Кулон 100
Автоматическое зарядное устройство
Самое дешевое в линейке зарядное устройство. Заряжает автомобильный аккумулятор в полностью автоматическом режиме.
Возможно крепить на стену.
Зарядное устройство имеет индикацию наличия напряжения на выходе (левый зеленый светодиод) и выходного тока (правый трехцветный, для которого зеленый цвет соответствует малому току в нагрузку, желтый – среднему току около 2,5 А, красный – максимальному току).
Устройство имеет электронную схему защиты, обеспечивающую защиту от перегрузок и коротких замыканий.
При неправильном подключении аккумулятора (переполюсовке), которого рекомендуем избегать, сгорает предохранитель, при этом останутся гореть зеленым цветом оба светодиода, но напряжения на выходных клеммах уже не будет. Следует самостоятельно приобрести предохранитель номиналом только 7,5 А и установить его. Зарядное устройство должно продолжить нормально работать. Рекомендуем после замены предохранителя проверить напряжение холостого хода зарядного устройства (напряжение на выходных клеммах без подключенной нагрузки).
Технические данные
- Напряжение питающей сети частотой 50 Гц 220 В ± 10%
- Напряжение холостого хода 14,8 В ± 0,2 В
- Выходной ток при напряжении до 14,0 В 5,0 А ± 0,5 А
- Выходной ток при напряжении от 14,0 до 14,5 В 2,5 А ± 0,5 А
- Выходной ток при напряжении более 14,5 В не более 0,2 В
- Максимальная мощность, потребляемая от сети 100 Вт
- Мощность, потребляемая от сети без нагрузки не более 4,0 Вт
- Ток разряда аккумулятора при отключении электропитания не более 10,0 мА
- Ток короткого замыкания 6,0 А ± 1,0 А
- Габаритные размеры 160 мм х 84 мм х 60 мм
- Масса 0,50 кг
Береги аккумулятор смолоду | ЗАО “МПО Электромонтаж”
Вымпел и Кулон серии зарядных устройств для аккумуляторов, пополнившие ассортимент МПО ЭлектромонтажТоварная группа [
Н65]
Несмотря на то, что история электрических аккумуляторов насчитывает уже более 200 лет, количество вопросов, связанных с аккумуляторами не только не уменьшается, но и увеличивается по мере того как расширяются их эксплуатационные свойства и требования к их обслуживанию. А так как электрический аккумулятор — это устройство многоразового действия, основная специфика которого заключается в многократном циклическом использовании через заряд-разряд для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств, то большая часть вопросов связана именно с зарядкой аккумулятора. Как выбрать зарядное устройство, как правильно зарядить аккумулятор, какие бывают виды зарядных устройств? — вот малая часть вопросов, которые возникают в процессе обслуживания аккумуляторов.
В этой статье мы постараемся вкратце ответить на часть основных вопросов, связанных с зарядными устройствами, а также расскажем о новинках, которые пополнили ассортимент МПО Электромонтаж этой осенью.
Так в чем же заключаются основные отличия зарядных устройств? Схема заряда. Заряд с фиксированным значением тока заряда или заряд при постоянном значении напряжения. При заряде с фиксированным значением тока аккумулятор можно зарядить полностью. Однако на завершающей стадии зарядки сильно повысится температура электролита, что может уменьшить срок службы аккумулятора. Если же аккумулятор заряжать при постоянном значении напряжения, то не возникнет необходимости контроля зарядки. Однако в этом случае аккумулятор не зарядится полностью из-за большого падения тока в конце зарядки. По этим причинам наиболее продвинутые зарядные устройства используют комбинированную схему зарядки. То есть вначале аккумулятор заряжается при постоянном значении тока, а затем стабилизируется напряжение и начинает спадать ток. Такие устройства называют автоматическими.
Другое отличие — это способ заряда, трансформаторные или импульсные ЗУ. Трансформаторные устройства работают без преобразования частоты. Такие зарядные устройства наделены большим и тяжелым трансформатором и выпрямителем. Ведь все, что нужно — это преобразовать переменный ток с напряжением в сети 220 В в постоянный ток с напряжением около 12 В. Импульсные зарядные устройства также наделены трансформатором, но маленьким и легким, работающим на более высоких частотах.
Из выше сказанного вытекает ряд рекомендаций. Перед покупкой зарядного устройства стоит обратить внимание на величину зарядного (пускового) тока. Выбирать зарядное устройство необходимо с некоторым запасом по этому параметру. Во‑первых, зарядное устройство не будет работать на пределе своей мощности, а во‑вторых, появляется возможность заряда аккумуляторов большей емкости в случае возникновения такой необходимости. К тому же чем выше сила зарядного тока, тем быстрее происходит зарядка аккумуляторов. При выборе схемы заряда предпочтение стоит отдавать устройствам, которые обеспечивают заряд комбинированным способом. На таком зарядном устройстве, как правило, только один орган управления — потенциометр, задающий начальный ток заряда, к тому же на них существует два способа индикации такого тока: дискретная, то есть с помощью, установленного в приборе индикатора зарядного тока (амперметра), или с помощью светодиодов.
Устройства Вымпел-05 [Н6565] и Вымпел-07 [ Н6566], производства НПО «Орион» — это автоматические зарядные устройства с максимальным зарядным током 1,2 А, регулировка тока отсутствует, предназначены для заряда аккумуляторов емкостью 4–12 Ач. Индикатор заряда — светодиод. Вымпел-07 позволяет с помощью кнопки выбирать напряжение заряда 14,6 или 13,6 В. Оба устройства могут быть установлены на din-рейку.
Зарядное устройство Вымпел-15 [Н6567] предназначено для автоматической зарядки аккумуляторов емкостью 3–90 Ач. При этом устройство выглядит довольно аскетично, на передней панели размещен только светодиодный индикатор заряда, ток зарядки 7 А — не регулируется. Напряжение заряда 15 В.
Два устройства Вымпел-20 [H6568] и Вымпел-30 [Н6571] похожи внешне благодаря наличию стрелочного амперметра в качестве индикатора заряда. Предназначены для заряда аккумуляторов емкостью 3–90 Ач и 10–150 Ач соответственно. Плавная регулировка тока в диапазоне 0,6–7 А у первой модели и 0,8–18 А у второй осуществляется с помощью ручки, расположенной на передней панели. Регулировка напряжения заряда осуществляется переключением. Аналогами данных моделей являются устройства Орион-265 [
Вымпел-27 [Н6570] отличается от уже описанных моделей тем, что снабжен удобным сегментным ЖК-дисплеем, позволяющим с большей точностью отслеживать параметры заряда. Плавная регулировка тока в диапазоне 0,6–7 А. Напряжение заряда: 14,1 В/14,8 В/16 В регулируется переключателем.
Все описанные устройства снабжены электронной схемой обеспечивающей защиту от перегрева и короткого замыкания.
Компания Балсат представляет в ассортименте зарядные устройства марки Кулон, не сильно отличающиеся по функционалу от своего конкурента НПО Орион. Это Кулон 106 [ Н6575], предназначенное для заряда 12‑вольтовых стартерных аккумуляторных батарей емкостью 20–120 Ач, применяемых в автомобилях, мотоциклах, катерах и т. д. Модель имеет светодиодную индикацию степени заряда аккумулятора, с градацией 0 %-50 %-100 %.
Программируемое зарядное устройство Кулон-405 [Н6576] с цифровой индикацией предназначено для заряда всех типов АКБ, напряжением 6–18 В и емкостью 1,0–120 Ач. Цифровая регулировка зарядного тока осуществляется в диапазоне 0,1–6 А, но до подключения аккумулятора.
Зарядное устройство Кулон — 707А [Н6577] со стрелочной индикацией предназначено для заряда аккумуляторов емкостью 7,5 –100 Ач. Ток зарядки плавно регулируется ручкой в диапазоне 0,7–7 А. Может использоваться в качестве блока питания напряжением 15 В.
И напоследок две модели, снабженные цифровым жидкокристаллическим дисплеем, на котором отображаются параметры зарядки. Кулон-70D [Н6578] для аккумуляторов емкостью 2–100 Ач и напряжением 6/9/12 В. Ток зарядки 1–7 А. Регулировка тока напряжения — плавная, ручная. Кулон-715D позволяет заряжать аккумуляторы емкостью 2–200 Ач. Регулируемый диапазон зарядного тока 1–15 Ач. Оба зарядных устройства так же можно использовать в качестве регулируемого блока питания.
Схема зарядного устройства кулон 707а – Telegraph
Схема зарядного устройства кулон 707а
====================================
>> Перейти к скачиванию
====================================
Проверено, вирусов нет!
====================================
(Хотели время сэкономить) При не правильной схеме подключения аккумуляторных батарей зарядное устройство было выведено из.
Кулон 715д характеристика. Evgenyi Zykov. Зарядное устройство Кулон 715-d (Обзор+модернизация) – Duration: 9:30. Юрий Крым.
Зарядное устройство серии Кулон. Модели 707А, 707d, 715А, 715d. 1. Зарядное устройство имеет электронную схему защиты.
Кулон 715D. всё что есть. я когда разбирался с этим кулоном смотрел схему аналогичного устройства вот тут. 707d (TL3845P)
Зарядные устройства серий Кулон 707 и Кулон 715. ЗУ Кулон серий 707 и 715 имеют в своей электронной схеме защиту от короткого.
Зарядное устройство Кулон 707d Тип: Зарядное Рабочая температура: от – 25. Электронная схема защиты обеспечивает безопасность при коротких.
Зарядные устройства Кулон-707d, Кулон-715d имеют цифровой. Зарядное устройство имеет электронную схему защиты, обеспечивающую защиту.
выходное напряжение на зарядном устройстве для АКБ кулон 715d. Судя по схеме зарядка производится током, а не напряжением.
707d, подскажите маркировку микросхемы и номинал резисторов?. Зарядное устройство Кулон-912 от российского производителя «Балсат».
Всего лишь использовать комбинированную схему: в самом начале с постоянным значением тока. Они-то и составляют второй большой класс зарядных устройств, который, судя по всему, скоро. КУЛОН 707а.
Зарядное устройство Кулон-707D имеет электронную схему защиты, обеспечивающую защиту прибора и аккумуляторной батареи от перегрузок и.
Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов. Режим блока питания. Индикация и регулировка тока. Зарядный ток 7,0 А.
Зарядное устройство для авто – важный помощник для каждого автовладельца. Однако, время идет. 30, КУЛОН 707а, 1055. Начало Предыдущая.
Электронная схема зарядного устройства представляет собой. батарей Кулон-715А, Кулон-707А, Кулон-715d, Кулон-707d · Тахометр.
1, Тест зарядных устройств для авто аккумуляторов. КУЛОН 707а, 590. продвинутые зарядные устройства применяют составную схему зарядки.
У нас Вы можете купить зарядное устройство кулон 715d по цене 2 788р. Зарядное устройство имеет электронную схему защиты, обеспечивающую.
Зарядное устройство Кулон-100предназначено для заряда 12-вольтовых. Зарядные устройства серии Кулон – 707d предназначены для заряда.
Ваши идеи для зарядных устройств Кулон. Хотелось бы, чтобы в маломощных Кулонах (707d, например) была. Добавьте дроссели в схему. Кулон.
Кулон-912: отечественное зарядное устройство нового поколения. Зарядные устройства Кулон 100\106\305 предназначены для заряда 12-ти вольтовых аккумуляторов. Устройство имеет электронную схему защиты, обеспечивающую защиту от перегрузок и коротких. Кулон 715A, Кулон 707А
Зарядное устройство Кулон 707d – отзывы. Отзыв о Зарядное устройство Кулон 707d. Качество. Безопасность. Надежность. Удобство. Всего отзывов: 1.
Общие сведения Устройство УЗ-А-12-6,3-УХЛ3.1 “Кулон” предназначено для заряда и подзаряда шести элементных автомобильных свинцовых аккумуляторных батарей (АБ) напряжением 12 В номинальной емкостью от 40 до 65 А·ч в автоматическом режиме. Структура условного обозначения УЗ-А-12-6,3-УХЛ3.1 “Кулон”: А – автоматическое; 12 – напряжение аккумуляторных батарей, В; 6,3 – номинальный зарядный ток, А; УХЛ3.1 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69; “Кулон” – торговая марка. Условия эксплуатации Температура окружающей среды от минус 10 до 40°С. Относительная влажность воздуха 98% при температуре 25°С. Класс по степени защиты человека от поражения электрическим током II по ГОСТ 27570.0-87. Степень защиты от влаги – обычного исполнения по ГОСТ 27570.0-87. Устройство соответствует требованиям СМКИ. 436234.001 ТУ. СМКИ.436234.001 ТУ Технические характеристики Напряжение однофазной питающей сети, В – 220+22
Частота питающей сети, Гц – 50
Зарядный ток, А – 6,3+0,7
Зарядное напряжение, В – 14,4+0,4
Мощность, потребляемая от сети, Вт – 140
Испытательное напряжение изоляции, В – 3750
Габаритные размеры, мм – 88x197x215
Масса, кг, не более – 3,6
Устройство обеспечивает:
режим заряда с минимальным газовыделением (без бурного “кипения”
электролита), что позволяет заряжать необслуживаемые аккумуляторные
батареи; Конструкция и принцип действия Устройство (рисунок) выполнено в металлическом корпусе из легких сплавов, состоящем из литого основания, литой лицевой панели и штампованного кожуха. Рисунок Общий вид зарядно-выпрямительного устройства УЗ-А-12-6,3-УХЛ3.1 “Кулон” На лицевой панели расположены индикаторы: “СЕТЬ”, “ЗАРЯД” и “14,4 V”. На задней стенке расположен отсек для проводов, в котором находятся: сетевой шнур, соединительные провода с зажимами “+” и “-” и держатель с плавкой вставкой. лицевой панели устройства прикреплена ручка для переноса и установки его в рабочее положение. Для проведения работы необходимо: подключить, соблюдая полярность, зажимы соединительных проводов к зажимам АБ и включить устройство в сеть, при этом должны засветиться индикаторы “СЕТЬ” и “ЗАРЯД” на лицевой панели. Ток заряда автоматически поддерживается равным 6,3 А до того момента, когда напряжение на АБ станет равным 14,4 В. Затем ток заряда начнет снижаться и автоматически будет поддерживаться напряжение на зажимах АБ, равное 14,4 В. При этом будут светиться индикаторы “СЕТЬ”, “ЗАРЯД”, “14,4 V”, что свидетельствует о готовности АБ к установке на автомобиль. Если необходимо зарядить АБ до полной емкости, например, при установке ее на длительное хранение, необходимо продолжить заряд. Степень заряженности АБ определяют по плотности электролита. Заряд заканчивают, когда плотность электролита остается постоянной в течение 2-3 ч. После окончания работы необходимо: отключить устройство от сети, отключить зажимы устройства от АБ и тщательно протереть их чистой ветошью для предотвращения коррозии, свернуть без перекручивания соединительные провода и сетевой шнур и уложить их в укладочный отсек. Примечание. Если устройство используется для заряда АБ, эксплуатируемых на автомобиле в соответствии с ГОСТ 27570.28-91, необходимо, не включая устройство в сеть, подсоединить выходной провод к незаземленному зажиму, затем присоединить другой выходной провод к шасси вдали от АБ и топливной линии. Включить устройство в сеть. После окончания зарядки отсоединить питание, затем шасси и АБ. В комплект поставки входят: зарядно-выпрямительное устройство, плавкая вставка ВПТ6-10, 2А – 2 шт., руководство по эксплуатации.Центр комплектации «СпецТехноРесурс» |
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора: мастерим своими руками
Приобрести хороший аппарат не так просто по причине высокой стоимости, а подделок очень много. Для собственников транспортных средств наступление зимнего периода — настоящая пытка по той причине, что аккумуляторы начинают барахлить, выходят из строя. Часто по утрам можно встретить водителей, которые просят «прикурить», вот только не сигарету, а АКБ.
