Напряжение на клеммах батареи. Правильная зарядка автомобильного аккумулятора. Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля и как его измерить

Напряжение АКБ, наряду с ёмкостью и плотностью электролита, позволяет сделать вывод о состоянии аккумулятора. По напряжению автомобильного аккумулятора можно судить о степени его заряженности. Если вы хотите быть в курсе состояния вашего аккумулятора и осуществлять грамотный уход за ним, то обязательно нужно научиться контролировать напряжение. Тем более что это совсем несложно. А мы постараемся доступно объяснить как это делается и какие нужны инструменты.

Сначала следует определиться с понятиями напряжения и электродвижущей силы (ЭДС) автомобильного аккумулятора. ЭДС обеспечивает протекание тока по цепи и обеспечивает разность потенциалов на выводах источника питания. В нашем случае это автомобильная аккумуляторная батарея. Напряжение аккумулятора определяется разностью потенциалов.


ЭДС представляет собой величину, которая равна работе, затрачиваемой на перемещение положительного заряда между выводами источника питания. Значения напряжение и электродвижущей сил между собой неразрывно связаны. Если в аккумуляторе не возникает электродвижущей силы, то на его выводах не будет напряжения. Также следует сказать, что напряжение и ЭДС существуют без прохождения тока в цепи. В разомкнутом состоянии тока в цепи нет, но в аккумуляторе все равно возбуждается электродвижущая сила и на выводах есть напряжение.

Обе величины, ЭДС и напряжение аккумулятора автомобиля измеряются в вольтах. Стоит также добавить, что электродвижущая сила в автомобильном аккумуляторе возникает вследствие протекания внутри него электрохимических реакций. Зависимость ЭДС и напряжения АКБ можно выразить следующей формулой:

E = U + I*R 0 где

E – электродвижущая сила;

U – напряжение на выводах батареи;

I – ток в цепи;

R 0 – внутреннее сопротивление АКБ.

Как можно понять из этой формулы, ЭДС больше напряжения аккумулятора на величину падения напряжения внутри него. Чтобы не забивать вам голову лишней информацией скажем проще. Электродвижущая сила батареи представляет собой напряжение на выводах АКБ без учёта тока утечки и внешней нагрузки. То есть, если снять аккумулятор с авто и замерить напряжение, то в такой разомкнутой цепи оно будет равно ЭДС.



Измерения напряжения производятся такими приборами, как вольтметр или мультиметр. В аккумуляторе величина ЭДС зависит от плотности и температуры электролита. При увеличении плотности электролита растёт напряжение и ЭДС. Для примера, при плотности электролита 1,27 гр./см 3 и температуре 18 C напряжение банки АКБ равно 2,12 вольта. А для аккумуляторной батареи, состоящей из шести элементов, значение напряжения будет 12,7 вольта. Это нормальное напряжение автомобильного аккумулятора, который заряжен и не находится под нагрузкой.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля

Напряжение на аккумуляторе автомобиля должно быть 12,6─12,9 вольта, если он полностью заряжен. Замер напряжения АКБ позволяет быстро оценить степень заряженности. Но реальное состояние и изношенность аккумулятора по напряжению узнать нельзя. Чтобы получить достоверные данные о состоянии аккумуляторной батареи, нужно проверить её реальную и провести тест под нагрузкой, о котором будет сказано ниже. Советуем прочитать материал о том, как .

Однако с помощью напряжения вы всегда можете узнать степень заряженности аккумулятора. Ниже приводится таблица степени заряженности аккумулятора, в которой приводятся значения напряжения, плотности и температуры замерзания электролита в зависимости от заряда батареи.

Степень заряда АКБ, %
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,11 11,7 8,4 0 -7
1,12 11,76 8,54 6 -8
1,13 11,82 8,68 12,56 -9
1,14 11,88 8,84 19 -11
1,15 11,94 9 25 -13
1,16 12 9,14 31 -14
1,17 12,06 9,3 37,5 -16
1,18 12,12 9,46 44 -18
1,19 12,18 9,6 50 -24
1,2 12,24 9,74 56 -27
1,21 12,3 9,9 62,5 -32
1,22 12,36 10,06 69 -37
1,23 12,42 10,2 75 -42
1,24 12,48 10,34 81 -46
1,25 12,54 10,5 87,5 -50
1,26 12,6 10,66 94 -55
1,27 12,66 10,8 100 -60

Советуем периодически проверять напряжение и заряжать АКБ по мере необходимости. Если напряжение автомобильного аккумулятора упало ниже 12 вольт, его обязательно нужно подзарядить от сетевого зарядного устройства. Эксплуатация его в таком состоянии крайне не рекомендуется.

