устройств и их особенности
З/у имеют несколько классификаций и в зависимости от своего типа наделены теми или иными качествами.
По методу заряда приборы делятся на 3 категории:
Метод фиксированного значения тока
Такие устройства заряжают аккумулятор до предела и довольно быстро. Однако в завершение процедуры электролит имеет свойство чрезмерно нагреваться, а это снижает срок эксплуатации аккумулятора, провоцируя ускоренное старение.
Метод постоянного напряжения
В данном случае электролит сохраняет требуемую температуру и контролировать процесс зарядки нет необходимости, так как при этой схеме прибор поддерживает заданный уровень напряжения. К минусам можно отнести снижение напряжения в конце процесса. Это не позволяет осуществить максимально возможный заряд аккумулятора.
Комбинированный метод
Сочетает в себе два вышеописанных варианта - в начале процесс идет при фиксированном значении тока, а под конец переходит на стабилизацию напряжения. Такой тандем делает этот тип приборов наиболее эффективными и востребованными.
По способу заряда з/у делятся на 2 категории:
Устройства трансформаторного типа
В быту они вряд ли встретятся, так как обладают внушительными габаритами и столь же внушительным весом. Их назначение - преобразование тока 220В в постоянный ток (12В).
Импульсные
Принцип действия подобен предыдущему варианту, однако эта разновидность отличается компактностью и малым весом. Поэтому идеально они подходят для бытового использования.
В зависимости от модели, импульсные з/у могут иметь:
- индикатор окончания заряда;
- индикатор неправильного подключения (переполюсовки);
- функцию защиты от коротких замыканий,
- функцию автоматической зарядки;
- функцию защиты от переполюсовки и пр.
Трансформаторные модели стоят дешевле, однако кроме описанных выше недостатков требуют еще и контроля во время работы. Поэтому импульсный вариант предпочтительнее.
В зависимости от источника питания , з/у разделяют на 3 категории.
Работающие от электрической сети
Если машина находится в гараже, где подведено электричество, то такой вариант самый простой, удобный и надежный. В этом случае АКБ можно подзаряжать, пока машина не используется.
Работающие от прикуривателя
К недостаткам можно отнести тот факт, что при длительной и/или интенсивной (в некоторых моделях скорость регулируется) подпитке возникает риск перегрузки бортовой сети.
Но зато в случае непредвиденных ситуаций зарядить аккумулятор можно в любое время и в любом месте.
Работающие от солнечной энергии
Используются редко, так как качественные изделия стоят дорого, а дешевые, как правило, малоэффективны и недолговечны.
Ну и конечно же, им нужен солнечный свет для работы. Солнечная модель может быть полезной как вспомогательный вариант. Например, для тех, кто имеет сетевое з/у, но часто оказывается «далеко от розетки». К примеру, рыбаку, любителю отдыха на природе или охотнику такое устройство пригодится наверняка.
Согласно назначению , з/у подразделяют на 2 типа.
Зарядно-пусковые (или пуско-зарядные)
Выполняют функцию не только подзарядки, но и запуска двигателя - работают в двух режимах: автоматическом и режиме отдачи максимального тока.
Некоторые модели универсальны, с их помощью можно восстановить работу ДВС, зарядить телефон, ноутбук и другие приборы. Достаточно лишь иметь набор штекеров нужного размера.
Важно соблюдать правила эксплуатации и использовать прибор по назначению только после того, как клеммы будут отсоединены от бортовой сети.
Зарядно-предпусковые
Используются только для подпитки аккумулятора, запуск двигателя с их помощью невозможен. Обусловлено это тем, что приборы характеризуются малым значением рабочего тока. Плюсом является то, что при их использовании нет необходимости производить отключение от бортсети.
Что необходимо учитывать при выборе
Прежде чем приступать к покупке з/у, следует тщательно изучить документы к конкретной батарее и автомобилю (в частности параметры бортсети). Это позволит избежать многих сложностей и конкретизировать запросы. По сути, указанной в инструкциях информации достаточно, чтобы подобрать подходящее устройство. Однако есть и некоторые второстепенные нюансы, которые стоит учесть при выборе.
Контрафакт
Мало таких изделий, которые могут выиграть соревнование с зарядными устройствами по числу подделок. Поэтому покупать приборы лучше всего у официальных дилеров или, по крайней мере, в торговых точках, пользующихся хорошей репутацией.
Если вы определились с конкретной маркой, стоит поискать в сети Интернет информацию об особенностях бренда и его копиях. Качественную подделку определить таким способом, возможно, и не получится, но избавить себя от низкосортного азиатского ширпотреба вполне реально.