Можно возить с собой портативное зарядное устройство, но не все могут купить такую роскошь. Мобильное ЗУ стоит баснословные суммы, которые не по карману среднестатистическому человеку. О том, как найти выход из положения и что можно смастерить, рассмотрим ниже.
Немного об АКБАккумуляторная батарея необходима автомобилю для того, чтобы дать напряжение с показателем 12,0 Вольт при падении тока от генератора ниже 11,3 Вольт. При отсутствии процесса восстановления (дозарядки) АКБ на свинцовых стенках начинается процесс сульфатации, что приводит к короткому замыканию, потере ёмкости, выходу агрегата из строя.
Чаще всего процесс происходит в зимнее время при частом старте мотора. Вот почему механики настоятельно рекомендуют оставлять технику на ночлег в гараже или крытой стоянке.
Также раз в месяц нужно проводить подзарядку АКБ, а если проживаете в условиях с отрицательными температурами, то лучше два раза. Если вы действительно любите свой автомобиль, то снимите АКБ на ночь и оставьте его до утра в тёплом месте.
Подзарядку следует осуществлять постоянным током, величина которого всегда высчитывается по такой формуле: 0,1 от общей ёмкости батареи. Например, ёмкость АКБ равна 65А, значит, сила тока равна 6,5А.
Но, неоднократные исследования европейского и американского научных центров подтвердили тот факт, что чем меньше сила тока на подзарядке, тем медленнее происходит процесс сульфатации. Иными словами, чем меньше мы даём силу, тем дольше служит аккумулятор.
Автомеханики советуют оставлять батарею на длительный подзаряд на ночь в пределах 2–3 А, не более. Этого вполне будет достаточно для восстановления сил и длительного срока эксплуатации.
Существует и обратная сторона медали, она заключается в процессе десульфатации. То есть, процесс обратный сульфатации. Расписывать принцип его действия можно долго, но вкратце, это когда идёт систематическая перезарядка от стабильного тока.
Например, когда после восстановления заряда 12,8 или 13,3 Вольт, в батарею продолжает поступать ток. В итоге это приводит к закипанию АКБ, пластин, повышению плотности, химический состав электролита меняется, стенки — пластины рушатся.
Современные зарядные и зарядно-пусковые устройства оборудованы специальными датчиками.
Схемы простого зарядного устройства для аккумулятора автомобиляСразу отметим, что смастерить можно различной степени сложности зарядку, всё зависит от поставленных целей и мощностных показателей. Зарядное устройство (далее — ЗУ) понадобится каждый день, даже если батарея новая и мощная.
Жизненный пример: поставили машину, забыли выключить магнитолу на ночь, к утру АКБ разряжена. Запустить мотор с утра не получится.
И здесь следует различать: пуск силового агрегата проводится с полуоборота или нужно «маслать» долго и нудно. Это всё к тому, что от этого зависит степень заряда, который следует дать батареи.
Простейший пример: нужен источник постоянного тока с показателем 12 Вольт, а лучше от 12 до 24,5 В. Второй момент: строго ограниченное сопротивление. Подручное средство с такими характеристиками найти несложно.
Во многих семьях имеется портативная техника, цифровые гаджеты. Блок питания в самый раз, вот почему. Напряжение на выходе равно 19,5 вольт, сила тока равна 2,0 А. Внешний штекер — минус, внутренний — плюс.
Ограничителем напряжения может смело выступить автомобильная лампа накаливания. Более мощной перегружать не стоит, так как возможен сбой в работе блока питания.
Далее следует такая схема: входной разъем от блока в качестве минуса — лампа, как ограничитель сопротивления — плюсовая клемма батареи — плюс самого АКБ. В течение одного часа устройство подзарядится так, что силы тока достаточно будет для пуска мотора.
Нет блока питания или жалко использовать его не по назначению, тогда купите один раз выпрямительный диод. Изделие небольшое по размерам и много места не отнимет.
Смастерить ЗУ можно таким способом: снять непосредственно сам аккумулятор с транспортного средства. Создаём цепь, состоящую из точки — розетки (220В) — минусовая сторона диода — сторона со знаком плюс — ограничитель нагрузки — клемма АКБ со знаком минус — плюсовая клемма — вход в 220 В розетки.
Если нет под рукой автолампы, возьмите бытовую лампу на 220В. Достаточно будет 100 Ватт, но не менее. Сила тока будет равна половине ампера. Рассчитать это легко: напряжение умножаем на ток, и будет нам мощность.
За полную ночь такой подзарядки АКБ наберётся сил для прокрутки мотора налегке. Ну, а если вы додумаетесь совместить три лампы подряд, то увеличите силу тока ровно втрое.
Несмотря на такую простоту, неосторожное движение может привести серьёзным последствиям:
- перегорит блок питания;
- посыплются пластины от замыкания;
- прочие нежелательные моменты.
Элементарная схема обычного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора из блока питания выглядит так. Находим сам блок, читаем его величину напряжения, которая колеблется от 5 до 12 Вольт.
У каждой модели разный показатель. Вот на данном этапе многие совершают ошибку, когда не смотрят на показатель. Результат — созданное устройство работает нестабильно, показатели не соответствуют действительности.
Величина в 12 Вольт будет несколько маловата, нужно повысить её до уровня 15–16 Вольт. Сделать это можно с помощью подключения стороннего сопротивления в 1,0 кОм. В итоге, изменяем коэффициент передачи и повышаем выходное напряжение.
Самое сложное уже позади, теперь подключаем крокодилы, что это такое объяснять не стоит.
ЗУ трансформаторного типаЭтот вид наиболее распространённый в наше время, так как имеет выше класс безопасности, надёжности, простоты использования. Элементарная схема ЗУ состоит из трансформатора, выпрямительного моста, ограничителя сетевой нагрузки. Через цепь проходит ток большой величины и ограничитель должен быть надёжным и качественным.
Соблюдение безопасности- Любой вид ЗУ должен устойчиво располагаться на огнестойкой поверхности;
- обязательно применять индивидуальные средства защиты в виде перчаток, защитных очков, коврика под ноги;
- постоянный контроль во время процесса зарядки, хотя бы на начальном этапе тестирования самодельного устройства;
- проверять силу тока, напряжение, температуру оборудования. При сильном, нетипичном нагревании, отключить от цепи питания и дать остыть. Найти источник неполадки.
Автомобильные зарядные устройства. Схемы. Принцип работы.
Обзор распространённых автомобильных зарядных устройств. Принципиальные схемы. Назначение. Устройство. Возможные неисправности.
Зима. Мороз. Двигатель запускается тяжело. Резко возрастает нагрузка на аккумулятор. А за состоянием аккумулятора нужно следить: проверять и вовремя его заряжать. Летом АКБ редко когда приходится заряжать, часто хватает зарядки от генератора автомобиля, а зима — это время частого использования автомобильных зарядных устройств.
Рассмотрим некоторые модели зарядных устройств промышленного производства, выпускаемых раньше и наиболее часто используемых автомобилистами.
УСТРОЙСТВО ЗАРЯДНО-ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЕ БЫТОВОЕ ТИПА УЗС-П-12-6,3 УХЛ 3.1. «Электроника», «Электроника-М», «Электроника-И»
Устройство зарядно-выпрямительные с плавным регулированием стабилизированного тока зарядки предназначена для зарядки и подзарядки стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей типа 6 СТ (12В.) и 3 СТ (6 В.) ёмкостью до 60 А-ч в автоматическом и ручном режимах.
Разрешается заряжать батареи емкостью более 60 А-ч, но при этом ток зарядки не должен превышать 6,3 А!
12-вольтовая батарея может заряжаться как автоматическом, так и в ручном режимах, а 6-вольтовая батарея заряжается только в ручном режиме. Можно заряжать последовательно соединенные две 6-вольтовые батареи.
С помощью зарядного устройства можно определить полярность аккумуляторных батарей.
Устройство зарядное имеет электронную защиту от короткого замыкания при подключении его к аккумуляторной батарее, а также при ошибочной переполюсовки.
Технические характеристики зарядного устройстваТИПА УЗС-П-12-6,3 УХЛ 3.1. «Электроника», «Электроника-М», «Электроника-И»- Питание устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением (220±22) В и частотой 50 и 60 Гц.
- Максимальный ток зарядки — 6,3 А.
- Диапазон регулирования стабилизированного тока зарядки от 0,2 до 6,3 А.
- Номинальное напряжение заряжаемой батареи — 12 В.
Органы управления и индикации устройства зарядного выведены на лицевую панель:
- в устройстве зарядном «Электроника» стрелочный индикатор предназначен для индикации величины тока зарядки.
- в устройстве зарядном «Электроника–И» величина тока зарядки определяется по маркировке, нанесенной около светодиодного индикатора;
- в устройстве зарядном «Электроника-М» величина тока зарядки определяется по нанесенной на панели маркировке;
- регулятор предназначен для регулирования величины тока зарядки.
- индикаторы предназначены для определения режима работы устройства зарядного.
- кнопка КОНТРОЛЬ предназначена для контроля работоспособности и запуска устройства зарядного при подключении незаряженной емкостной нагрузки, а также слабозаряженной аккумуляторной батареи.
У зарядного устройства «Электроника–И» шаг индикации значения зарядного тока составляет :
- 0,5А – у12 разрядного индикатора тока;
- 1,0А – у 6 разрядного индикатора тока.
Порядок работы
Режим зарядки батарей согласно требованиям «Инструкции по эксплуатации» батарей аккумуляторных.
Устройство зарядное функционирует только с емкостной нагрузкой. Для запуска устройства зарядного, при подключении к устройству слабозаряженной аккумуляторной батареи или незаряженной емкостной нагрузки, необходимо нажимать кнопку КОНТРОЛЬ до включения устройства (до 1/3 секунд), что определяется включением индикатора.
В устройстве зарядном «Электроника – М» величина зарядного тока определяется по маркировке, нанесенной на панели, а также по яркости свечения индикатора. Отклонение величины тока зарядки от маркированного значения при номинальном значении напряжения питания не более ±0,5А. При зарядке аккумуляторной батареи с наличием сульфатации значение зарядного тока может отличаться от указанного.
Работа устройства зарядного при зарядке 12-вольтовой и 6-вольтовой аккумуляторных батарей в ручном режиме.Установите ручку регулятора в левое крайнее положение, переключатель на режим работы РУЧ.
Подключите к устройству зарядному с помощью кабеля нагрузки аккумуляторную батарею. Зажим со знаком «+» подключите к клемме «+» аккумуляторной батареи, со знаком «-» к клемме «-».
Включите устройство зарядное в сеть: должен включиться (загореться) индикатор, установите регулятором тока необходимую величину тока зарядки, при этом должен включиться (загореться) индикатор, сигнализирующий о протекании зарядного тока. Признаком окончания процесса зарядки является обильное газовыделение, кипение во всех элементах батареи, а также постоянство плотности электролита и напряжения на батарее в течение 2-3 часов.
Порядок работы при зарядке 12-вольтовой аккумуляторной батареи в автоматическом режиме.- Установите ручку регулятора в левое – крайнее положение. Подключите к устройству зарядному с помощью кабеля нагрузки аккумуляторную батарею. Зажим со знаком «+» подключите к клемме «+» аккумуляторной батареи, со знаком «-» к клемме «-».
- Включите устройство зарядное в сеть, при этом должен включиться индикатор.
- Установите ручкой регулятора необходимую величину зарядного тока, включается индикатор, переключатель на режим работы «АВТ». Стрелочный индикатор в устройстве зарядном «Электроника» показывает величину тока зарядки, далее наступает бестоковая пауза, индикатор отключается, а стрелка индикатора на нулевой отметке. После бестоковой паузы начинается процесс зарядки аккумуляторной батареи: зарядка-пауза-зарядка-пауза. Длительность бестоковой паузы зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи.
- Признаками окончания процесса зарядки являются длительные без токовые паузы, обильное газовыделение, а также постоянство плотности электролита и напряжения на аккумуляторной батарее.