Эксплуатация батареи в разряженном состоянии приводит к увеличению сульфатации пластин и как следствие, падение ёмкости. Кроме того, это может привести к глубокому разряду, что для кальциевых аккумуляторов смерти подобно. Для них 2─3 глубоких разряда – это прямой путь на свалку.

Ну, а теперь о том, а какой инструмент нужен автолюбителю для контроля напряжения и состояния АКБ.

Напряжение аккумулятора – это физическая величина электрической цепи, которая определяется потенциалов между положительным выводом и отрицательным. Напряжение в теории физики тесно связано с ЭДС и многие автомобилисты путают их, поэтому для начала нужно разграничить эти два понятия. Выражаясь простым языком, ЭДС – это максимальное значение Вольт, которое может выдать источник питания. Но к любому источник питания подключаются устройства, которые оно питает и тогда количество вольт в цепи становится меньше – это и есть напряжение.

Напряжение и ЭДС будут совпадать в том случае, если к элементу питания не подключены поглотители энергии. Если же выражаться языком физики, то ЭДС будет равен сумме напряжения на выводах аккумулятора и произведению тока в цепи и внутреннему сопротивлению. [ЭДС]=[напряжение]+[ток]*[сопротивление]

В автомобильном аккумуляторе без нагрузке замеряется ЭДС, а под нагрузкой замеряется напряжение. ЭДС образуется в таком аккумуляторе благодаря протеканию в нем электрохимических реакций, в результате которой выделяется энергия.

Чем замерить напряжение

Для измерения напряжение аккумулятора используют приборы, в основе которых лежит Вольтметр. Такие приборы замеряют напряжение на выводах аккумулятора и показывают значение через аналоговый или цифровой экран. На аналоговом экране отображается шкала значений напряжения, в интервале которой перемещается стрелка, указывающая на измеряемое значение. В цифровых устройствах имеется жидкокристаллический дисплей, на который цифрами выводит значение. Считается, что оптимальными являются цифровые экраны, т.к. меньше всего подвержены погрешностям шкалы, более устойчивы к вибрациям и доступнее для восприятия человеком.

Среди самих устройств выделяют 3 основных вида:

  1. Вольтметр (как отдельный прибор)
  2. Мультиметр (с функцией вольтметра)
  3. Нагрузочная вилка (про них мы подробнее уже писали).

Как замерить напряжение на автомобиле

Процесс измерения напряжения у батареи, которая стоит на автомобиле имеет свои особенности. Проверка проходит на заглушенном двигателе, иначе Вы будете замерять напряжение с генератора. Перед тем, как замерять напряжение должно пройти не менее 8 часов с момента остановки двигателя, иначе измерения будут завышены из-за поверхностного напряжения. Снять поверхностное напряжение можно нагрузочной вилкой в течение 5 секунд.

Единственным источником тока при старте автомобиля является аккумуляторная батарея. С ее помощью запускается двигатель, который в свою очередь запускает генератор. С этого момента АКБ перестает быть источником тока и становится его потребителем. За время работы мотора напряжение заряженного автомобильного аккумулятора повышается и приходит в норму.

Однако, во время частых коротких переездов батарея не успевает зарядиться, происходит постоянное и регулярное снижение заряда. В этом случае требуется восстановить уровень тока с помощью внешних приборов. Рассмотрим, до какого уровня это делается, и сколько времени уходит на такой процесс.

Большинство ситуаций, при которых автомобильная АКБ оказывается разряженной, случаются по вине водителей. Реже причина кроется в конструкционных особенностях или заводском браке. Батарея часто снижает свой заряд, если на генераторном ремне недостаточный уровень натяга. За счет этого происходит проскальзывание ремня и недостаточно эффективная работа генератора.

