Разряженная батарейка

Мультиметр – это уникальный, незаменимый и простой прибор, встретить который можно во многих домах. С его помощью проводится множество измерений. Одно из них позволяет проверить батарейку мультиметром. Разберем проведение этого измерения более подробно.

Как правильно выполнить замеры мультиметром

Проблемы, которые можно определить с помощью прибора:

  • обозначить участок порыва электропроводки или подводящего кабеля;
  • проверить значение напряжения в электрической сети;
  • выполнить проверку наличия фазы в розетке или на выключателе;
  • замерить уровень сопротивления электропроводки и различного оборудования;
  • понять работает ли электрическая лампочка или приборы;
  • замерить уровень заряда аккумулятора и батарейки;
  • проверить емкость аккумулятора телефона;
  • узнать напряжение в сети, для предотвращения поломок электрооборудования.

Список можно продолжить, область применения тестера обширная. Но следует ответить на главный вопрос.

Работу можно разделить на несколько этапов:

  • Проверяем, без нагрузки, уровень остаточного напряжения в батарейке. Для этого на шкале выставляем измерение напряжения. Красный контакт зажимаем на +, черный на — и проводим замер. Если показатель будет меньше Вольта дальнейшая проверка не нужна. Такую батарейку нужно отложить, она разряжена.
  • Проверяем уровень заряда с помощью мультиметра. Это позволит понять, можно ли дальше использовать аккумулятор. Его емкость можно измерить с помощью определения зарядки аккумулятора. Но для батарейки этот метод не подходит. При этом на нее подают нагрузку порядка 100 Миллиампер и замеряют время падения заряда до 1 Вольта. Время умножаем на значение силы тока и получаем величину емкости батареи. На всех батарейках это значение указывают на корпусе, поэтому проверять емкость и выбрасывать ее нерентабельно.
  • Определяем нагрузку. Для замера этого значения, которое можно подавать на исследуемый элемент питания, нужно присоединить на + контакта красный щуп, на – черный, подаем нагрузку на небольшой отрезок времени. Значение на приборе – это остаточное напряжение нашего объекта исследования.
  • При значении 1,2 Вольта батарею можно еще поставить на пульт управления бытовыми приборами. Напряжение больше 1,3 Вольта позволит работать электронным часам, цифровому МП – 3 плееру. Оптимальное значение 1,5 Вольта. Этот элемент питания имеет полный заряд батарейки, будет долго служить потребителям.
  • Проверить заряд мультиметром, можно применив метод замера значения Ампеража. Это способ, позволяющий наиболее точно замерить мощность нашего элемента питания. Но это еще и метод измерения для экстремалов.

Выставляем на панели управления значение измерения постоянного тока, перед этим выставив наиболее высокий показатель измерения нашего мультиметра.

Затем, на небольшой отрезок времени касаемся разнополюсных контактов элемента питания. Тестер выдает показание значения величины силы тока. При значении не выше 4 Ампер, но не ниже 2 Ампер – такой пальчиковой батарейкой можно еще долго пользоваться в различных приборах и оборудовании.

При показании результатов измерения ниже этого значения, но не меньше Ампера – ее можно смело поставить в пульт управления оборудованием дома.

Но такой метод не рекомендуется применять – он понижает время использования элемента питания.

Нетрадиционный способ проверки батарейки

Как проверить без прибора, заряжен элемент питания или нет. Поднимите его на несколько сантиметров от стола и отпустите. Если батарейка упала – значит, она разряжена, а если осталась стоять – заряжена.

Объясняется это достаточно просто. Гель, находящийся в алколиновом элементе при разрядке высыхает и становится порошком. Центр тяжести смещается и батарея падает. Этот метод интересен, но научно не утвержден.

Выполнение всех измерений требует некоторых навыков. Здесь пригодятся рекомендации от опытных специалистов по правильной работе с прибором, а также по использованию и безопасной утилизации батареек.

Советы от профессионалов

Ниже приведены основные рекомендации для хорошей работы домашнего оборудования, вопросы, связанные с утилизацией элементов питания.