- Для окончательной зарядки аккумуляторной батареи рекомендуем в конце процесса зарядки перейти на ручной режим.
ВНИМАНИЕ!
Стабилизация тока зарядки устройства зарядного в режиме «РУЧ» и в режиме «АВТ» не осуществляется при зарядке аккумуляторных батарей с наличием сульфатации электродной массы, с прорастанием сепараторов или их разрушением, с короблением электродов, с наличием вредных примесей в электролите. В большинстве случаев при этом происходит самопроизвольное неуправляемое снижение тока зарядки.
Порядок работы при определении состояния 12-вольтовой аккумуляторной батареи.
- Подключите к устройству зарядному с помощью кабеля нагрузки аккумуляторную батарею. Зажим со знаком «+» подключите к клемме «+» аккумуляторной батареи, со знаком «-» к клемме «-».
- Подключите устройство зарядное к сети. Установите ручкой регулятора необходимую величину тока зарядки, переключатель на режим работы «АВТ».
- Включается индикатор, а стрелочный индикатор в устройстве зарядном «Электроника» показывает величину тока зарядки, далее наступает бестоковая пауза, отключается индикатор, а стрелка индикатора на нулевой отметке. Проконтролируйте по индикаторам бестоковую паузу. Если бестоковая пауза длится (0,5-1) секунд, аккумуляторную батарею необходимо зарядить. Если бестоковая пауза длится (1-2) минуты, аккумуляторная батарея не требует зарядки.
- Описанный временной режим работы устройства может не совпадать при включении аккумуляторной батареи, отработавший свой гарантийный срок, а также при следующих отклонениях в аккумуляторной батарее:
- коррозия токоотводов положительных электродов;
- оплывание активной массы положительного электрода;
- коробление электродов;
- прорастание сепараторов или их разрушение;
- короткое замыкание между электродами различной полярности;
- необратимая сульфатация электродной массы, наличие вредных примесей в электролите.
Подключите зажимы зарядного устройства к клеммам аккумуляторной батареи, ручку регулятора тока установите в крайнее левое положение, переключатель на режим работы «РУЧ». Подключите устройство зарядное к сети. Поверните ручку регулятора тока по часовой стрелке. Если при этом включается индикатор, полярность клемм аккумулятора соответствует маркировке на зажимах кабеля нагрузки. Если индикатор не включается, поменяйте местами зажимы и произведите проверку повторно.
Ещё одна схема зарядного устройства «ЭЛЕКТРОНИКА»
Печатная плата зарядного устройства «ЭЛЕКТРОНИКА»
Схема пуско-зарядного устройства для автомобильного АКБ «ЭЛЕКТРОНИКА ЗП-01»
Другой вариант схемы «Электроника ЗП-01»:
Этот вариант, но перерисованый:
Устройство зарядное с автоматическим отключением УЗ-ПА-6/12-6,3-УХЛЗ.1
Устройство зарядное с автоматическим отключением УЗ-ПА-6/12-6,3-УХЛЗ-1 (в дальнейшем — устройство УЗ-ПА) предназначено для заряда 6 и 12-вольтовых стартерных аккумуляторных батарей, установленных на мотоциклах и автомобилях личного пользования. Перед началом эксплуатации устройства УЗ-ПА необходимо изучить руководство по эксплуатации, а также правила по уходу и эксплуатации аккумуляторной батареи. Устройство УЗ-ПА имеет плавную установку зарядного тока, электронную схему защиты, обеспечивающую сохранность аккумуляторной батареи при перегрузках, коротких замыканиях и неправильной полярности подключения выходных зажимов. При этом защита выполнена таким образом: что на выходе зарядный ток появляется только в случае, если к выходным зажимам подключен источник напряжения (аккумуляторная батарея).
Внимание. Данное устройство производит заряд при наличии напряжения на аккумуляторной батарее не менее 4-х вольт.
В устройстве отсутствует указанный на схеме переключатель SВ1 и кнопка на лицевой панели. Обнуление счетчика таймера происходит автоматически при включении устройства в сеть.
Устройство УЗ-ПА рассчитано на эксплуатацию в условиях умеренного климата при температуре окружающего воздуха от минус 10° С до плюс 40° С и относительной влажности до 98% при 25° С.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
| Напряжение питающей сети | (220±22) В |
| Частота сети | (50 ±0,5) Гц |
| Диапазон установки тока заряда | от 0,5 до 6,3 А |
| Переменное напряжение для питания переносной автомобильной лампы | (36 ±3) В |
| Автоматическое отключение от аккумуляторной батареи | через (10,5±1) ч |
| Габаритные размеры, не более | 240x175x85 мм |
| Масса, не более | 4,2 кг |
| Потребляемая мощность, не более | 145 Вт |
Устройство УЗ-ПА-6/12-6,3 и принцип работы
Устройство УЗ-ПА представляет собой выпрямитель, с плавной установкой тока. С выводов 3,6 сетевого трансформатора TV1 напряжение поступает на 2-х-полупериодный управляемый выпрямитель, выполненный на тиристорах VS1 и VS2. Выпрямленное напряжение подается на аккумуляторную батарею через контакты XI («плюс») и Х2 («минус»).
Для контроля величины тока заряда служит индикатор тока РА1.
Для отключения цепи заряда от аккумулятора через (10,5 ±1) ч, управления работой тиристоров и установки необходимого тока заряда служит схема, собранная на транзисторах VT1, VT4, VТ8, VТ9, VТ10 и интегральной схеме (ДД1).
На транзисторе VТ1 выполнен формирователь импульсов с частотой 50 Гц, на интегральной схеме ДД1 — счетчик с импульсов, на транзисторах VТ8 и VТ10 — делитель частоты на 2, на транзисторе VТ6 — управляемый генератор (стабилизатор) тока.
При этом необходимый ток заряда устанавливается потенциометром RP1.
Генератор управляющих импульсов выполнен на транзисторах VТЗ, VТ7. Транзистор VТ2 является усилителем этих импульсов по мощности.
На диоде VД1 выполнена схема защиты от короткого замыкания и переполюсовки выводов.
Схема на транзисторах VТ4 и VТ5 служит для переключения устройства в режим уменьшенного тока (через 6 — 8 часов ток уменьшится в 1,3 — 2,5 раза).
На диодах VД7 и VД8 собран выпрямитель питания схемы формирователя импульсов и счетчика.
Диоды VД5 и VД6 запрещают подачу импульсов на управляющий электрод тиристора в момент, когда к тиристору приложено обратное напряжение.
Для индикации включения сети и конца заряда служат светодиоды VД2 и VД13.
С выводов 3 и 6 силового трансформатора снимается переменное напряжение 36 В.
Конструктивно устройство состоит из нижнего и верхнего корпуса, лицевой панели, радиатора, печатной платы с радиоэлементами и силового трансформатора.
ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Устройство зарядное просто и надежно в эксплуатации. Однако, в практике имеются случаи, когда потребители из-за неправильного использования не могут получить необходимый зарядный ток и ошибочно считают это неисправностью зарядного устройства. Некоторые неисправности приведены в таблице ниже.
| Перечень возможных неисправностей и методы их устранения | ||||||
Наименование неисправностей, внешнее проявление и дополнительные признаки | Вероятная причина | Метод устранения | Примечание | |||
| 1. При подключении зарядного устройства к аккумуляторной батарее отсутствует показание зарядного тока | 1. Ручка недостаточно повернута по часовой стрелке | 1. Вращением ручки установить необходимый ток | ||||
| 2. Плохой контакт между выходными зажимами «+» и «-» и выводами аккумуляторной батареи | 2. Проверить состояние выводов. При необходимости зачистить их | |||||
| 3. Перепутана полярность при подключении зарядного устройства к выводам аккумуляторной батареи | 3. Проверить полярность и подключить согласно рис. 4 | |||||
| 4. Выходные зажимы «+» и «-» замыкаются между собой | 4. Разомкнуть зажимы | |||||
| 5. Короткое замыкание в аккумуляторной батарее или она чрезмерно разряжена, напряжение на ней менее 4В) | 5. Проверить аккумуляторную батарею, если устройство исправно | Проверить устройство следующим образом: подключить к выходным зажимам соблюдая полярность («+» к «+», «-» к «-») любой источник постоянного напряжения не менее 4 В (заведомо исправную аккумуляторную батарею или батарею из сухих элементов): вращая ручку проверить по амперметру наличие тока. Если ток заряда есть, то устройство исправно, неисправность следует искать в заряжаемой аккумуляторной батарее | ||||
| 2. При подключении зарядного устройства к аккумуляторной батарее стрелка амперметра зашкаливает | 1. Ручка выведена вправо до конца | 1. Установить ток вращением ручки против часовой стрелки | ||||
| 3. При включении зарядного устройства в сеть не горит светодиод СЕТЬ | 1. Сгорел предохранитель | 1. Заменить предохранитель | ||||
Другой похожий вариант схемы устройства зарядного автоматического «ЭЛЕКТРОНИКА»
Отличие от предыдущей схемы — добавление транзистора VT11 КТ315Г, ограничивающий максимальный ток устройства.
Устройство зарядно-разрядное УЗР-П-12/6-6,3-УХЛ3,1
На рисунке стрелками обозначены основные узлы схемы.
Назначение
Устройство зарядно-разрядное (УЗР) предназначено для заряда обычным и восстановительным режимом стартерных аккумуляторных батарей всех типов, применяемых в отечественных автомобилях, мотоциклах и мотороллерах, а также для питания низковольтной активной нагрузки.
В режиме восстановительного заряда УЗР обеспечивает восстановление структуры активных масс свинцового аккумулятора путем поляризации его электродов асимметричным током инфранизкой частоты, что позволяет снизить скорость коррозии решеток положительных пластин и увеличить срок службы аккумулятора на 20—40%.
Электронная схема зарядного устройства обеспечивает его защиту при несоответствии полярности подключаемых с аккумуляторной батарее зажимов, коротких замыканиях. А так же есть возможность плавно регулировать ток заряда от 0,1 до 6А, при входном напряжении 220 ±22 В.
Восстановительные заряды рекомендуется проводить:
- один раз в 3—4 месяца при малоинтенсивной эксплуатации аккумулятора;
- ежемесячно при длительной стоянке;
- до и после длительного бездействия;
- при введении в действие сухозаряженных аккумуляторов с просроченным сроком хранения.
Технические характеристики
- Номинальное напряжение питающей сети, В ~ 220;
- Номинальное напряжение заряжаемой аккумуляторной батареи, 6-12;
- Номинальный выпрямительный ток, А — 6,3;
- Максимальная потребляемая мощность, Вт не более — 160.
- Масса, кг, не более — 4,3 кг.
В восстановительном режиме работы:
- время протекания тока в прямом направлении, режим заряда — от 90 до 160 с.;
- время протекания тока в обратном направлении, режим разряда — от 9 до 24 с.
Принцип работы зарядно-разрядного устройства
Зарядно-разрядное устройство состоит из собственно зарядного устройства (ЗУ), обозначенного на схеме прямоугольником, и электронного узла управления. Питание узла управления осуществляется от аккумуляторной батареи. В качестве порогового элемента (компаратора), вырабатывающего сигнал при достижении напряжением на аккумуляторе значения свыше 14,2…14,5 В и при снижении до 10,5 В, используется интегральный таймер КР1006ВИ1 (микросхема DA1).
Ток зарядки устанавливают в соответствии с инструкцией по эксплуатации аккумуляторной батареи, т.е. равным 1/10 или 1/20 емкости батареи. Если зарядка идет без контроля оператора, следует обеспечить ограничение колебаний зарядного тока при возможных колебаниях сетевого напряжения.
Самый простой способ стабилизации тока — включение двух-трех параллельно соединенных автомобильных ламп мощностью 40… 50 Вт в разрыв одного из выходных проводов зарядного устройства. Такой же эффект может быть достигнут включением лампы напряжением 220 В и мощностью 200…300 Вт в разрыв одного из входных (сетевых) проводов ЗУ. Сопротивление вольфрамовой нити ламп накаливания возрастает с увеличением температуры, т.е. лампа обладает свойствами стабилизатора тока. Зарядный ток содержит дозированную разрядную составляющую, что благотворно сказывается на протекании электрохимических процессов в батарее. Разрядная составляющая тока протекает через резистор R 19 и транзистор VT3 и равна примерно 0,5 А.
В процессе зарядки напряжение на полюсных выводах аккумулятора плавно увеличивается. Известно, что напряжение полностью заряженной батареи составляет 14,2…14,5 В. Измерение этого напряжения следует производить в отсутствие зарядного тока, поскольку импульсы зарядного тока в зависимости от степени разряженности аккумуляторной батареи увеличивают мгновенное значение напряжения на ее зажимах на 1…3 В по сравнению с режимом, когда ток зарядки не протекает. Для обеспечения такого режима измерения в устройстве использованы элементы U1, R4, VT2. В режиме зарядки транзистор VT2 открыт.
Подробнее о работе этого зарядно-разрядного устройства Вы можете прочитать скоро в следующей статье.
Ещё один вариант автоматического зарядного устройства на двух счётчиках К176ИЕ12 и К176ИЕ8
На транзисторе VT6 КТ503Б собран формирователь импульсов для работы счётчиков (100 Гц).
Запускается зарядное устройство кнопкой «Пуск» после чего счётчики сбрасываются и начинается отчёт времени. По истечении заданного числа импульсов с выв 3 МС К176ИЕ8 логич. 0 сначала закрывается полевой транзистор VT5 (КП103Б), тем самым ограничивая ток зарядки. Затем после появления лог. 0 (сигнала закрытия) с выв.4 МС К176ИЕ8 закрывается VT4 (КП103Б), тем самым отключается зарядка АКБ. Через VT1, VT2, VT3 осуществляется регулировка управления тиристорами.
Зарядное устройство «КЕДР-АВТО»
Ниже приведены несколько схем зарядного устройства семейства «Кедр»
При написании статьи использовались руководства по эксплуатации вышеописанных устройств.