Такая же проблема возникает при неплотно закрытой двери или незахлопнутом до конца багажнике. Виной в данном случае послужат работающие лампочки. За несколько часов они способны существенно понизить уровень заряда.

Нормальные параметры для АКБ

Существует ряд параметров, которым должен соответствовать нормально работающий аккумулятор. Рассмотрим, до какого напряжения можно разряжать автомобильный аккумулятор, но при этом надо знать, что слишком сильный уровень разряда способствует скорому ухудшению характеристик АКБ.

Работоспособной считается батарея при таких показателях:

  • при разомкнутой цепи – 12,6-12,8 В ;
  • при запущенном моторе, включенном «дальнем свете» и оборотах около 1500 об/мин – 13,8-14,2 В ;
  • на обслуживаемых батареях плотность электролита при +20 С составит 1,28 г/мл .

Также есть показатели, при которых требуется поднимать в батарее напряжение:

  • при откинутых клеммах напряжение заряда автомобильного аккумулятора меньше 12,6 В ;
  • плотность электролита в обслуживаемой батарее существенно ниже 1,26 г/мл ;
  • разница в плотности между банками АКБ составляет более 0,2 г/мл .

Уровень плотности электролита замеряется при нормальных условиях, которые характеризуются атмосферным давлением 760 мм р.с. и +20 С. При отрицательных температурах желательно повышать плотность этой жидкости. Нормальным параметром для -20 С считается плотность 1,4 г/мл, так как 1,2 г/мл в таких условиях начинает замерзать.

Правильная зарядка батареи

Если замер вольтметром или мультиметром показывает минимальное напряжение автомобильного аккумулятора, то проводим подзарядку. Для этой операции нужно настроить заряжающий аппарат на выдачу тока в интервале от 0,05 до 0,1 числового значения емкости. Соответственно для АКБ 55 Ач применяют ампераж 2,75-5,5 А. Наиболее щадящий режим будет с меньшими значениями.

Выходное напряжение для этой операции должно быть на уровне 14,4-14,6 В. Желательно, чтобы устройство имело возможность устанавливать статичное значение. При полном разряде батареи емкостью 55 Ач нужно выдержать 10 часов с силой тока 5,5 А.

Признаком окончания данной процедуры может служить неизменность напряжения на клеммах в течение 1-2 часов после установления заданных параметров.

Также возможны легкие признаки кипения с небольшим газообразованием. На автоматизированных зарядных устройствах отключение происходит в автоматическом режиме. Таким же способом регулируется подача тока и напряжения.

Правила безопасности

Нужно знать, что основой для электролита служит кислота, поэтому обращаться с батареей необходимо предельно осторожно. Надо избегать попадания жидкости на руки, при этом предохранять кожу с помощью резиновых перчаток.

Во время кипения внутри АКБ выделяются ядовитые газы. Вдыхать их нельзя, поэтому процесс зарядки желательно организовать в помещении с хорошей вентиляцией, желательно принудительной. Также возможно выделение взрывоопасного водорода, поэтому надо исключить использование открытого огня и искрообразование. Не стоит на длительное время оставлять без присмотра самодельные зарядные устройства.

Водитель должен уметь оценить аккумулятор. Одним из важных показателей является напряжение.

1 Напряжение аккумулятора – о чем расскажет

Многие автолюбители знают, как проверить напряжение аккумулятора автомобиля, но каким оно должно быть, знают не все. У автомобилей напряжение без потребителей должно составлять 12,65 В. При меньших показателях батарея частично разряжена или неисправна. Падение до 12 В еще позволяет завести легковой автомобиль. Оценить степень разряженности можно, ориентируясь на таблицу:

Не стоит проводить измерения на только что заряженном аккумуляторе, потому что оно окажется завышенным. Снять реальный показатель возможно через час.

При измерении напряжения можно подключить, как нагрузку, габариты и лампы дальнего света. Установлено, что разрядный ток составит около 6 А, как потребляет стартер. Напряжение в исправном аккумуляторе не должно упасть ниже 11,5 В. Основная нагрузка аккумулятора – стартер. Проверяем показатели на клеммах при его включении – они не должны упасть ниже 9,5 В. Если меньше, стартер из-за неисправности использует слишком много энергии. Чаще это происходит из-за старения – окисляются контакты. Иногда ток при пуске стартера достигает немыслимой величины до 200 А.