Возможности
Лучше обзавестись з/у с небольшим (именно небольшим, слишком усердствовать не стоит) запасом тока. Такое приобретение имеет два преимущества: устройству не придется работать на пределе своих возможностей и в случае замены аккумулятора на модель большей емкости, не нужно будет менять з/у.
Индикация
Бывает светодиодной и приборной. Светодиодная не отличается такой точностью, однако для бытового использования ее вполне хватит.
Автоматический режим
Если есть возможность, предпочтение следует отдать именно автоматизированному варианту. Это избавит владельца от необходимости контролировать работу прибора и возможных последствий.
Страна-производитель
Многие отечественные изделия по своим характеристикам не уступают зарубежным аналогам, поэтому стоит присмотреться к российской продукции. Она не только выигрывает в цене, но и риск купить подделку практически равен нулю. А ведь даже уступающий по качествам отечественный прибор лучше поддельного престижного бренда.
Коробка передач
Для авто с АКП оптимальным вариантом будет зарядно-предпусковое устройство, так как оно не нуждается в обязательном отключении источника питания от бортсети.
Необслуживаемые аккумуляторы
Защита от неправильного подключения
В случае так называемой переполюсовки функция поможет не только предотвратить поломку аккумуляторной батареи, но и самого з/у.
Функция десульфитации
Позволяет восстанавливать батарею с образованиями сульфата свинца на пластинках.
Номинальный ток заряда
Номинальным током называют ток, который составляет 10% от емкости батареи. Имея информацию об АКБ (можно найти в документах или на корпусе изделия), высчитать необходимую мощность з/у не составит труда.
Например, зарядник в 6А подойдет для большинства батарей емкостью 60-70 А-ч, которыми оснащаются легковые автомобили. А вот для грузовика или джипа придется поискать более мощное устройство.
Тип аккумулятора
Если у вас свинцовая батарея (WET), то ей понадобится специальное устройство. Для аккумуляторов остальных разновидностей подойдут любые з/у, однако следует учитывать их особенности.
Гелевые батареи (GEL) и батареи с электролитовой пропиткой (AGM) чувствительны к перепадам температур и перегреву. Для них понадобиться зарядное с функцией регулировки тока и расширенным температурным диапазоном.
Но лучше всего не заниматься экспериментами и приобрести подзарядное, рекомендованное производителем.
Заключение
Некоторые автомобилисты полагаются на генератор, считая состояние аккумулятора второстепенной проблемой. Однако наличие зарядного способно значительно облегчить жизнь водителя, ведь никогда не знаешь, как скоро понадобиться помощь АКБ и когда она окажется полностью разряжена. А для этого иногда достаточно оставить габаритные огни на ночь включенными или поставить машину у подъезда на некоторое время с включенной сигнализацией.
Все зарядные устройства можно разделить на 3 типа. Самыми простыми являются неавтоматические устройства с блоком сетевого питания. Это блок питания трансформаторного типа. Такие зарядные устройства не имеют схем защиты аккумулятора. Их можно отличить по большому размеру и весу. Что касается трансформаторных зарядных устройств, то они являются весьма надёжными и долговечными. Но они не столь безопасны. Они приводят к перегреву аккумулятора, а также выкипанию электролита. В итоге , а иногда и разрушаются элементы аккумулятора. На сегодня большие трансформаторные зарядники почти полностью вышли из употребления.
Современные мобильные устройства, помимо удобного миниатюрного блока питания, имеют простую и функциональную ОС Андроид. Сейчас в интернете можно найти множество сайтов, предлагающих игры андроид 236 и массу различных приложений для работы и развлечений. Эти игры отлично подойдут для смартфонов и планшетов, подарив своим пользователям несколько часов приятно проведенного досуга.
Импульсные зарядные устройства
На сегодня наиболее популярны зарядные устройства, предназначенные для портативной техники. Это автоматические импульсные зарядники с наличием электронного таймера. При этом таймер зарядника способен работать в режиме быстрого заряда около четырёх часов. За этот период разряженный аккумулятор способен набрать основную часть своей ёмкости. После этого таймер переводит зарядник в режим импульсной зарядки. При этом электрическая энергия подаётся небольшими порциями на выводы элементов аккумулятора, чтобы поддерживать его в заряженном состоянии.
Зарядники с таймером просты и стоят недорого. Также они весьма удобны. При этом их всё же необходимо использовать с осторожностью. Учтите, что таймер настраивается производителем на период зарядки разряженного полностью аккумулятора. В случае если вы вставите в гнездо устройства аккумулятор, который частично разряжен, то тогда произойдет перезаряд, и в итоге аккумулятор может повредиться избыточным током.