  • Не следует затягивать решение проблемы по проверке, сортировке использованных батарей. Вовремя проведенные замеры позволят, при отсутствии элементов питания, временно установить в бытовые приборы и в пульты управления проверенную батарею с достаточным уровнем остаточного напряжения.
  • Используя для проверки тестер – батареек, аккумуляторов в вашем доме убавится. Главное не забывать проводить проверку.
  • В случае некачественной работы пульта управления оборудованием, не следует выбрасывать сразу все батарейки. Разряжаются они неравномерно, поэтому проведя проверку с помощью мультиметра, можно определить годную к работе, они могут еще использоваться в различных бытовых приборах.
  • Не стоит оставлять в жилых помещениях использованные, испорченные элементы питания. Особенно нежелательно оставлять поврежденные батареи в бытовых приборах и дорогостоящем оборудовании. При вытекании из поврежденного корпуса электролита может быть нанесен ущерб не только прибору, но и расположенным рядом с ним вещам и предметам.
  • Не следует вскрывать корпуса элементов питания. Жидкость (гель) находящаяся в нем при попадании на кожный покров человека вызывает поражение химическим ожогом. По этой причине их не следует выбрасывать в мусоропроводы и контейнеры.

Электролит, щелочь или кислота, содержащиеся в батарейке, оказывает вредоносное воздействие на окружающий нас мир. Следует узнать места приема использованных вредных материалов и элементов питания, где после сдачи, они отправятся к месту их утилизации или переработки.

Используя в домашних условиях мультиметр для проверки зарядки батарейки и других работ, вы получаете возможность экономить средства на покупку элементов питания и вызов электрика на дом. Тепла и света вашему дому.


Американские учёные определённо любят и смотрят часто YouTube. В недавно опубликованной работе они по полочкам разобрали с научной точки зрения поведение обычных щелочных или алкалиновых батареек, а также сопоставили информацию из широко известного ролика с научными фактами.

Предыстория

Примерно полгода назад в сети появилось видео, на котором наглядно демонстрировалось, как в домашних условиях, не имея под рукой мультиметра, проверить «свежесть” или более наукообразно степень разряда обычных пальчиковых батареек:

Если кратко и не вдаваясь в подробности, то по утверждению автора ролика, такой метод теста батареек основан на разности плотностей материалов у полюсов, которые со временем (саморазряд) или при использовании батарейки приходят к одному среднему значению. В результате чего, как и у любого продолговатого однородного предмета, появляется неустойчивость в вертикальном положении. Поэтому в представленном выше ролике, свежая и полностью заряженная батарейка не должна отскакивать так, как это делает разряженная.

Исследование

Американские учёные из Нью-Джерси совместно со своими коллегами из Нью-Йорка создали специальную установку, высотой 25 см — да просто пластиковая трубка — с помощью которой методично протестировали, как батарейки отскакивают при различной степени разряда (КДПВ и Рис.1). При этом регистрация проводилась сугубо научными методами – с помощью записи звукового эффекта, который сопровождает удар батарейки о поверхность. Как и положено для серьёзного научного исследования, эксперименты провели на трёх различных батарейках (Рис. 1). Также для наглядности процесса можно обратиться к данному видео.

Рисунок 1. Коэффициент отскока в зависимости от израсходованного заряда батарейки. На вставке – фотографии батареек в полёте, наглядно иллюстрирующие научные данные

Таким образом, представленный способ определения «свежести” батарейки работает только до степени разряда примерно в 50%, тогда как при более глубоком разряде отличить полуживую батарейку от мёртвой не представляется возможным по нескольким причинам, также описанным в статье.
Так что же происходит внутри батарейки?
Для этого необходимо обратиться к внутреннему устройству оной и её химии. Итак, подавляющее большинство батареек на сегодняшний день – самые простые алкалиновые или щелочные батарейки, внутри которых существует анод (цинк), катод (диоксид марганца), а также разделяющая их мембрана и щелочной раствор электролита в виде геля (Рис.2). Да, стоит отметить, что до сих пор существуют ещё и солевые батарейки, но как показывает практика срок их службы в 3-4 раза меньше щелочных аналогов.

