Гальваническими элементами (батарейками) пользуются практически все. И у каждого пользователя хоть раз, но возникал вопрос проверки одноразовой батарейки на работоспособность. Для подобного тестирования достаточно мультиметра с режимом вольтметра и амперметра.
Проверка без нагрузки
Проверка одноразовых батареек мультиметром – наиболее простой и быстрый метод определения пригодности элемента. Для ее выполнения надо мультиметр (цифровой или стрелочный) перевести в режим измерения напряжения. Если тестер цифровой с автоматическим пределом измерения, то достаточно подключить его щупы к выводам батарейки. После этого останется считать с индикатора значение измеряемого параметра.
Если имеется цифровой мультиметр с ручным выбором предела, то этот предел надо выбрать так, чтобы его значение было заведомо выше максимально возможного выходного уровня тестируемого источника тока. Так, для единичного щелочного или солевого элемента можно выбрать предел 2 вольта (на клеммах батарейки выше 1,5 В напряжения никогда не будет). Для Кроны понадобится установить предел повыше – например, 20 вольт, или другой уровень, заведомо выше 9 вольт – какой есть у мультиметра. Если предел окажется ниже выходного уровня гальванического элемента, на дисплее будет индицироваться знак перегрузки.
Подключать батарейку к мультиметру можно в любой полярности. Если она окажется неверной, на дисплее перед значением напряжения будет индицироваться знак «минус».
Можно установить и уровень в 200 вольт, но чем выше предел, тем ниже точность измерения.
При тестировании батарейки цифровым мультиметром надо не только установить правильный предел, но и соблюсти полярность подключения. Плюсовой вывод тестера подключается к плюсу батарейки, а минусовой – к ее минусу.
Несоблюдение одного из этих правил (или сразу обоих) приведет к тому, что стрелка мультиметра при замерах упрется в левый или правый ограничитель. Это может повредить стрелку – погнуть или сломать.
Для наглядности видео.
Проверка под нагрузкой
Если к батарейке подключить нагрузку, ее выходное напряжение уменьшится («просядет»). Уменьшение выходного уровня связано с наличием у гальванического элемента внутреннего сопротивления, которое и определяет глубину просадки. Само внутреннее сопротивление является сложной и нелинейной зависимостью от многих величин, в том числе, от нагрузочного тока. Поэтому измерение напряжения под произвольной нагрузкой никаких практических сведений не даст. Замерять надо под реальной нагрузкой – при подключении к тому прибору, который питается от батарейки. Замерив это напряжение, можно оценить остаточный ресурс гальванического элемента.
Как мультиметром замерить ампераж
В интернете можно найти советы провести тестирование «на ампераж» — измерить токоотдачу тестером в режиме амперметра. Для этого предлагается подключить щупы мультиметра к выводам батареи и посмотреть отдаваемый ток. Делать этого не следует по нескольким причинам.
- Токоотдача не декларируется производителем батареи, поэтому по ней нельзя достаточно точно определить остаточный уровень заряда. К тому же этот параметр напрямую зависит от внутреннего сопротивления батареи, а оно является сложной функцией от многих параметров – температуры, остаточного заряда, состояния электродов и реагентов и т.п. Иными словами, однозначно определить состояние элемента, измеряя максимальный отдаваемый ток, не получится.
- Амперметр имеет очень малое сопротивление, поэтому замер происходит практически в режиме короткого замыкания при отдаче максимального тока. Известно, что ёмкость батареи зависит от разрядного тока – чем выше ток, тем ниже ёмкость. Если запас энергии указан, как 1000 мА*ч, то это не означает, что током в 2 А можно разряжать батарейку в течение получаса. Емкость израсходуется гораздо быстрее. Заставляя элемент отдавать большой ток, пусть даже кратковременно, такой способ тестирования «съедает» заметную долю ресурса батарейки. Два-три замера, и большая часть запаса энергии будет впустую израсходована.
- Короткое замыкание ведет к разогреву внутреннего содержимого батареи и еще большему сокращению срока ее службы.
Зато вполне возможно, и даже полезно, измерить фактический ток потребления под той нагрузкой, под которой предполагается эксплуатировать батарею. Это позволяет оценить примерное время предполагаемой работы источника питания. Для этого надо создать разрыв между одним полюсом батарейки и клеммой нагрузки. Если в приборе используется прижимной контакт, удобно вставить между ним и терминалом батарейки полоску двустороннего фольгированного текстолита, а к его «обкладкам» подключить щупы амперметра.
Таблица норм напряжения в зависимости от вида батареек
Выходное напряжение единичных гальванических элементов определяется электрохимическим процессами, происходящими в батарейке. Проще говоря, химическим составом источника питания. Для элементов, составленных из нескольких ячеек (например, Крона) напряжение определяется суммой напряжений всех «банок».
Что касается конечного напряжения (при котором батарейка считается отслужившей свой срок), здесь все определяется потребителем. Одни приборы перестают работать при просадке напряжения на 10%, другим вполне хватает элемента, потерявшего и 20% от своего начального выходного уровня (можно переставить источник питания из одного прибора в другой, и он еще поработает). За условный ноль можно принять половину напряжения от новой батарейки – когда этот рубеж достигнут, батарея подлежит утилизации.
Теоретически возможно питать приборы, требующие относительно низкого напряжения, и элементами, севшими и ниже 50%. Но, изучив разрядные кривые (приведены для солевых батареек, для остальных типов источников питания они подобны), можно увидеть, что сначала гальванический элемент теряет напряжение медленно, а в конце периода жизни выходной уровень падает резко. Поэтому и дальнейшее снижение выходного уровня будет происходить намного быстрее, и практического смысла в дальнейшей эксплуатации нет.
По той же причине нерационально включать подсевшие батарейки последовательно, чтобы поднять общее напряжение и продлить их эксплуатацию – все закончится слишком быстро.
В таблицу сведены начальные и конечные уровни напряжения первичных гальванических элементов различного типа.
| Тип гальванического элемента | Напряжение новой батарейки, В | Напряжение завершения эксплуатации, В |
|---|---|---|
| Солевой (цилиндрические АА, ААА и т.п | 1,5 | 0,8 |
| Щелочной (цилиндрические АА, ААА и т.п.) | 1,5 | 0,8 |
| Солевой (Крона) | 9 | 4,5 |
| Щелочной (Крона) | 9 | 4,5 |
| Литиевый цилиндрический (АА, ААА) | 1,5 | 0,8 |
| Литиевый дисковый (Coin, «таблетка», «компьютерная батарейка») CR2032 и другие литиевые гальванические элементы (не аккумуляторы!) с номинальным выходом 3 вольта | 3 | 1,5 |
Расположение контактов у плоских батареек
Проще всего определить назначение выводов тестером – при измерении напряжения красный щуп прикладывается к предполагаемому плюсу, черный – к предполагаемому минусу. Если предположения оказались неверными, перед цифрой, показывающей уровень напряжения, будет индицироваться знак «минус».
Если тестера нет, придется запомнить, что отрицательный вывод имеет форму диска, изолированного от корпуса, а положительный – форму крышки с бортами.
Проверить тестером батарейку несложно. Главное – понимать, что дают измеренные величины и уметь правильно интерпретировать результат тестирования