А. Зотов, Волгоградская обл.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Программа для расчёта времени выведения алкоголя из крови
- Ходовые огни своими руками
- Схема электропроводки ВАЗ-2110
Иногда мы выпиваем. Кто-то чаще, кто-то реже. По праздниками или…
А сколько выпить и через сколько мы уже трезвые? Когда можно садиться за руль? Сколько должно пройти времени?
Концентрация алкоголя в крови сильно влияет на управление автомобилем.
Подробнее…
Недавно в России ввели поправки в ПДД, одной из которых является: езда днём с включенным ближним светом фар, противотуманными фарами или дневными ходовыми огнями. Теперь нужно днём обязательно ездить со светом. Езда с включенным ближним светом или противотуманками дополнительно создаёт нагрузку на генератор, уменьшается срок службы ламп, а также увеличивается расход топлива (более 0,5 л на 100 км). Следовательно лучше ездить днём с включенными ходовыми огнями, светоизлучающим элементом которых являются светодиоды, которые потребляют гораздо меньше мощности чем лампы накаливания. Можно купить ДХО, а можно и сделать своими руками из подручных материалов.
Подробнее…
Схема электропроводки и поиск неисправностей
Одну из важных ролей в автомобиле играет электропроводка. От неё зависит правильна работа основных устройств и систем, а также автомобиля в целом. Сегодня рассмотрим принципиальные схемы электропроводки семейства ВАЗ-2110.
Подробнее…
Популярность: 170 727 просм.
Зарядное устройство Кулон 707d
Данное устройство приобрел, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и как блок питания.
Однако при первом знакомстве ждало разочарование:
Заявленные параметры не соответствуют действительным, а именно:
Дальнейшее исследование и разборка зарядного устройства выявила большое отсутствие элементов на печатной плате, что вероятно явилось следствием удешевления устройства.
Так на печатной плате предусмотрено три установочных места под фильтрующие конденсаторы, а задействовано только одно. Если руки есть можно все исправить.
Нет кнопки включения и отключения зарядного устройства, что вероятно так же явилось следствием удешевления схемы. Так в розетку 220В просто вставлять можно только приборы малой нагрузочной способности, например зарядные устройства от телефонов.
Сетевой шнур тонкий для такого источника напряжения, что так же явилось результатом удешевления конструкции.
Помню когда работал на производстве телевизоров, для снижения себестоимости товара мы использовали «жуткие» сетевые провода.
Свиду нормальной толщины, а когда распаиваешь, то каждая жила имеет по три волосинки, на вскидку диаметром 1-1.5 мм.
В качестве крепежных элементов используются само резы 100мм, что не хорошо, так как не позволит многократно разбирать конструкцию.
Зарядное устройство имеет вентилятор 40*40 мм, скорость вращения которого зависит от тока заряда.
В качестве радиаторов силовых транзистор используются алюминиевый лист, а как вы знаете подобная конструкция имеет низкую эффективность, чем ребристые радиаторы, не говоря уже о игольчатых.
Роторы регулировочных резисторов вращаются свободно и не зафиксированы. При перевозках в результате вибрации имеется вероятность, что положения их будут изменены, в результате чего рабочие параметры устройства также будут изменены
После регулировки напряжения и тока роторы подстроечных резисторов зафиксировал лаком.
Дальнейший поиск причины завышения минимального выходного напряжения выявило сопротивление, указано отверткой. Увеличив сопротивление резистора, можно понизить минимальное выходное напряжение.
Резюме:
Несмотря на значительное уплощение схему и немного завышенную цену рекомендую приобретать данное устройство.
Еще одним аргументом считаю необходимость поддержать Российского производителя.
А знаете почему Римская империя распалась? Потому, что в какой-то момент она стала «потреблять», так подержим нашего производителя, чтобы не стать «потребителями».
Документация на зарядное устройство Кулон 707d в формате pdf: 520 Kb
Еще один способ был найден устранения несоответствия паспортным данным минимального выходного напряжения зарядного устройства Кулон 707д.
Необходимо у переменного резистора сопротивлением 10 к отвечающего за регулировку выходного напряжения отпаять постоянное сопротивление 2.2 К и на его место припаять сопротивление 5.1к.
Причиной данного отклонения диапазона регулировки напряжения послужило неправильная установка номинала переменного резистора, необходимо 3.3 к, установлено 10к.
Вероятно при выпуске данной партии отсутствовал данный номинал переменных резисторов, возможно так же связанно с удешевлением конструкции, как не странно резисторы одного типа но разных номиналов отличаются по цене.
Учебное пособие по физике: разность электрических потенциалов
В предыдущем разделе Урока 1 было введено понятие электрического потенциала. Электрический потенциал – это зависящая от местоположения величина, которая выражает количество потенциальной энергии на единицу заряда в определенном месте. Когда кулон заряда (или любое заданное количество заряда) обладает относительно большим количеством потенциальной энергии в данном месте, то это место называется местом с высоким электрическим потенциалом.Точно так же, если кулон заряда (или любое заданное количество заряда) обладает относительно небольшим количеством потенциальной энергии в данном месте, то это место называется местом с низким электрическим потенциалом. Когда мы начнем применять наши концепции потенциальной энергии и электрического потенциала к цепям, мы начнем ссылаться на разницу в электрическом потенциале между двумя точками. Эта часть Урока 1 будет посвящена пониманию разности электрических потенциалов и ее применению к движению заряда в электрических цепях.
Рассмотрим задачу перемещения положительного испытательного заряда в однородном электрическом поле из точки A в точку B, как показано на схеме справа. При перемещении заряда против электрического поля из точки A в точку B над зарядом должна работать внешняя сила. Работа, проделанная с зарядом, изменяет его потенциальную энергию на более высокое значение; а объем проделанной работы равен изменению потенциальной энергии. В результате этого изменения потенциальной энергии также существует разница в электрическом потенциале между точками A и B.Эта разность электрических потенциалов представлена символом ΔV и формально называется разностью электрических потенциалов . По определению, разность электрических потенциалов – это разность электрических потенциалов (V) между конечным и начальным местоположениями, когда над зарядом выполняется работа по изменению его потенциальной энергии. В форме уравнения разность электрических потенциалов равна
.Стандартной метрической единицей измерения разности электрических потенциалов является вольт, сокращенно В и названный в честь Алессандро Вольта.Один вольт эквивалентен одному джоулю на кулон. Если разность электрических потенциалов между двумя точками составляет 1 вольт, то один кулоновский заряд получит 1 джоуль потенциальной энергии при перемещении между этими двумя точками. Если разность электрических потенциалов между двумя местоположениями составляет 3 вольта, то один кулон заряда получит 3 джоуля потенциальной энергии при перемещении между этими двумя местоположениями. И, наконец, если разность электрических потенциалов между двумя местоположениями составляет 12 вольт, то один кулон заряда получит 12 джоулей потенциальной энергии при перемещении между этими двумя местоположениями.Поскольку разность электрических потенциалов выражается в вольтах, ее иногда называют напряжением .
Разность электрических потенциалов и простые схемы
Электрические цепи, как мы увидим, все связаны с движением заряда между различными местами и соответствующими потерями и увеличением энергии, которые сопровождают это движение. В предыдущей части Урока 1 концепция электрического потенциала была применена к простой электрической цепи с батарейным питанием.В этом обсуждении было объяснено, что необходимо проделать работу с положительным тестовым зарядом, чтобы переместить его через ячейки от отрицательного вывода к положительному выводу. Эта работа увеличит потенциальную энергию заряда и, таким образом, увеличит его электрический потенциал. Когда положительный тестовый заряд перемещается через внешнюю цепь от положительного вывода к отрицательному выводу, он уменьшает свою электрическую потенциальную энергию и, таким образом, имеет низкий потенциал к тому времени, когда он возвращается к отрицательному выводу.Если в цепи используется 12-вольтовая батарея, то каждый кулон заряда получает 12 джоулей потенциальной энергии при прохождении через батарею. Точно так же каждый кулон заряда теряет 12 джоулей электрической потенциальной энергии при прохождении через внешнюю цепь. Потеря этой электрической потенциальной энергии во внешней цепи приводит к увеличению световой энергии, тепловой энергии и других форм неэлектрической энергии.
С четким пониманием разности электрических потенциалов, роли электрохимической ячейки или совокупности ячеек (т.е., аккумулятор) в простой схеме можно правильно понять. Ячейки просто поставляют энергию для работы с зарядом, чтобы переместить его от отрицательного вывода к положительному. Предоставляя энергию для заряда, элемент может поддерживать разность электрических потенциалов на двух концах внешней цепи. Как только заряд достигнет клеммы с высоким потенциалом, он естественным образом потечет по проводам к клемме с низким потенциалом. Движение заряда по электрической цепи аналогично движению воды в аквапарке или движению американских горок в парке развлечений.В каждой аналогии необходимо проделать работу на воде или на американских горках, чтобы переместить ее из места с низким гравитационным потенциалом в место с высоким гравитационным потенциалом. Когда вода или американские горки достигают высокого гравитационного потенциала, они естественным образом движутся вниз обратно в место с низким потенциалом. Для водных прогулок или американских горок задача по подъему автомобилей с водой или горками до высокого потенциала требует энергии. Энергия подается водяным насосом с приводом от двигателя или цепью с приводом от двигателя.В электрической цепи с батарейным питанием элементы служат в качестве зарядного насоса для подачи энергии на заряд, чтобы поднять его из положения с низким потенциалом через элемент в положение с высоким потенциалом.
Часто удобно говорить об электрической цепи, такой как простая схема, обсуждаемая здесь, как о состоящей из двух частей – внутренней цепи и внешней цепи. Внутренняя цепь – это часть цепи, в которой энергия подается на заряд.Для простой схемы с батарейным питанием, о которой мы говорили, часть схемы, содержащая электрохимические элементы, является внутренней схемой. Внешняя цепь – это часть схемы, в которой заряд движется за пределы ячеек по проводам на своем пути от клеммы с высоким потенциалом к клемме с низким потенциалом. Движение заряда по внутренней цепи требует энергии, поскольку это движение вверх по в направлении, которое составляет против электрического поля .Движение заряда по внешней цепи является естественным, поскольку это движение в направлении электрического поля. Когда на положительном выводе электрохимической ячейки, положительный тестовый заряд имеет высокое электрическое давление , точно так же, как вода в аквапарке находится под высоким давлением после того, как ее перекачивают на вершину водной горки. Находясь под высоким электрическим давлением, положительный испытательный заряд самопроизвольно и естественным образом перемещается по внешней цепи в место с низким давлением и низким потенциалом.
Когда положительный тестовый заряд проходит через внешнюю цепь, он встречает различные типы элементов схемы. Каждый элемент схемы служит устройством преобразования энергии. Лампочки, двигатели и нагревательные элементы (например, в тостерах и фенах) являются примерами устройств преобразования энергии. В каждом из этих устройств электрическая потенциальная энергия заряда преобразуется в другие полезные (и бесполезные) формы. Например, в лампочке электрическая потенциальная энергия заряда преобразуется в световую энергию (полезная форма) и тепловая энергия (бесполезная форма).Движущийся заряд воздействует на лампочку, производя две разные формы энергии. При этом движущийся заряд теряет свою электрическую потенциальную энергию. При выходе из элемента схемы заряд находится под меньшим напряжением. Место непосредственно перед входом в лампочку (или любой элемент схемы) является местом с высоким электрическим потенциалом; и место сразу после выхода из лампочки (или любого элемента схемы) – это место с низким электрическим потенциалом. Ссылаясь на диаграмму выше, местоположения A и B являются местоположениями с высоким потенциалом, а местоположения C и D – местоположениями с низким потенциалом.Потеря электрического потенциала при прохождении через элемент схемы часто упоминается как падение напряжения . К тому времени, когда положительный тестовый заряд возвращается к отрицательному выводу, он находится под 0 вольт и готов к повторному включению и откачке обратно к положительному выводу высокого напряжения.
Диаграммы электрических потенциаловДиаграмма электрических потенциалов – удобный инструмент для представления разностей электрических потенциалов между различными точками электрической цепи.Ниже показаны две простые схемы и соответствующие им диаграммы электрических потенциалов.
В цепи A есть D-элемент на 1,5 В и одна лампочка. В цепи B есть 6-вольтовая батарея (четыре 1,5-вольтовых D-элемента) и две лампочки. В каждом случае отрицательный полюс батареи является положением 0 В. Положительный полюс батареи имеет электрический потенциал, равный номинальному напряжению батареи. Аккумулятор заряжает , перекачивает его от клеммы низкого напряжения к клемме высокого напряжения.Таким образом батарея создает разность электрических потенциалов на двух концах внешней цепи. Находясь на под электрическим давлением , заряд теперь будет перемещаться по внешней цепи. Поскольку его электрическая потенциальная энергия преобразуется в энергию света и тепловую энергию в местах расположения лампочек, заряд снижает свой электрический потенциал. Общее падение напряжения на внешней цепи равно напряжению батареи, когда заряд перемещается от положительного вывода обратно до 0 вольт на отрицательном выводе.В случае контура B во внешней цепи есть два падения напряжения, по одному на каждую лампочку. Хотя величина падения напряжения в отдельной лампочке зависит от различных факторов (которые будут обсуждены позже), совокупное падение напряжения должно равняться 6 вольтам, полученным при прохождении через батарею.
Разность электрических потенциалов на двух вставках бытовой электросети зависит от страны.Используйте виджет Household Voltages ниже, чтобы узнать значения напряжения в домашних условиях для различных стран (например, США, Канады, Японии, Китая, Южной Африки и т. Д.).
Проверьте свое понимание
1. Перемещение электрона в электрическом поле изменило бы ____ электрона.
а. масса офб. сумма заряда нац.потенциальная энергия
2. Если бы электрическая цепь была аналогична водной цепи в аквапарке, то напряжение батареи было бы сопоставимо с _____.