Рисунок 2. Различные типы батареек и их внутреннее устройство. Источник
С точки зрения же химии, внутри батарейки при разряде протекает несколько реакций: на аноде цинк превращается в оксид цинка, а на катоде диоксид марганца в сложный гидрооксид марганца:
Zn + 4OH- —> Zn(OH)42-+ 2e-
Zn(OH)42- —> ZnO + H2O + 2OH-
MnO2 + H2O + e- —> MnOOH + OH-
Конечно, если обратиться к плотностям отдельных компонентов, то окажется, что Zn имеет плотность 7.05 г/см3, оксид цинка — 5.06, а соединения марганца всего лишь около 4-4.4 г/см3. То есть с течением времени (при длительном хранении) или эксплуатации более тяжёлый оксид цинка превращается в более лёгкий оксид. Казалось бы, что всё очевидно…
Однако, основываясь на данных рентгеноструктурного анализа, а также электронной микроскопии, учёные предложили механизм, который мог бы объяснить эффект отскока разряженной батарейки. Согласно ему, при определённой степени разряда батарейки оксид цинка полностью покрывает частицы цинка, находящиеся в геле. Таким образом, происходит замещение воды и самого геля (неупругих материалов, гасящих вибрацию), на сеть частиц оксида цинка (Рис. 3 и 4), твёрдого и упругого материала. Как только такая сеть оказывается сформированной, батарейка начинает отскакивать на постоянную высоту, как на Рисунке 1.

Рисунок 3. Микрофотографии, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии до (слева) и после (справа) полного разряда алкалиновой батарейки. На фотографиях справа отчётливо видны структуры оксида цинка, напоминающие цветы

Рисунок 4. Предложенный авторами работы механизм, объясняющий отскок батарейки при разряде: (a) исходное состояние (частицы цинка в геле-электролите), (b) первичное формирование оксида цинка на поверхности частиц, (с) образование сети оксида цинка, которая соединяет разделяющую мембрану с анодом (на этой стадии батарейка начинает отскакивать), (d) дальнейший разряд и вторичное формирование оксида цинка (выход на постоянную величину отскока)

Несмотря на то, что такой метод «дегустации” батареек позволяет отличить лишь абсолютно свежую батарейку от частично разряженной, сами авторы работы потрясены, насколько «метод отскока» оказался точен по сравнению с научными данными, полученными на вполне себе дорогостоящем оборудовании. Не даром говаривал Эйнштейн, что в научной среде всё должно быть сделано максимально просто, но не упрощённо.
Оригинальная статья опубликована в Journal of Materials Chemistry A в открытом доступе.
Полный список опубликованных статей This is Science на GeekTimes:
This is Science: Простая и дешёвая солнечная энергетика
This is Science: Графен – жизнь или смерть?
This is Science: Вдувай и получай электроэнергию
This is Science: Кремниевая электроника: согни меня полностью!
This is Science: Эластичный дисплей на квантовых точках
This is Science: Поставить трибоэлектричество на службу человечеству
This is Science: Что внутри нейроморфного чипа?
This is Science: Новости с графеновых полей
This is Science: 3D электронная литография в массы
This is Science: Разряд щелочных батареек или почему батарейка подпрыгивает
This is Science: микропушки и наноядра
This is Science: носимая электроника и трибоэлектричество. Часть 1
This is Science: носимая электроника и трибоэлектричество. Часть 2
Иногда кратко, а иногда не очень о новостях науки и технологий можно почитать на моём Телеграм-канале — милости просим;)

Как проверить заряд батарейки мультиметром

Пальчиковые батарейки применяются во многих современных приборах в качестве элементов питания. Хотя внешне эти изделия неотличимы друг от друга, их технические параметры, а также стоимость может существенно различаться. Чтобы не попасть впросак, приобретя изделие с небольшим ресурсом, а то и вовсе нерабочее, следует знать, как проверять эти элементы, и уметь делать это на практике. Пригодится это умение и при проверке батареек, скопившихся дома – если одним из них место на свалке, то другие еще могут послужить в устройствах, не отличающихся мощностью. В этой статье мы разберемся, как проверить батарейку мультиметром, и при какой величине остаточного заряда она может эксплуатироваться в электроприборах.

Проверка заряда без нагрузки

Чтобы выявить полностью неисправные элементы, достаточно произвести простую проверку:

  • Выбрать режим мультиметра, соответствующий измерению величины постоянного напряжения.
  • Установить предел измерения, равный 20В.
  • Приложить щупы прибора к контактам проверяемой батареи и замерить напряжение.
  • Снять показания тестера.