Для продолжения проверки запускаем двигатель. Работают, кроме аккумулятора, генератор с реле-регулятором. При запуске двигателя напряжение сначала падает, но проходит несколько секунд и оно начинает расти, превышая 12,6 В. Начинается зарядка аккумулятора. Контролируем величину зарядного напряжения, увеличив обороты до 2000. Нормальный показатель – 13,8–14,5 В. При дальнейшем росте требуется регулировка механического реле или замена электронного.

По величине напряжения можно оценить исправность генератора. Создаем для него нагрузку: включаем фары. Вольтметр должен показать при работающем двигателе больше 13,8 В. Если оно 12,6–13,0 В, проверяем натяжение ремня – причина может крыться в нем. Возможно, не исправен генератор, но если с ним все в порядке, обращаем внимание на реле-регулятор. В механических реле, которые устанавливались на машины раньше, регулировали контакты и поднимали напряжение. Электронные реле не регулируются, проверяем контакты. Если с ними все в порядке, придется заменить реле.

2 Контроль состояния – необходимые инструменты

Напряжение аккумулятора измеряется тестером, который еще называют мультиметром, или используют обычный вольтметр. Для проверки параметров под нагрузкой используется нагрузочная вилка. Устройство имеет два контакта – вольтметр, сопротитивление. С ее применением можно измерить напряжение, создавая имитацию работы стартера при пуске двигателя. Она создается подбором сопротивления, которое должно соответствовать емкости.

Для использования мультиметр переводим в соответствующий режим, щупами касаемся клемм. Для снятия объективных показателей АКБ отсоединяем от потребителей, снимаем контакты. Красным щупом подсоединяемся к плюсовому выводу, черный – к минусовому. Дисплей покажет значения. Если щупы подсоединить неправильно, катастрофы не произойдет, просто дисплей отобразит значения с отрицательным показателем.

Нагрузочную вилку подключаем клеммами на выводы аккумулятора и на пятой секунде снимаем показания. Просадка ниже 9 В указывает на потерю работоспособности источника тока, он подлежит замене. Предварительно проверяем напряжение аккумулятора мультиметром без нагрузки. Показатели должны свидетельствовать о полной заряженности – 12,65 В. При разряженности заряжаем, после чего можно проводить испытание нагрузочной вилкой. Работоспособная батарея при нагрузке сначала просядет до 10–10,5 В, затем показатель немного растет.

Напряжение на батарее не позволяет делать выводы о работоспособности: проверка мультиметром может показать достаточное напряжение, а нагруженного аккумулятора – слабое. Само по себе напряжение указывает только на заряженность, но не работоспособность.

3 Применение нагрузки – проверка и оценка параметров

Среди показателей напряжения следует различать номинальные, фактические и нагруженные. Обычно принято считать, что напряжение 12 В, такой показатель есть номинальным. Он не отвечает фактическим показателям, тем более при нагрузке. В норме значение заряженного аккумулятора в покое составляет 12,65 В. На самом деле фактическое значение от 12,4 В до 12,8, оно самое достоверное. Показатель снимается на аккумуляторе, отсоединенном от потребителей.

Применение нагрузки изменит параметры: они будут очень далеки от номинальных и фактических. Чтобы узнать работоспособность, обязательно проводят испытания с применением нагрузки. В большинстве на заряженной батарее вольтметр показывает нормальное состояние, но стоит подключить нагрузку и она "умирает". Нагрузка для проверки состояния создается, как уже отмечалось, специальным аппаратом – нагрузочной вилкой. Нагрузка должна вдвое превышать емкость батареи.

Самая ходовая батарея емкостью 60 А/ч, для нее нагрузку подбираем на 120 А. Она подается не более 5 секунд, на последней снимаем показатели. Они не должны опускаться меньше 9 В, более низкие значения присутствуют в случае, когда проверка нагрузочной вилкой проводится на незаряженном аккумуляторе. Ничего страшного нет – подзарядили, и все. Но если заряженность полная (вне цепи показывал 12,6 В), а с вилкой 5–6 – пора менять на новый. Также следует знать, что после нагрузочной вилки восстановление напряжения до нормального происходит за 5 секунд.