В сотовых аппаратах, а также в КПК, цифровых плеерах и другой технике с наличием фирменной батареи это правило не действует. Но если вы используете универсальные зарядные устройства, то это правило следует учитывать.
Учтите, что полный разряд весьма опасен для любых аккумуляторов, и в первую очередь, для литий-ионных. Они даже могут выйти из строя из-за полного разряда. Учтите, что неиспользуемое устройство следует подзаряжать время от времени.
Самыми совершенными и универсальными являются зарядки с микропроцессорным управлением. Они могут заряжать любые аккумуляторы.
Они исключают перезаряд аккумуляторов. Их вполне можно использовать для зарядки любых частично разряженных аккумуляторов. Но учтите, что такие зарядники стоят очень дорого.
Заменять фирменную зарядку от сотового телефона универсальной нежелательно ввиду различия в электрических разъёмах и возможных ошибок. Фирменные зарядные устройства создаются конкретно под тот или иной тип аккумулятора. Так что это следует учитывать.
Как правильно подключать зарядное устройство? В случае с сотовыми телефонами последовательность такая – вначале вы должны подключить зарядник к электрической сети, после чего телефон – к заряднику. В противном случае вы можете навредить своему телефону.
– единственное простое средство для восстановления его работоспособности. Конечно же, в случае его разрядки, а не окончательной поломки. Для решения второго случая предусмотрены специальные способы восстановления, о которых расскажем чуть ниже, после особенностей зарядных устройств (ЗУ).
Казалось бы, что зарядные устройства не обладают массой особенностей, однако это не так. Перед тем как их перечислять, разделим зарядные устройства на две категории: первая – любительские, вторая – профессиональные. К любительским относятся недорогие переносные ЗУ, которые предназначены для личного пользования. Соответственно, профессиональные ЗУ используется для комплексного обслуживания всех типов аккумуляторов, которые позволяют одновременно заряжать и восстанавливать несколько аккумуляторных батарей.
Итак, особенности любительских зарядных устройств следующие:
- 1)Автоматизация
- 2)Защита от переполюсовки
- 3)Возможность пуска двигателя автомобиля
- 4)Возможность десульфатации
- 5)Несколько режимов заряда
- 6)Малые габариты и вес
Автоматизация позволяет зарядить аккумулятор без осуществления контроля над процессом. Это очень облегчает задачу для людей, не очень разбирающихся в физике, так как изначально существовали только такие способы заряда, где необходимы познания в этой сфере. Защита от переполюсовки - тоже очень полезная особенность зарядного устройства. Она позволяет предотвратить порчу как микросхем ЗУ, так и аккумуляторной батареи. К слову, переполюсовка – это неправильное подключение проводов ЗУ к клеммам АКБ.
Пусковые зарядные устройства (или пуско-зарядные) созданы не только для заряда аккумулятора, но и для пуска автомобильного двигателя в экстренном случае. Такие ПЗУ очень полезны при частых поездках вне города.
Если зарядное устройство обладает функцией десульфатации , то оно способно восстановить аккумулятор, на пластинах которого образовался сульфат свинца, блокирующий электроны. При десульфатации происходит очистка пластин от этого сульфата и аккумулятор снова может функционировать.
Несколько режимов заряда АКБ дают возможность проводить заряд именно тем способом, которым Вы хотите – при постоянном напряжении, постоянным током или комбинированным. Малые габаритные размеры и вес обеспечивают устройству мобильность. Его можно легко перевозить в автомобиле или переносить в руках.
Профессиональные зарядные устройства обладают вышеперечисленными функциями, за исключением малых габаритных размеров и массы. Также такие ЗУ зачастую являются стационарными.
Когда говорят об использовании электрической энергии в быту, на производстве или транспорте, то имеют в виду работу электрического тока. Электрический ток подводят к потребителю от электростанции по проводам. Поэтому, когда в домах неожиданно гаснут электрические лампы или прекращается движение электропоездов, троллейбусов, говорят, что в проводах исчез ток.
Что же такое электрический ток и что необходимо для его возникновения и существования в течение нужного нам времени?
Слово «ток» означает движение или течение чего-то.
Что может перемещаться в проводах, соединяющих электростанцию с потребителями электрической энергии?
Мы уже знаем, что в телах имеются электроны, движением которых объясняются различные электрические явления (см. § 30). Электроны обладают отрицательным электрическим зарядом. Электрическими зарядами могут обладать и более крупные частицы вещества - ионы. Следовательно, в проводниках могут перемещаться различные заряженные частицы.
Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нём электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в проводнике, придут в движение в направлении действия на них электрических сил. Возникнет электрический ток.
Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо всё это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создаётся и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока .
Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделённые частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места, к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой - отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике начнут двигаться в определённом направлении, возникнет электрический ток.
Рис. 44. Электрофорная машина
Рис. 45. Превращение внутренней энергии в электрическую
В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-нибудь другой энергии в электрическую. Так, например, в электрофорной машине (рис. 44) в электрическую энергию превращается механическая энергия. Можно осуществить и превращение внутренней энергии в электрическую. Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, а затем нагреть место спая, то в проволоках возникнет электрический ток (рис. 45). Такой источник тока называется термоэлементом . В нём внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую энергию. При освещении некоторых веществ, например селена, оксида меди (I), кремния, наблюдается потеря отрицательного электрического заряда (рис. 46). Это явление называется фотоэффектом . На нём основано устройство и действие фотоэлементов . Термоэлементы и фотоэлементы изучают в курсе физики старших классов.
Рис. 46. Превращение энергии излучения в электрическую
Рассмотрим более подробно устройство и работу двух источников тока - гальванического элемента и аккумулятора , которые будем использовать в опытах по электричеству.
В гальваническом элементе (рис. 47, а) происходят химические реакции, и внутренняя энергия, выделяющаяся при этих реакциях, превращается в электрическую. Изображённый на рисунке 47, б элемент состоит из цинкового сосуда (корпуса) Ц. В корпус вставлен угольный стержень У, у которого имеется металлическая крышка М. Стержень помещён в смесь оксида марганца (IV) Мn0 2 и размельчённого углерода С. Пространство между цинковым корпусом и смесью оксида марганца с углеродом заполнено желеобразным раствором соли (хлорида аммония NH 4 CI) P.
Рис. 47. Гальванический элемент (батарейка)
В ходе химической реакции цинка Zn с хлоридом аммония NH4CI цинковый сосуд становится отрицательно заряженным.
Оксид марганца несёт положительный заряд, а вставленный в него угольный стержень используется для передачи положительного заряда.
Между заряженными угольным стержнем и цинковым сосудом, которые называются электродами , возникает электрическое поле. Если угольный стержень и цинковый сосуд соединить проводником, то по всей длине под действием электрического поля свободные электроны придут в упорядоченное движение. Возникнет электрический ток.
Гальванические элементы - самые распространённые в мире источники постоянного тока. Их достоинством является удобство и безопасность в использовании.
В быту часто применяют батарейки, которые можно подзаряжать многократно, - аккумуляторы (от лат. аккумуляторе - накоплять). Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин (электродов), помещённых в раствор серной кислоты.
Чтобы аккумулятор стал источником тока, его надо зарядить. Для зарядки через аккумулятор пропускают постоянный ток от какого-нибудь источника. В процессе зарядки в результате химических реакций один электрод становится положительно заряженным, а другой - отрицательно. Когда аккумулятор зарядится, его можно использовать как самостоятельный источник тока. Полюсы аккумуляторов обозначены знаками « + » и « - ». При зарядке положительный полюс аккумулятора соединяют с положительным полюсом источника тока, отрицательный - с отрицательным полюсом.
Кроме свинцовых, или кислотных, аккумуляторов широко применяют железоникелевые, или щелочные, аккумуляторы. В них используется раствор щёлочи и пластины - одна из спрессованного железного порошка, вторая - из пероксида никеля. На рисунке 48 изображён современный аккумулятор.
Рис. 48. Аккумулятор
Аккумуляторы имеют широкое и разнообразное применение. Они служат для питания сети освещения железнодорожных вагонов, автомобилей, для запуска автомобильного двигателя. Батареи аккумуляторов питают электроэнергией подводную лодку под водой. Радиопередатчики и научная аппаратура на искусственных спутниках Земли также получают электропитание от аккумуляторов, установленных на спутнике.
а - мобильного телефона; б - ноутбука
На электростанциях электрический ток получают с помощью генераторов (от лат. генератор - создатель, производитель). Этот электрический ток используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве.
Вопросы
- Что такое электрический ток?
- Что нужно создать в проводнике, чтобы в нём возник и существовал ток?
- Какие превращения энергии происходят внутри источника тока?
- Как устроен сухой гальванический элемент?
- Что является положительным и отрицательным полюсами батареи?
- Как устроен аккумулятор?
- Где применяются аккумуляторы?
Задание
- С помощью Интернета найдите, какие существуют типы зарядных устройств и выделите их особенности.
- Подготовьте презентацию о применении аккумуляторов.