а. скорость, с которой вода течет через контург. скорость, с которой вода течет по контуру
г. расстояние, на котором вода протекает через контур
г. давление воды между верхом и низом контура
e.помеха, вызванная препятствиями на пути движущейся воды
3. Если бы электрическая цепь в вашем Walkman была аналогична водной цепи в аквапарке, тогда батарея была бы сопоставима с _____.
а. люди, которые сползают с возвышенности на землюг. препятствия, стоящие на пути движущейся воды
г. насос, перекачивающий воду с земли на возвышения
г.трубы, по которым течет вода
e. расстояние, на котором вода протекает через контур
4. Что из нижеперечисленного относится к электрической схеме вашего фонарика?
а. Заряд движется по контуру очень быстро – почти со скоростью света.г. Аккумулятор поставляет заряд (электроны), который движется по проводам.
г.Батарея обеспечивает заряд (протоны), который движется по проводам.
г. Заряд расходуется по мере прохождения через лампочку.
e. Батарея подает энергию, повышающую уровень заряда от низкого до высокого напряжения.
ф. … ерунда! Ничего из этого не соответствует действительности.
5. Если аккумулятор обеспечивает высокое напряжение, он может ____.
а. делать много работы в течение своего срока службыг. много работать над каждым обнаруженным зарядом
г. протолкнуть много заряда через цепь
г. длиться долго
На схеме внизу справа показана лампочка, подключенная проводами к + и – клеммам автомобильного аккумулятора. Используйте диаграмму, чтобы ответить на следующие четыре вопроса.
6. По сравнению с точкой D, точка A имеет _____ электрический потенциал.
а. 12 В выше вг. 12 В ниже в
г. точно такой же
г. … невозможно сказать
7. Электрическая потенциальная энергия заряда равна нулю в точке _____.
8. Требуется энергия для перемещения положительного тестового заряда ___.
а. через провод из точки А в точку Бг. через лампочку из точки B в точку C
г. по проводу от точки C до точки D
г. через батарею из точки D в точку A
9. Энергия, необходимая для перемещения +2 C заряда между точками D и A, составляет ____ Дж.
а. 0,167b. 2.0c. 6.0d. 12e. 24
10.Следующая схема состоит из D-ячейки и лампочки. Используйте символы>, <и = для сравнения электрического потенциала в точках A и B и от C до D. Укажите, добавляют ли устройства энергию к заряду или удаляют ее.
11. Используйте свое понимание математической взаимосвязи между работой, потенциальной энергией, зарядом и разностью электрических потенциалов, чтобы заполнить следующие утверждения:
а.9-вольтовая батарея увеличит потенциальную энергию заряда в 1 кулон на ____ джоулей.г. 9-вольтовая батарея увеличит потенциальную энергию 2 кулонов заряда на ____ джоулей.
г. 9-вольтовая батарея увеличит потенциальную энергию заряда 0,5 кулонов на ____ джоулей.
г. Аккумулятор ___-вольт увеличит потенциальную энергию 3 кулонов заряда на 18 джоулей.
e. Аккумулятор ___-вольт увеличит потенциальную энергию 2 кулонов заряда на 3 джоуля.
ф. Батарея на 1,5 В увеличит потенциальную энергию заряда ____ кулонов на 0,75 джоулей.
г. 12-вольтовая батарея увеличит потенциальную энергию ____ кулонов заряда на 6 джоулей.
Электрический заряд и ток – Электрические цепи – Edexcel – GCSE Combined Science Revision – Edexcel
Существует два типа тока – постоянный и переменный.В постоянном токе поток электронов последовательно идет в одном направлении по цепи, в переменном токе направление потока электронов постоянно меняется на противоположное.
Charge
Электроны – это отрицательно заряженные частицы, которые передают энергию по проводам в виде электричества.
Заряд – это свойство тела, на которое действует сила в электрическом поле. Заряд измеряется в кулонах (С).
Поскольку электроны настолько малы, и один электрон никуда не повлияет, более полезно обращаться к большим группам электронов.Один кулон заряда эквивалентен 6 250 000 000 000 000 000 электронов.
Ток
В замкнутой цепи, которая включает в себя источник разности потенциалов (напряжения), по цепи будет протекать ток.
Электрический ток в металле – это поток электронов.
Когда ток течет, выполняется электрическая работа и передается энергия. Количество заряда, проходящего через точку в цепи, можно рассчитать по формуле:
заряд = ток × время
\ [Q = I \ times t \]
Это когда:
- заряд ( Q ) измеряется в кулонах (C)
- ток ( I ) измеряется в амперах (A)
- время ( t ) измеряется в секундах (с)
Один ампер – это ток, который течет, когда один кулон заряда проходит точку в цепи за одну секунду.
«Амперы» – это сокращение от «амперы», единица измерения тока (также сокращенно «А»), но символ «ток» – «I».
Пример
Ток 1,5 А (А) протекает через простую электрическую цепь.
Сколько кулонов заряда проходит через точку за 60 секунд?
\ [Q = I \ times t \]
\ [Q = 1,5 \ times 60 \]
\ [Q = 90 \\ C \]
- Вопрос
Сколько заряда переместилось, если ток 13 А течет за 10 с?
- Показать ответ
\ [Q = I \ times t \]
\ [Q = 13 \ times 10 \]
\ [Q = 130 \\ C \]
- Вопрос
Сколько тока протекает, когда 10 C проходит по проводу за 2 с?
- Показать ответ
\ [Q = I \ times t \]
\ [I = \ frac {Q} {T} \]
\ [I = \ frac {10} {2} \]
\ [I = 5 \: A \]
Измерительный ток
Ток измеряется с помощью амперметра.Чтобы измерить ток через компонент, амперметр должен быть установлен последовательно с этим компонентом.
Калькулятор времени зарядки аккумулятора и тока в мА
Сколько времени нужно, чтобы зарядить аккумулятор?
Формула для расчета времени зарядки аккумуляторов:
ч = мАч / мА
« часов » равно « ёмкость аккумулятора в миллиампер-часах », разделенная на « выходная мощность зарядного устройства в миллиамперах »
(потребность Более подробная информация Формула начисления платы подробно объясняется с примерами ниже.)
Зарядка аккумуляторных батарей.
Введите в калькулятор номер емкости вашего аккумулятора , обычно он может быть красным на корпусе аккумулятора, например 1700 мАч (миллиампер-часы). Затем выберите тип / размер батареи в левом столбце (NiMH – NiCd – AAA – AA – C – D – 9 В (9 В)), а в правой части выберите выходной ток (выходная электрическая мощность) вашего зарядного устройства в мА ( миллиамперы).
Введите значение емкости только одной батареи.Без изменения результата по часам / мА можно заряжать 1-4 батареи.
Вы можете выбрать и использовать батареи определенного / особого размера в нижней части поля, а затем, при необходимости, установить другой выходной ток от зарядного устройства, выбрав ток 1 мА и умножив результат в обратном направлении – фактически разделив на существующее текущее значение, при котором работает ваше зарядное устройство.
Перезарядка аккумуляторов 9 В
Контроль времени для зарядки обычных аккумуляторов 9 В (никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы 9 В.Таймер занимает больше времени, потому что они могут заряжаться только при гораздо более низком уровне тока 0,1C или 1 / 10C (мАч / 10 = время зарядки в часах) от их значения емкости мАч. Обычно от 30 мА до 100 мА в зависимости от емкости аккумулятора 9 В в мАч. С этим все еще приятно мириться, учитывая, что 9-вольтовые неперезаряжаемые батареи стоят руки и ноги, но это не обязательно.
Капельная зарядка, метод непрерывной зарядки
Это делается с очень низким зарядным током, чтобы батарея или батареи постоянно оставались живыми, как и в случае с аккумуляторным блоком беспроводного телефона, который устанавливается в базу станции.
Давайте рассмотрим примеры жизни / зарядки в режиме реального времени , но прежде все же вкратце изложим теорию, чтобы убрать с пути некоторую практическую терминологию.
Общепринятые сокращения – символы – префиксы
Международные аббревиатуры, которые могут встретиться при использовании батарей и их чейнджеров:
- никель-металлогидрид (элемент) – NiMH
- никель-кадмиевый аккумулятор (элементы) – NiCd
- Аккумулятор 9 В – 9 В – 9 В
- миллиампер-час – миллиампер-час – мАч – мАч – мАч
- миллиампер – мА (1/1000 ампер | 1 А = 1000 мА)
- Ампер – А (измерение количества электрического заряда)
- ток или емкость аккумулятора – C
- час – час – час
- часов – часов
Как рассчитать время зарядки аккумулятора вручную?
Формула для ручного расчета процессов зарядки аккумуляторов
Аккумуляторы размера AAA – AA – C – D:
часов (время зарядки) равно 12 x Ahr = часам ИЛИ 12/1000 x mAh = часам
(12/1000 x мАч = часы зарядки)
Пример расчетов по этой ручной формуле; рассчитать время зарядки для 2400 мАч NiMH AA типоразмера 1.Аккумуляторные батареи 2 В с зарядным устройством на 100 мА и, во-вторых, с зарядным устройством с выходным током на 350 мА в 3,5 раза более мощным:
Зарядное устройство 100 мА :
12: 1000 = 0,012
0,012 x 2400 = 28,8 (часов)
Требуется 28,8 часов (28 часов 48 минут) для зарядки или перезарядки аккумуляторов емкостью 2400 мАч с зарядным устройством с токовым выходом 100 мА .
Зарядное устройство 350 мА :
12: 1000 = 0,012
0,012 x 2400 = 28,8
28.8: 3,5 = 8,2 (часов)
Зарядка или перезарядка аккумуляторов на 2400 мАч с помощью зарядного устройства с токовым выходом 350 мА занимает 8,2 часа (8 часов 12 минут).
Вот второй пример того, сколько времени нужно заряжать батареи, но на этот раз для зарядки никель-металлгидридных аккумуляторов 1800 мАч 1,2 В типа aa и с такими же зарядными устройствами:
Зарядное устройство 100 мА :
12: 1000 = 0,012
0,012 x 1800 = 21,6 (час)
Зарядка или перезарядка аккумуляторов емкостью 1800 мАч с зарядным устройством с токовым выходом 100 мА занимает 21,6 часа (21 час 36 минут). .
Зарядное устройство 350 мА :
12: 1000 = 0,012
0,012 x 1800 = 21,6
21,6: 3,5 = 6,2 (часов)
Всего для зарядки или перезарядки аккумуляторов 1800 мАч требуется 6,2 часа (6 часов 12 минут). зарядное устройство с выходным током 350 мА.
Перезаряжаемые батареи 9 В (9 В):
часов соответствует аккумулятору мАч / 10 (мАч / 10 = часов)
Основы
время зарядки аккумулятора = емкость аккумулятора / выходной ток зарядки зарядного устройства
ч = мАч / мА
Поиск страниц при преобразовании в с помощью системы пользовательского поиска Google в Интернете
Как заряжать аккумуляторы? Рассчитайте время, необходимое для полной зарядки аккумулятора с помощью зарядных устройств для аккумуляторов с определенным выходным током.
Для онлайн-сотрудничества с целью улучшения калькулятора времени зарядки аккумулятора и тока в мА | Перевести в единицы и кулинарные меры. , запросы на новые модули или дополнения веб-инструментов, отправьте свой отзыв.
Параметры заряда и разряда батареи
Ключевой функцией батареи в фотоэлектрической системе является обеспечение энергией, когда другие источники энергии недоступны, и, следовательно, батареи в фотоэлектрических системах будут испытывать непрерывные циклы зарядки и разрядки.На все параметры аккумулятора влияет цикл зарядки и перезарядки аккумулятора.
Состояние заряда аккумулятора (BSOC)
Ключевым параметром батареи, используемой в фотоэлектрической системе, является состояние заряда батареи (BSOC). BSOC определяется как доля общей энергии или емкости батареи, которая была использована по сравнению с общей доступной от батареи.
Уровень заряда батареи (BSOC или SOC) показывает отношение количества энергии, хранящейся в настоящее время в батарее, к номинальной номинальной емкости.Например, для батареи с 80% SOC и емкостью 500 Ач энергия, запасенная в батарее, составляет 400 Ач. Распространенным способом измерения BSOC является измерение напряжения батареи и сравнение его с напряжением полностью заряженной батареи. Однако, поскольку напряжение аккумулятора зависит от температуры, а также от состояния заряда аккумулятора, это измерение дает лишь приблизительное представление о состоянии заряда аккумулятора.
Глубина разряда
Во многих типах батарей полная энергия, накопленная в батарее, не может быть извлечена (другими словами, батарея не может быть полностью разряжена) без серьезного и часто непоправимого повреждения батареи.Глубина разряда (DOD) батареи определяет долю энергии, которая может быть снята с батареи. Например, если DOD батареи указан производителем как 25%, то только 25% емкости батареи может быть использовано нагрузкой.
Почти все батареи, особенно для возобновляемых источников энергии, имеют номинальную емкость. Однако фактическая энергия, которая может быть извлечена из аккумулятора, часто (особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов) значительно меньше номинальной емкости.Это происходит потому, что, особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов, извлечение из аккумулятора полной емкости резко сокращает срок службы аккумулятора. Глубина разряда (DOD) – это доля емкости аккумулятора, которая может быть использована от аккумулятора, и указывается производителем. Например, аккумулятор на 500 Ач с DOD 20% может обеспечить только 500 Ач x 0,2 = 100 Ач.
Суточная глубина разряда
Помимо указания общей глубины разряда, производитель аккумуляторов обычно также указывает суточную глубину разряда.Суточная глубина разряда определяет максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из батареи за 24 часа. Обычно в крупномасштабной фотоэлектрической системе (например, для удаленного дома) размер аккумуляторной батареи по своей природе такой, что суточная глубина разряда не является дополнительным ограничением. Однако в небольших системах, которые имеют относительно несколько дней хранения, может потребоваться рассчитать суточную глубину разряда.