4 Источник питания на морозе – почему падает емкость

Напряжение определяется внутренним содержимым аккумулятора – состоянием электролитического наполнителя. Разряд сопровождается расходом кислоты, которая входит в его состав. При разряде плотность снижается, а при зарядке процесс происходит в обратном порядке: расходуется вода, образуется кислота. Это приводит к повышению плотности. Необходимое состояние 12,7 В наблюдается при плотности 1,27 г/см 3 . Показатели взаимосвязаны – изменения одного сопровождается изменениями другого.

Зимой водители часто жалуются, что невозможно покрутить стартером двигатель, основные параметры источника тока упали. Некоторые снимают аккумулятор на ночь и забирают в теплое место. На самом деле в батарее при сильном морозе происходят процессы, совершенно не те, которые представляет большинство водителей. Совершенно не обязательно снимать каждый раз батарею и уносить в тепло, нужно ее хорошо зарядить. Хороший заряд – гарантия нормальной плотности и напряжения, что будет достаточным, чтобы завести машину в самый лютый мороз.

Что происходит с аккумулятором при сильных морозах? Если оставить его на ночь в холоде разряженным, уровень плотности стремительно снижается, и на утро не хватит напряжения, чтобы завести автомобиль. Хороший уровень заряда приводит к возрастанию плотности, даже на морозе, отчего повышается второй взаимосвязанный важный параметр. Поэтому в самые сильные морозы нормально заряженная батарея не снижает своей работоспособности. Пониженный уровень плотности, кроме того, что двигатель не заведется, может привести к замерзанию электролита, разрыву корпуса.

5 Зарядка аккумулятора – величина напряжения и тока

При напряжении менее 12 Вольт аккумулятор не следует использовать, его ставят на зарядку. Дальнейшая эксплуатация при большой разрядке приводит к невозвратимым отрицательным последствиям. Начинается процесс сульфатации пластин, падает емкость. Критическая норма – 10,8 В, ниже которой наступает глубокий разряд, при котором сильно сокращается срок службы. Особенно от этого страдают от необслуживаемые кальциевые аккумуляторы. Достаточно 2–3 глубоких разряда, и емкость теряется безвозвратно.

Еще один важный момент, который повязан с нормальным напряжением. После зарядки вольтметр 12,6 В. Устанавливаем аккумулятор, замеряем напряжение и видим падение: 12,4–12,5 В. Это не повод для беспокойства, а пребывание в нормальном состоянии. При разомкнутой цепи показатели несколько больше, это фактически не напряжение, а электродвижущая сила (ЭДС).

Если батарея исправна, но не заряжена, ее заряжаем. Современной технологии известны три способа:

  • ускоренный, характерный для многих современных зарядных устройств;
  • с применением постоянного напряжения;
  • на постоянном токе.

Ускоренный режим, который называется Boost, не дает полного заряда, достаточный, чтобы завести автомобиль. Применяется такой способ при севшем автомобильном аккумуляторе, когда требуется немедленно выехать. Принцип такого способа в увеличенном зарядном токе. Использовать его часто не рекомендуется – сильно снижает срок службы аккумулятора.

При зарядке постоянным напряжением поддерживается постоянное напряжение. Подобный режим используется при несильном разряде: не ниже 12 В. Процесс полностью автоматический: подключили контакты, и можно быть свободным – контроль не требуется. При достижении нужного уровня заряда прибор определяет это и отключается.

Зарядка постоянным током самая полная и равномерная. Ток постепенно снижаем вручную. Постоянно контролируем напряжение и прекращаем зарядку при достижении нормы. Рекомендуется для сильно разряженных батарей.

Напряжение и емкость - два главных параметра любого автомобильного аккумулятора. Качество работы батареи зависит именно от них, поэтому водитель должен уметь проверить, насколько высокое в данный момент напряжение у аккумулятора, и является ли оно допустимым. В рамках данной статьи рассмотрим, какое напряжение должно быть у аккумулятора в рабочем состоянии, в том числе и под нагрузкой.

Оглавление:

Каким должно быть напряжение аккумулятора

Нет точного ответа на вопрос, какое напряжение аккумулятора можно считать идеальным. Обычно специалисты ориентируются на показатель необходимого напряжения для пуска двигателя. У заряженной новой аккумуляторной батареи напряжение для старта мотора должно быть на уровне около 12,6 или 12,7 Вольт.