Скорость зарядки и разрядки
Распространенный способ определения емкости батареи – указать емкость батареи как функцию времени, которое требуется для полной разрядки батареи (обратите внимание, что на практике батарея часто не может быть полностью разряжена).Обозначение для определения емкости батареи таким образом записывается как Cx, где x – время в часах, которое требуется для разряда батареи. C10 = Z (также записывается как C10 = xxx) означает, что емкость аккумулятора равна Z, когда аккумулятор разряжается за 10 часов. Когда скорость разрядки уменьшается вдвое (а время, необходимое для разрядки аккумулятора, увеличивается вдвое до 20 часов), емкость аккумулятора возрастает до Y. Скорость разрядки при разрядке аккумулятора за 10 часов определяется путем деления емкости на время.Следовательно, C / 10 – это тариф заряда. Это также может быть записано как 0,1C. Следовательно, спецификация C20 / 10 (также обозначаемая как 0,1C20) – это скорость заряда, полученная, когда емкость батареи (измеренная, когда батарея разряжается за 20 часов) разряжается за 10 часов. Такие относительно сложные обозначения могут возникнуть, когда в течение коротких периодов времени используются более высокие или более низкие тарифы.
Скорость зарядки в амперах выражается в количестве заряда, добавляемого к аккумулятору за единицу времени (т.е.е., Кулон / сек, что является единицей измерения ампер). Скорость заряда / разряда может быть указана напрямую, задавая ток – например, аккумулятор может заряжаться / разряжаться при токе 10 А. Однако более часто скорость заряда / разряда задается путем определения количества времени, необходимого для полностью разрядите аккумулятор. В этом случае скорость разряда определяется как емкость аккумулятора (в Ач), деленная на количество часов, необходимое для зарядки / разрядки аккумулятора. Например, аккумулятор емкостью 500 Ач, который теоретически разряжается до напряжения отключения за 20 часов, будет иметь скорость разряда 500 Ач / 20 ч = 25 А.Кроме того, если аккумуляторная батарея 12 В, то мощность, подаваемая на нагрузку, составляет 25 А x 12 В = 300 Вт. Обратите внимание, что аккумулятор разряжен до максимального уровня только «теоретически», поскольку большинство практичных аккумуляторов не могут быть полностью разряжены без повреждения аккумулятора или сокращения срока его службы.
Режимы зарядки и разрядки
Каждый тип батареи имеет определенный набор ограничений и условий, связанных с режимом зарядки и разрядки, и многие типы аккумуляторов требуют определенных режимов зарядки или контроллеров заряда.Например, никель-кадмиевые батареи перед зарядкой должны быть почти полностью разряжены, в то время как свинцово-кислотные батареи никогда не должны разряжаться полностью. Кроме того, напряжение и ток во время цикла зарядки будут разными для каждого типа аккумулятора. Как правило, зарядное устройство или контроллер заряда, предназначенные для одного типа аккумулятора, не могут использоваться с другим типом.
LTC4150 Руководство по подключению кулоновского счетчика
Добавлено в избранное Любимый 4Считай кулоны
Если вы немного работали со схемами, вы, вероятно, знаете, что вы можете измерить ток, используемый схемой, с помощью амперметра (или, что более вероятно, мультиметра для настройки усилителя), и что это полезная информация.
Посмотрите на витрину продукта на 1:26
Мгновенное потребление тока определенно полезно, но иногда вам нужно отслеживать совокупное потребление тока , особенно когда вы пытаетесь определить, сколько энергии осталось в батарее. Срок службы батареи легко предсказать для схемы, которая использует постоянный ток, но все становится намного сложнее, когда схема выполняет разные действия в разное время, например, зажигает светодиоды.
Рассмотрим спидометр и одометр в автомобиле. Спидометр похож на амперметр – он показывает вашу мгновенную скорость, что полезно знать, но он не может сказать вам, как далеко вы ушли, если вы постоянно не отслеживаете ее. Это работа одометра; он постоянно отслеживает вашу скорость, накапливает ее с течением времени и сообщает вам, как далеко вы проехали.
Счетчик кулонов похож на одометр для текущего . Он постоянно контролирует ток, который использует ваша схема, складывает его и выдает импульс каждый раз, когда использовалось заданное количество ампер-часов.С каждым импульсом вы также получаете сигнал «полярности», который сообщает вам, в каком направлении течет ток (отлично подходит для аккумуляторных батарей!). Подсчитывая импульсы и направление, вы можете вести точный подсчет того, сколько мощности ваша схема снимает с батареи (или возвращает обратно). Если вы начнете с полностью заряженной батареей, вы всегда будете точно знать, сколько ее осталось! Аккуратно, а?
Рекомендуемая литература:
Основные сведения об аккумуляторах
Прежде чем говорить о кулонах, поговорим немного о батареях.
Когда вы покупаете аккумулятор в SparkFun (или где-либо еще), вы решаете, какой из них вам нужен, основываясь на двух важных числах:
Один из них – сколько вольт обеспечивает батарея. Вы, конечно, захотите выбрать батарею, которая соответствует требованиям вашего проекта (слишком большое или слишком маленькое напряжение – это плохо). Обычно мы рекомендуем конкретный аккумулятор, например, два элемента AA на 1,5 В для нашей игры Simon.
Другое число – , емкость батареи, или насколько она «большая».Чем выше емкость, тем дольше будет работать ваш проект. Батареи большей емкости больше и тяжелее, чем меньшие, поэтому вам нужно будет найти компромисс между размером и весом и временем работы – вы можете использовать батареи AA для более портативного проекта, даже если они не прослужат так долго, как D батарейки бы.
Мы измеряем емкость батареи в миллиампер-часах (мАч), для маленьких батарей, или ампер-часах (Ач), для больших. Это число указывает теоретическое количество тока, , которое батарея может обеспечить за один час до того, как разрядится.
Например, все эти щелочные батареи имеют одинаковое напряжение (1,5 В), но разную емкость:
- D: 12000 мАч
- C: 8000 мАч
- AA: 2700 мАч
- AAA: 1200 мАч
Батарея AAA, показанная выше, имеет емкость 1200 мАч, что означает, что она может обеспечить 1,5 В при 1200 мА (1,2 А) в течение одного часа. Но это только ток, который он может обеспечить на на один час. С таким же успехом он может предоставить:
- 600 мА в течение двух часов (600 мА = 1200 мАч / 2 ч)
- 300 мА в течение четырех часов (300 мА = 1200 мАч / 4 ч)
- 150 мА в течение 8 часов (150 мА = 1200 мАч / 8 ч) и т. Д.
И наоборот, в зависимости от типа используемой батареи, может быть возможно получить:
- 2400 мА в течение получаса (2400 мА = 1200 мАч / 0,5 ч)
- 4800 мА в течение 15 минут (4800 мА = 1200 мАч / 0,25 часа)
- 72000мА (72А !!!) за 1 минуту! (72000 мА = 1200 мАч / (1/60 ч))
На самом деле химические вещества в батарее могут реагировать только с определенной скоростью, поэтому вы не можете получить неограниченное количество энергии даже на короткое время. Однако LiPo-аккумуляторы с высокой степенью разряда без схемы защиты МОГУТ разряжать головокружительное количество энергии в течение нескольких минут, и именно по этой причине используются в моделях самолетов.
Если вы хотите узнать, на сколько хватит заряда батареи, вычислить легко:
Чтобы определить ток, который может обеспечить полная батарея в течение заданного количества часов, разделите общую емкость на часы:
1200 мАч / 10 часов = 120 мА
Чтобы определить, сколько заряда хватит на полную батарею при заданном потреблении тока, разделите общую емкость на потребляемый ток в вашем проекте:
1200 мАч / 50 мА = 24 часа
Что такое кулон?
Шарль Огюстен де Кулон, 1736–1806
кулонов (как и у большинства устройств, названных в честь людей, имя пишется строчными буквами, если вы специально не говорите об этом человеке), определяется как один ампер на одну секунду :
1A x 1с = 1C
Поскольку в часе 3600 секунд, один ампер-час равен 3600 кулонам:
1Ah = 3600C
Как LTC4150 измеряет кулоны?
LTC4150 имеет выходной контакт, называемый прерыванием, или сокращенно INT (строка над названием указывает, что это сигнал «активного низкого уровня»).Эта линия обычно имеет высокий уровень, но будет пульсировать с низким уровнем каждый раз, когда через устройство проходит 0,614 кулонов (что также составляет 0,1707 миллиампер-часов или 0,0001707 ампер-часов):
1 INT = 0,614439C
1 INT = 0,1707 мАч
1 ИНТ = 0,0001707Ач
Или, если посмотреть с другой стороны, вы получите 5859 «тиков» INT за каждый ампер-час:
5859 ИНТ = 1 Ач
Отслеживание заряда аккумулятора
Как известно, емкость аккумулятора измеряется в мАч (миллиампер-часах) или Ач (ампер-часах).Если ваша батарея вмещает 1 ампер-час , когда она полная, вы можете непрерывно потреблять 1 ампер от нее в течение за один час , прежде чем она разрядится. Вы также можете использовать 1/2 А в течение двух часов или 2 А в течение 1/2 часа и т. Д.
Поскольку он измеряет ампер-часы, когда вы их используете, счетчик кулонов позволяет очень легко отслеживать состояние заряда аккумулятора (насколько он заряжен):
Во-первых, предполагая, что вы начинаете с полностью заряженной батареей, установите переменную на начальное состояние заряда вашей батареи (например,грамм. 1000,0 мАч).
Слушайте «тиковые» (низкие) сигналы от вывода INT.
Каждый раз, когда вы обнаруживаете тик, проверяйте сигнал направления и прибавляйте или вычитайте указанное выше значение мАч (0,1707 мАч) на тик к переменной состояния батареи.
Прибыль!
Как мы видели в предыдущем разделе, одна «галочка» с устройства равна 0,0001707 ампер-часов. И наоборот, один ампер-час равен 5859 тикам. Если ваша батарея имеет емкость два ампер-часа, то потребуется 11718 тиков (5859 * 2), чтобы полностью разрядить (или заполнить *) батарею.
* Обратите внимание, что в реальной жизни для зарядки аккумулятора требуется немного больше тока, чем вы получите позже. Это связано с тем, что химические процессы, которые накапливают заряд, не эффективны на 100%, а избыток превращается в тепло. Сумма потерь зависит от типа аккумулятора, скорости заряда, возраста аккумулятора, температуры и т. Д. Вы можете учесть это, введя ручной ввод «сброса», когда аккумулятор полностью заряжен, или выполнив некоторую калибровку, чтобы увидеть сколько еще тиков вы получите при зарядке vs.разряжается (хотя это будет меняться с возрастом батареи, температурой и т. д.).
Мы написали пример кода, который показывает вам, как все это сделать, см. Раздел «Пример кода» для получения дополнительной информации.
Бонус: определение среднего тока
Дополнительный (и совершенно необязательный) трюк заключается в том, что если вы отслеживаете временную задержку между «тиками», вы можете вернуть средний ток, использованный за этот период. Уравнение очень простое:
мА = 614,4 / (задержка между «тиками» в секундах)
Обратите внимание, что, поскольку это число является средним потреблением тока за период времени, мгновенный ток может быть больше или меньше.Это также рассматривается в примере кода.
Подключение оборудования
ИС кулоновского счетчика LTC4150 имеет очень простой интерфейс. Он имеет выход INT (прерывание), который обычно имеет высокий уровень, но переходит в низкий уровень, когда через устройство проходит заданная величина тока. Также имеется выход POL, который сообщает вам, в каком направлении течет ток.
Макс.рейтинг
Счетчик кулонов может работать с источниками питания от до 8.5В , а токи до 1А . Он особенно хорошо работает с одноэлементными (3,7 В) липо-батареями.
Со стороны интерфейса кулоновский счетчик может быть подключен к системам, работающим от 3,3 В или 5 В (см. Паяные перемычки ниже). Резисторы на плате были выбраны для этих двух напряжений; для других напряжений ввода / вывода могут потребоваться резисторы других номиналов.
Перемычки под пайку
На плате кулоновского счетчика есть три паяных перемычки, которые настраивают ее для различных ситуаций. Пожалуйста, внимательно прочтите этот раздел и внесите все необходимые изменения перед использованием кулоновского счетчика.
- Паяльная перемычка SJ1 (на стороне компонентов платы) управляет поведением выхода INT. Если SJ1 закрыт (по умолчанию), INT будет пульсировать на низком уровне и немедленно вернется на высокий уровень. Если SJ1 открыт (очищен), INT будет оставаться на низком уровне до тех пор, пока вы не используете вход CLR для его ручного сброса. Если ваш код использует прерывания для обнаружения тактов INT, вы, вероятно, захотите оставить SJ1 закрытым. Это избавит вас от необходимости вручную сбрасывать INT на каждом тике. Если вы вручную опрашиваете выход INT, вы, вероятно, захотите открыть (очистить) SJ1, чтобы дать вам больше времени для обнаружения низкого сигнала. См. Раздел «Пример кода» для получения дополнительной информации о прерываниях и опросе.
- Паяные перемычки SJ2 и SJ3 (в нижней части платы) позволяют выбрать, будете ли вы подключать кулоновский счетчик к системе 3,3 В или 5 В. Если вы используете систему на 5 В (по умолчанию), оставьте эти две паяные перемычки открытыми (свободными). Если вы будете подключать кулоновский счетчик к системе 3,3 В, замкните обе этих перемычек.
Чтобы замкнуть перемычку припоя, расплавьте небольшую каплю припоя на перемычку так, чтобы она соединяла обе контактные площадки, закорачивая их вместе.
Чтобы открыть или «очистить» перемычку припоя, используйте немного припоя и горячий утюг, чтобы удалить каплю припоя, соединяющую две контактные площадки. Поместите фитиль на каплю и нагрейте каплю с до фитиля. Когда припой расплавится, фитиль поглотит его.Когда вы закончите, убедитесь, что две контактные площадки полностью разделены (между ними нет припоя).
Электрические соединения
Как и при использовании амперметра, вам необходимо установить кулоновский счетчик между источником питания (обычно аккумулятором) и цепью. Весь ток, который использует ваша схема, должен пройти через счетчик кулонов для измерения.