Но не всегда, когда данный показатель выше, это является проблемой. Например, специалисты отмечают, что сразу после заряда аккумуляторной батареи ее напряжение при замере на 0,3-0,5 Вольт больше, чем реальное. При этом напряжение в 13-13,2 Вольт можно назвать допустимым, и даже на некоторых моделях новых батарей можно встретить подобный показатель, заявленный производителем.

Обратите внимание: Если вы хотите узнать реальное напряжение аккумулятора, не производите замер напряжения сразу после зарядки. Наиболее близкие к реальным значения батарея покажет через час-два после зарядки.

Нежелательным для аккумуляторной батареи считается напряжение ниже, чем 12,1 Вольт. Если батарея имеет напряжение ниже данного показателя, необходимо срочно зарядить ее. При эксплуатации батареи с низким напряжением велик риск развития , от чего в будущем будет довольно сложно, и аккумулятор придется менять на новый.

Стоит отметить, что даже с напряжением в 12,1 Вольт можно произвести старт двигателя.

Критическим можно назвать для аккумуляторной автомобильной батареи напряжение в 11,6 Вольт или ниже. Такая батарея не позволит стартовать двигателю, и ее можно считать полностью разряженной.

Важно: Выше приведены цифры, на которые следует ориентироваться. Если говорить о реальном положении дел, то на большинстве автомобилей, которые активно эксплуатируются, напряжение аккумулятора находится на уровне в 12,2-12,5 Вольт. Это вполне допустимые значения для грамотной работы мотора.

Как проверить норму напряжения аккумулятора

Можно выделить три основных вида напряжения автомобильного аккумулятора: номинальное, нормальное (фактическое) и напряжение под нагрузкой.

Номинальное напряжение - это то, которое можно встретить в различной технической литературе, связанной с автомобилями. Каждый водитель знает, что напряжение аккумуляторной батареи - 12 Вольт. Это и есть номинальное напряжение, то есть некое абстрактное значение.

Нормальное рабочее напряжение аккумулятора, как уже рассмотрели выше, находится на уровне от 12,2 до 12,7 Вольт. Это показатель напряжения аккумуляторной батареи без нагрузки.

Напряжение под нагрузкой - один из важнейших параметров, который позволяет диагностировать аккумуляторную батарею на ее работоспособность. Проверка проходит следующим образом:

  1. Потребуется сам испытуемый аккумулятор (его необходимо ) и “нагрузочная вилка”;
  2. Далее на аккумулятор при помощи нагрузочной вилки подают нагрузку, которая в два раза превышает емкость батареи. Пример: Если батарея имеет емкость в 65 Ам/ч, то подать на нее нужно нагрузка в 130 Ампер;
  3. Нагрузка подается примерно на 3-5 секунд, и в это время нужно следить за показателем вольтметра. Если напряжение не опускается ниже 9 Вольт, это говорит о том, что с батареей все нормально, и она заряжена. При падении напряжения до 5-6 Вольт, можно сказать, что такой батареи требуется зарядка. Если после зарядки вновь напряжение при тестировании опускается до 5-6 Вольт, это указывает на неработоспособность батареи.

Важно: После поданной “нагрузочной вилкой” напряжения через 3-5 секунд напряжение должно восстановиться до нормального значения (от 12,2 до 12,7 Вольт).

Стоит отметить, что напряжение в аккумуляторной батареи зависит от плотности электролита, который в ней находится. В процессе разрядки аккумулятора расходуется кислота, которой в электролите около 35-36% от общего объема. Из-за расхода кислоты снижается уровень плотности. В процессе заряда аккумуляторной батареи происходит восстановление процента кислоты.

Обратите внимание: При снижении плотности электролита снижается напряжение. Можно выделить следующую условную пропорцию: при напряжении аккумулятора в 12,7 Вольт плотность электролита в нем равна 1,27 г/см3.

Напряжение аккумулятора зимой

Снижение температуры окружающей среды приводит к изменению плотности электролита. В зависимости от того, насколько заряжена аккумуляторная батарея, следует делать вывод о реакции напряжения на низкую температура.