На одном конце коммутационной платы находятся разъемы с маркировкой IN и OUT. Подключите батарею или источник питания к разъему IN или разъему батареи JST (они идентичны) и подключите заголовок OUT к вашему проекту.Разъем JST соответствует разъемам, используемым на батареях SparkFun Lipo, и может использоваться для подключения одноэлементной батареи Lipo 3,7 В в качестве источника питания. (Вы также можете добавить 2-контактный разъем JST или адаптер к своей батарее или другому источнику питания и подключить его к этому разъему).
JST Jumper 2 Wire Assembly (Перемычка 2) в сборе
В наличии PRT-09914Это простой двухжильный кабель.Отлично подходит для прыжков с доски на доску или чего-нибудь еще. Имеется 2-х контактный разъем JST…
3Перемычка – JST Black Red
В наличии PRT-08670Это простой двухжильный кабель.Отлично подходит для прыжков с доски на доску. 2-контактный разъем JST на одном конце, оголенный кабель на опп…
Штекерное гнездо для 2-контактного JST
В наличии TOL-08734Двухконтактный разъем JST для цилиндрического разъема 2,1×5,5 мм, длинный соединительный кабель 6,25 дюйма. Мы используем этот кабель для адаптации к электросети…
1Обратите внимание на , что если вы будете использовать и кулоновский счетчик, и зарядное устройство Lipo, подключите кулоновский счетчик (не зарядное устройство) непосредственно к вашей батарее.Таким образом, счетчик кулонов может контролировать как зарядку, так и разрядку:
PROTIP: , если вы подключите жгут JST к выходу счетчика кулонов, вы можете удобно подключить его прямо к разъему батареи JST вашей системы:
Вы можете сделать то же самое с зарядным устройством Lipo, для полной модульности plug-and-play:
Контакты интерфейса
На другом конце счетчика кулонов вы найдете заголовок с шестью булавками.Это контакты, которые вам понадобятся для подключения к микроконтроллеру. В зависимости от того, что вы хотите сделать, вам понадобятся как минимум первые четыре контакта:
| Имя | Функция | Направление | Банкноты |
| VIO | Напряжение ввода / вывода | Мощность | Подключите к 3,3 В или 5 В в зависимости от вашей системы. Обратите внимание, что вам может потребоваться изменить настройки перемычки (см. Выше). |
ИНТ | Прерывание | Выход (из CC) | Понижается, когда через плату прошло 0,0001707 ампер-часов. Сбрасывается (становится высоким), когда CLR становится низким. Подключите к входному контакту прерывания. |
| ПОЛ | Полярность | Выход (из CC) | Указывает направление тока. Низкий = ток от IN к OUT (разрядка). Высокий = ток от OUT к IN (зарядка). |
| ЗЕМЛЯ | Земля | Мощность | Подключите к контакту GND вашей системы. |
| CLR | прозрачный | Вход (для CC) | Если INT низкий, сделайте CLR низким, чтобы сбросить INT. Это делается автоматически, если SJ1 закрыт (связывает вместе CLR и INT). Этот вывод можно оставить отключенным, если SJ1 замкнут и вы используете прерывания для выборки INT. |
| ШДН | Выключение | Вход (для CC) | Если SHDN низкий, чип будет сброшен.Между этим выводом и VIO есть подтягивающий резистор, поэтому, если вы оставите его отключенным, плата останется активной. Этот вывод можно оставить отсоединенным, если вам не нужна функция выключения. |
<
p>
PROTIP: Когда вы видите имя сигнала, которое содержит звездочку или черту поверх него, это означает, что в этом сигнале используется «отрицательная логика». В отрицательной логике низкий логический уровень означает, что сигнал установлен или активен.Таким образом, если вы видите сигнал с именем RESET, вы должны подать сигнал low , чтобы сбросить деталь и поддерживать его на высоком уровне в другое время.
Обратите внимание на , что кулоновский счетчик питается от разъема IN (обычно от батареи), а , а не от , от контакта VIO, который используется только в качестве опорного напряжения для выходных контактов. Это сделано для того, чтобы небольшое количество энергии, потребляемое самим кулоновским счетчиком, было включено в его измерения для максимальной точности. Кулоновский счетчик потребляет менее 1 мА во время работы, и вы можете использовать вход SHDN (выключение) для дальнейшего снижения его энергопотребления (хотя он не сможет отслеживать текущее использование во время выключения).
Типовые соединения
Перед тем, как подключить кулоновский счетчик к микроконтроллеру, см. Раздел «Паяные перемычки» выше, где приведены инструкции по настройке платы для работы в системе с напряжением 3,3 В или 5 В.
Наш пример кода Arduino был написан таким образом, чтобы вы могли подключить плату счетчика Coulumb непосредственно к цифровым контактам Arduino со 2 по 7, как показано ниже. (Мы сделали D2 постоянно HIGH для VIO и D5 LOW для GND.)
Это упрощает тестирование платы, но в большинстве случаев вы захотите использовать провода для подключения плат, чтобы не тратить ценные порты ввода-вывода на контакты, которые можно оставить отключенными.Кстати:
Мне нужно использовать все шесть контактов?
Наверное, нет!
Если вы будете использовать прерывания для выборки сигнала INT (рекомендуется), вы можете оставить вывод CLR отключенным.
Если функция выключения не требуется, можно оставить контакт SHDN отключенным.
Вы можете подключить VIO и GND к регулируемому напряжению вашей системы (3,3 В или 5 В) и GND. Вам не нужно тратить впустую контакты ввода / вывода.
Если вы используете прерывания для выборки сигнала INT (рекомендуется), вы можете обойтись только двумя портами ввода-вывода (INT и POL) плюс VIO и GND.Обратите внимание, что для Arduinos на базе ATmega 328 INT может быть подключен только к D2 или D3 без дополнительных библиотек прерываний смены контактов.
Системы 3,3 В
Кулоновский счетчик хорошо подходит для систем с напряжением 3,3 В, таких как Arduino Pro или Pro Mini:
На этих схемах показано использование одноэлементной батареи Lipo для питания системы. Обратите внимание, что вы также должны подключить 3,3 В к VIO и GND к GND для опорного логического уровня. Вы можете сделать это с помощью линии VCC (3,3 В) Arduino или подключить ее к выводу ввода / вывода, установленному на ВЫСОКИЙ уровень, как мы это делаем в нашем примере кода.
Системы 5 В
Для систем на 5 В, таких как Arduino Uno или SparkFun Redboard, вы можете подавать нерегулируемое питание напряжением до 8,5 В через счетчик кулонов на терминал VIN Arduino. Обратите внимание, что вам нужно будет подключить 5V к VIO для опорного логического уровня. Вы можете сделать это с помощью линии 5V Arduino или подключить ее к выводу ввода / вывода, установленному на ВЫСОКОЕ, как мы это делаем в нашем примере кода.
Если вы хотите запитать Arduino от регулируемой линии 5 В, вы также можете это сделать. Подайте питание через счетчик кулонов на клемму 5V Arduino.Вам также потребуется подать 5 В на вывод VIO кулоновского счетчика и так далее.
Выполнение примера кода
Мы включили два примера программ для микроконтроллера Arduino, чтобы показать вам, как использовать счетчик кулонов. Если вы не используете Arduino, код примера очень прост и должен быть легко адаптирован для других микроконтроллеров.
Прервать или не прервать?
Два примера кода называются «Coulomb_int» и «Coulomb_polling».Они делают то же самое (измеряют расход заряда батареи), но различаются способом обнаружения изменений на выходе INT. Какой из них вы выберете, будет зависеть от ваших требований и уровня квалификации.
Прерывания
«Стандартный» способ обнаружения смены вывода – использовать прерываний . Прерывания – это аппаратная функция, встроенная в микроконтроллеры, которая позволяет им немедленно обрабатывать высокоприоритетные события .
Чтобы использовать прерывания, вы пишете специальную функцию, называемую Interrupt Service Routine (ISR), и соответствующим образом настраиваете оборудование.Затем всякий раз, когда специальный вывод прерывания на вашем микроконтроллере получает желаемый вход (повышается или понижается), все, что происходит в основном цикле, приостанавливается, и ваша функция ISR запускается. Когда функция ISR завершается, основной цикл возобновляется с того места, где он остановился. Все это происходит автоматически – единственный способ, которым основной цикл узнает, что что-то произошло, – это если функция ISR изменит некоторые переменные за кулисами (например, сколько осталось батареи, что мы и делаем в примере кода).
Код примера прерывания имеет то преимущество, что не требует ввода CLR, поэтому вы можете обойтись только двумя выводами ввода / вывода; INT и POL.
Обратите внимание на , что на Arduinos на базе ATmega 368 только два контакта поддерживают внешние прерывания без дополнительных библиотек: D2 (INT0) и D3 (INT1). Мы используем D3 в нашем примере кода.
Голосование
Прерыванияочень полезны, но если вы все еще изучаете тонкости программирования, нет ничего постыдного в использовании более простой техники под названием опрос .Опрос – это просто проверка ввода снова и снова, пока он не станет нужным вам состоянием.
По умолчанию счетчик кулонов настроен так, что на выходе INT будет низкий уровень и сразу же вернется высокий уровень. Он будет низким только в течение нескольких микросекунд (миллионных долей секунды!), Чего достаточно, чтобы код на основе прерываний обнаружил спад, но случайная проверка почти наверняка пропустит такой короткий сигнал.
Однако, если вы открываете (снимаете) паяльную перемычку SJ1, каждый раз, когда INT становится низким, будет оставаться на низком уровне , пока вы не сбросите его вручную.Это значительно упрощает написание кода опроса, так как INT будет оставаться на низком уровне до тех пор, пока вы не дойдете до следующей проверки. Чтобы сбросить его, сделайте CLR низким, а затем высоким.
Код примера опроса имеет недостаток, заключающийся в том, что требуется три контакта ввода-вывода вместо двух (INT, CLR и POL). Вы также должны быть осторожны и проверять INT быстрее, чем каждые полсекунды или около того; если появится новый ИНТ, а старый еще низкий, вы его пропустите.
Подключение оборудования
Вот минимально необходимые соединения для примеров эскизов.(См. Электрические схемы на предыдущей странице.)
Если вы хотите попробовать пример кода прерывания:
- Оставить перемычку для пайки SJ1 замкнутой (по умолчанию)
- Вам необходимо подключить (как минимум):
- VIO по VCC
- INT для D3
- POL по D4
- GND на GND
Если вы хотите попробовать код примера опроса:
- Разомкнуть (прозрачную) перемычку под пайку SJ1 (Инструкции)
- Вам потребуется подключить (как минимум):
- VIO по VCC
- INT для D3
- POL по D4
- GND на GND
- CLR по D6
Для ЛЮБОЙ версии кода:
- Убедитесь, что оба SJ2 и SJ3 – разомкнуты (прозрачны) для Arduino 5 В или оба замкнуты (припаяны) для 3.3V Arduino.
Скачивание кода
Код примера хранится в репозитории Github Coulomb Counter BOB. Вы можете загрузить ZIP-файл всего репозитория (или клонировать его на свой компьютер, если у вас установлено программное обеспечение github) или сохранить эскизы напрямую:
Для любой версии кода вам следует изменить строку 120, чтобы отразить полную емкость вашей липо-батареи. По умолчанию 2000 мАч:
энергозависимая двойная батарея_mAh = 2000.0; // миллиампер-часы (мАч)
Это обеспечит точное считывание того, сколько мАч осталось в вашей батарее, когда вы ее используете.
Запуск кода примера
Загрузите код в свой Arduino, как обычно. Откройте окно последовательного монитора, установленное на 9600 бод. Вы должны увидеть сообщение сброса, за которым следуют обновления по мере появления “тиков” INT.
Столбцы слева направо:
- мАч (миллиампер-часы), оставшееся в аккумуляторе (вычитается из значения емкости аккумулятора в строке 120)
- Состояние заряда (остаток в процентах)
- Задержка между тиками
- Среднее значение в мА, рассчитанное с последней временной задержки.
Обратите внимание, что первое показание мА будет неправильным, поскольку для выполнения расчетов требуется временная задержка между двумя показаниями.
Помните, что если у вас ничего не подключено к выходу счетчика кулонов, ток, проходящий через плату, будет равен нулю, и вы не увидите импульсов с вывода INT. (Вы можете получать один импульс каждые 10 минут или около того из-за очень небольшого количества тока, которое использует микросхема LTC4150.)
Ресурсы и дальнейшее развитие
Замена чувствительного резистора
Счетчик Кулонов использует чувствительный резистор для измерения тока.Этот очень маленький резистор (0,05 Ом) – единственный компонент, расположенный между входом и выходом. LTC4150 измеряет падение напряжения на этом резисторе; благодаря закону Ома падение напряжения прямо пропорционально току, проходящему через резистор.
Мы установили чувствительный резистор 0,05 Ом в счетчик кулонов, поэтому максимальный ток составляет 1 А, и вы получаете 5859 тиков на Ач. Если вам нужно большее разрешение (тиков на Ач) при более низком максимальном токе или больший ток * при меньшем разрешении, вы можете заменить этот резистор другой частью номинала.Вам нужно будет удалить существующую деталь и заменить ее другой деталью для поверхностного монтажа или использовать предоставленную посадочную поверхность для резистора в сквозном отверстии. Информацию о выборе резистора см. В таблице данных LTC4150. В папке документации Github также есть таблица, которая может оказаться полезной.
* Обратите внимание на , что дорожки на плате не рассчитаны на постоянную работу с током более 1,6 А, а разъемы JST не рассчитаны на ток более 2 А.
Также обратите внимание, что нет простого способа увеличить максимальное напряжение питания до 8.5В. Извините!
Использование входа SHDN
Вы можете перезагрузить или выключить LTC4150, установив на входе SHDN НИЗКИЙ уровень. Это снизит энергопотребление платы, но LTC4150 не будет измерять потребление тока в этом режиме. На этом входе есть подтягивающий резистор; если вам не нужна функция выключения, вы можете оставить этот вход отключенным.
Мы надеемся, что счетчик кулонов LTC4150 окажется для вас полезным. Теперь, когда вы успешно настроили и запустили кулоновский счетчик LTC4150, пришло время включить его в свой собственный проект! Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с ресурсами ниже:
Вам нужно вдохновение для вашего следующего проекта? Ознакомьтесь с этими связанными руководствами!
Аккумуляторные технологии
Основы батарей, используемых в портативных электронных устройствах: LiPo, NiMH, плоские и щелочные батареи.
Основы LilyPad: работа над вашим проектом
Узнайте о вариантах питания ваших проектов LilyPad, о безопасности и уходе за LiPo батареями, а также о том, как рассчитывать и учитывать ограничения мощности для ваших проектов.
Если у вас возникнут проблемы, обращайтесь в нашу службу технической поддержки. И дайте нам знать, для чего вы его используете!
Состояние заряда – обзор
В общем, зарядка или разрядка аккумуляторной батареи ограничивается низкочастотными колебаниями из-за ее электрохимических реакций, тогда как батарея суперконденсаторов хорошо поглощает высокочастотные колебания мощности из-за своего электростатического режима ( Tummuru et al., 2015; Nehrir et al., 2011). Кроме того, уровень заряда (SOC) устройств накопления энергии должен быть ограничен до их крайних пределов. Принимая во внимание все эти факты, рекомендуется разделить команду полной мощности на высокочастотные и низкочастотные команды и подавать ее отдельно на батарею и батарею суперконденсаторов. Следовательно,
(3.9) Pess = Pess, hf + Pess, lf
, где P ess , hf и P ess , lf составляют высокочастотный и низкочастотные колебания в команде мощности. P ess , lf и P ess , hf могут быть индивидуально разделены на команды разряда и зарядки в зависимости от их знака.
(3.10) Песс, hf = Pess, hf, dis + Pess, hf, cha
(3.11) Pess, lf = Pess, lf, dis + Pess, lf, cha
, где P ess , hf , dis , P ess , hf , cha , P ess , lf , dis , и P ess , lf , cha – это команды высокочастотной разрядки, зарядки, низкочастотной разрядки и мощности зарядки соответственно.Фильтр нижних частот с частотой среза « ω c » используется для фильтрации низкочастотной команды мощности из P ess .
Значение SOC суперконденсатора должно быть ограничено между SOC sc, min и SOC sc, max . Точно так же SOC батареи должен быть ограничен между крайними значениями SOC bat, min и SOC bat, max .Лучше всего не допускать дальнейшего поглощения накопителем энергии, когда его предел SOC находится на верхнем пределе, и наоборот. Для этого энергосистема должна воспроизводить работу запоминающего устройства во время их работы с экстремальными предельными значениями SOC. Независимо от того, является ли значение P ess положительным, отрицательным или нулевым, следующие комбинации могут существовать в различных условиях системы. Это
- •
Батарея + суперконденсатор
Эта комбинация преобладает до тех пор, пока пределы SOC обоих устройств находятся в их крайних пределах или когда SOC HESD находится на / ниже своего нижнего предела и существует эталонная мощность зарядки на ESD или когда SOC HESD находится на своем верхнем пределе, и HESD настаивает на разрядке в этот момент.Во время такой комбинации устройств энергосистема остается подключенной к микросети постоянного тока при надлежащей синхронизации, но не передает мощность, то есть энергосистема остается в режиме ожидания.
- •
Батарея + электросеть
Эта комбинация устройств вступает в действие только тогда, когда SOC суперконденсатора находится на нижнем пределе и существует эталонная мощность разряда для устройства и / или когда SOC суперконденсатор находится на своем верхнем пределе, и в цепи постоянного тока имеется избыточная мощность.Во время этой комбинации устройств энергосистема остается подключенной к микросети постоянного тока при надлежащей синхронизации и обеспечивает необходимый двунаправленный высокочастотный поток энергии, то есть заменяет суперконденсатор.
- •
Суперконденсатор + энергосеть
Энергетическая сеть выполняет задачу батареи, когда SOC батареи находится на нижнем пределе и есть потребность в низкочастотной мощности в звене постоянного тока или когда Уровень заряда батареи находится на верхнем пределе, а в цепи постоянного тока имеется низкочастотная избыточная мощность.Во время этой комбинации устройств энергосистема остается подключенной к микросети постоянного тока при надлежащей синхронизации и обеспечивает требуемый двунаправленный поток энергии.
- •
Только коммунальная сеть
Энергетическая сеть дополняет функцию как аккумуляторной батареи, так и суперконденсатора только тогда, когда пределы SOC обоих устройств находятся на своих максимальных / минимальных пределах и есть требование по поглощению / отключению питание от / до промежуточного контура. Здесь энергосистема обеспечивает двунаправленный поток энергии как в высокочастотном, так и в низкочастотном направлении.
Высвободившиеся опорные токи подаются на соответствующие контроллеры тока на основе триггеров SR для надлежащего отслеживания.
10.6: RC-схемы – Physics LibreTexts
При использовании камеры со вспышкой зарядка конденсатора, питающего вспышку, занимает несколько секунд. Световая вспышка разряжает конденсатор за крошечные доли секунды. Почему зарядка занимает больше времени, чем разрядка? Этот вопрос и несколько других явлений, связанных с зарядкой и разрядкой конденсаторов, обсуждаются в этом модуле.
Цепи сопротивления и емкости
Схема RC – это цепь, содержащая сопротивление и емкость. Как показано в разделе «Емкость», конденсатор – это электрический компонент, который накапливает электрический заряд, накапливая энергию в электрическом поле.
На рисунке \ (\ PageIndex {1a} \) показана простая схема RC , в которой используется источник постоянного напряжения \ (ε \), резистор \ (R \), конденсатор \ (C \), и двухпозиционный переключатель.Схема позволяет конденсатору заряжаться или разряжаться в зависимости от положения переключателя. Когда переключатель перемещается в положение \ ( A \) , конденсатор заряжается, в результате получается схема, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {1b} \). Когда переключатель перемещается в положение B , конденсатор разряжается через резистор.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (a) Схема RC с двухполюсным переключателем, который можно использовать для зарядки и разрядки конденсатора. (b) Когда переключатель перемещается в положение A , схема сводится к простому последовательному соединению источника напряжения, резистора, конденсатора и переключателя.(c) Когда переключатель перемещается в положение B , схема сводится к простому последовательному соединению резистора, конденсатора и переключателя. Источник напряжения снимается с цепи.Зарядка конденсатора
Мы можем использовать правило петли Кирхгофа, чтобы понять заряд конденсатора. Это приводит к уравнению \ (\ epsilon – V_R – V_C = 0 \). Это уравнение можно использовать для моделирования заряда как функции времени при зарядке конденсатора. Емкость определяется как \ (C = q / V \), поэтому напряжение на конденсаторе равно \ (V_C = \ frac {q} {C} \).Согласно закону Ома падение потенциала на резисторе равно \ (V_R = IR \), а ток определяется как \ (I = dq / dt \). {- t / \ tau } \).{-t / \ tau}) \).
Разряд конденсатора
Когда переключатель на Рисунке \ (\ PageIndex {3a} \) перемещается в положение B , схема сокращается до схемы в части (c), и заряженному конденсатору позволяют разрядиться через резистор. График зависимости заряда конденсатора от времени показан на рисунке \ (\ PageIndex {3a} \). Использование правила петли Кирхгофа для анализа цепи при разряде конденсатора приводит к уравнению \ (- V_R -V_C = 0 \), которое упрощается до \ (IR + \ frac {q} {C} = 0 \).{-t / \ tau}. \]
Отрицательный знак показывает, что ток течет в направлении, противоположном току, наблюдаемому при зарядке конденсатора. На рисунке \ (\ PageIndex {3b} \) показан пример графика зависимости заряда от времени и тока от времени. График зависимости разности напряжений на конденсаторе и разницы напряжений на резисторе от времени показан на рисунках \ (\ PageIndex {3c} \) и \ (\ PageIndex {3d} \). Обратите внимание, что величины заряда, тока и напряжения экспоненциально уменьшаются, приближаясь к нулю с увеличением времени.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): (a) Заряд конденсатора в зависимости от времени, когда конденсатор разряжается. (б) Ток через резистор в зависимости от времени. (c) Разность напряжений на конденсаторе. (d) Разность напряжений на резисторе.Теперь мы можем объяснить, почему вспышка камеры , упомянутая в начале этого раздела, требует гораздо больше времени для зарядки, чем для разрядки: сопротивление при зарядке значительно больше, чем при разрядке. Внутреннее сопротивление батареи составляет большую часть сопротивления во время зарядки.По мере старения аккумулятора возрастающее внутреннее сопротивление делает процесс зарядки еще медленнее.
Пример \ (\ PageIndex {2} \): Осциллятор релаксации
Одним из применений схемы RC является релаксационный генератор, как показано ниже. Релаксационный генератор состоит из источника напряжения, резистора, конденсатора и неоновой лампы. Неоновая лампа действует как разомкнутая цепь (бесконечное сопротивление), пока разность потенциалов на неоновой лампе не достигнет определенного напряжения.При таком напряжении лампа действует как короткое замыкание (нулевое сопротивление), и конденсатор разряжается через неоновую лампу и излучает свет. В показанном релаксационном генераторе источник напряжения заряжает конденсатор до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не станет 80 В. Когда это происходит, неон в лампе выходит из строя и позволяет конденсатору разряжаться через лампу, создавая яркую вспышку. После того, как конденсатор полностью разрядится через неоновую лампу, он снова начинает заряжаться, и процесс повторяется.{-t / \ tau}) = ln \ left (1 – \ frac {V_C (t)} {\ epsilon} \ right), \]
\ [t = – \ tau ln \ left (1 – \ frac {V_C (t)} {\ epsilon} \ right) = -5.05 \, s \ cdot ln \ left (1 – \ frac {80 \, V } {100 \, V} \ right) = 8.13 \, s. \]
Значение
Одним из применений генератора релаксации является управление световыми индикаторами, которые мигают с частотой, определяемой значениями для R и C . В этом примере неоновая лампа будет мигать каждые 8,13 секунды с частотой \ (f = \ frac {1} {T} = \ frac {1} {8.13 \, s} = 0,55 \, Гц \). Осциллятор релаксации имеет много других практических применений. Он часто используется в электронных схемах, где неоновая лампа заменяется транзистором или устройством, известным как туннельный диод. Описание транзистора и туннельного диода выходит за рамки этой главы, но вы можете рассматривать их как переключатели, управляемые напряжением. Обычно это разомкнутые переключатели, но при подаче правильного напряжения переключатель замыкается и проводит ток. «Выключатель» можно использовать для включения другой цепи, включения света или запуска небольшого двигателя.Осциллятор релаксации может быть использован для того, чтобы заставить мигать поворотники вашего автомобиля или ваш мобильный телефон вибрировать.
Цепи RC находят множество применений. Их можно эффективно использовать в качестве таймеров для таких приложений, как стеклоочистители прерывистого действия, кардиостимуляторы и стробоскопы. В некоторых моделях стеклоочистителей прерывистого действия используется переменный резистор для регулировки интервала между движениями стеклоочистителя. Увеличение сопротивления увеличивает постоянную времени RC , что увеличивает время между срабатываниями дворников.
Еще одно приложение – кардиостимулятор . Частота сердечных сокращений обычно контролируется электрическими сигналами, которые заставляют сердечные мышцы сокращаться и перекачивать кровь. Когда сердечный ритм ненормален (сердцебиение слишком высокое или слишком низкое), для исправления этого нарушения можно использовать кардиостимуляторы. У кардиостимуляторов есть датчики, которые обнаруживают движение тела и дыхание, чтобы увеличить частоту сердечных сокращений во время физических нагрузок, таким образом удовлетворяя повышенную потребность в крови и кислороде, а также можно использовать схему синхронизации RC для контроля времени между сигналами напряжения, подаваемыми на сердце.
Забегая вперед к изучению цепей переменного тока (цепей переменного тока), переменные напряжения изменяются как синусоидальные функции с определенными частотами. Ученые часто регистрируют периодические изменения напряжения или электрических сигналов. Эти сигналы напряжения могут исходить от музыки, записанной с помощью микрофона, или от атмосферных данных, собранных радаром. Иногда эти сигналы могут содержать нежелательные частоты, известные как «шум». RC Фильтры могут использоваться для фильтрации нежелательных частот.
В области изучения электроники популярное устройство, известное как таймер 555, выдает синхронизированные импульсы напряжения. Время между импульсами контролируется схемой RC . Это лишь некоторые из бесчисленных применений схем RC .
Пример \ (\ PageIndex {2} \): прерывистые работы дворников
Осциллятор релаксации используется для управления парой дворников. Релаксационный генератор состоит из конденсатора емкостью 10,00 мФ и переменного резистора (10,00 кОм), известного как реостат.Ручка, подключенная к переменному резистору, позволяет регулировать сопротивление от \ (0.00 \, \ Omega \) до \ (10.00 \, k \ Omega \). Выход конденсатора используется для управления переключателем, управляемым напряжением. Переключатель обычно разомкнут, но когда выходное напряжение достигает 10,00 В, переключатель замыкается, запитывая электродвигатель и разряжая конденсатор. Двигатель заставляет дворники один раз подметать лобовое стекло, и конденсатор снова начинает заряжаться. На какое сопротивление нужно регулировать реостат при периоде работы щеток стеклоочистителя 10.3 \, \ Omega) ln \ left (1 – \ frac {10 \, V} {12 \, V} \ right) = 179,18 \, s = 2,98 \, мин. \]
Схема RC имеет тысячи применений и очень важна для изучения. Его можно не только использовать для измерения времени в цепях, но и для фильтрации нежелательных частот в цепи и в источниках питания, например, в вашем компьютере, чтобы преобразовать переменное напряжение в постоянное.
Авторы и авторство
Сэмюэл Дж.