Измерение напряжения батарейки мультиметром

Если напряжение, показанное при проверке батарейки мультиметром, составляет более 1,35В – аккумулятор исправен и подойдет для работы в любом электроприборе. Если заряд элемента меньше этого уровня, но не ниже 1,2В – его можно использовать в нетребовательных устройствах. При более низком уровне заряда использование батареи невозможно, и она подлежит утилизации.

Для полноты картины такой проверки недостаточно, поскольку она показывает величину напряжения без нагрузки (ЭДС).

В качестве нагрузочного элемента можно использовать обычную лампочку, предназначенную для работы в карманном фонарике. Светодиоды для этого не подойдут из-за слишком малого сопротивления. Объем нагрузки должна составлять от 100 до 200 мА – это самый распространенный показатель для большинства современных электрических изделий средней мощности.

Однако для отбраковки явно непригодных к эксплуатации батареек проверки тестером без нагрузки достаточно. Если прибор показывает менее 1,2В – проверка под нагрузкой бессмысленна.

Эта батарейка для использования непригодна

Проверка электрических батареек мультиметром под нагрузкой

Оставшиеся элементы тестируются повторно. Разберемся теперь, как проверить емкость элемента питания под нагрузкой. Для этого нужно действовать следующим образом:

  • Соединить щупы мультиметра с контактами тестируемой батареи.
  • Параллельно подключить нагрузочный элемент и выждать 30-40 сек.
  • Снять полученный результат.

В зависимости от показаний прибора измеренные элементы нужно рассортировать. Батарейки с остатком 1,1В и менее можно смело отправлять в утиль. Изделия, при проверке которых прибор показал до 1,3В, можно использовать в пультах ДУ. Если же элемент под нагрузкой показывает 1,35В и более – он полностью исправен.

Проверка батареек способом измерения силы тока

Этот метод применяется в отношении новых элементов питания и позволяет оценить их мощность сразу при покупке. Положение мультиметра должно соответствовать постоянному току. Чтобы померить величину заряда на новом аккумуляторе, действовать нужно следующим образом:

  • Тестер для проверки батареек установить на максимальный предел измерений.
  • Взять новый элемент и приложить щупы прибора к его контактам.
  • Через 1-2 сек, после прекращения роста значения тока на индикаторе, щупы нужно убрать.

Мультиметр настроен на измерение постоянного тока

Нормальный показатель величины тока для новой батарейки должен составлять 4-6 Ампер. Если он составляет 3-3,9 Ампер – это означает, что эксплуатационный ресурс батареи снижен, но элемент подойдет для использования в портативной аппаратуре.

Показания мультиметра в пределах 1,3-2,9 Ампер говорят о том, что в обычных бытовых приборах батарею лучше не использовать, но она может быть установлена в аппараты, потребляющие незначительное количество тока (к примеру, телевизионные или другие пульты ДУ).

Если же величина тока, показываемого тестером, составляет 0,7-1,1 Ампер, то такой элемент способен работать исключительно в приборах с низким энергопотреблением, при этом качество работы аппаратуры снизится. Его можно использовать в «дистанционках», но лишь в том случае, если более качественных элементов под рукой нет.

Наглядно процесс проверки батареек мультиметром на видео:

Полезные советы

Приведем несколько рекомендаций, касающихся использования батареек, а также их утилизации:

  • Не затягивайте с проверкой и сортировкой скопившихся дома элементов питания. При отсутствии новых батареек или недостаточном их количестве вы сможете при необходимости временно использовать протестированную.
  • Севшие в бытовом приборе элементы питания необязательно менять полностью. Обычно разряд их наступает неодновременно, и проверка выявит аккумуляторы, которые могут эксплуатироваться дальше.
  • Не храните дома непригодные к работе батарейки и, тем более, не держите их в корпусе аппаратуры. Зачастую из них вытекает электролит, и это приводит к порче находящихся рядом вещей.

Если потекла батарейка, контакты прибора окисляются

  • Не пытайтесь как-либо повредить корпус элемента питания – находящаяся в нем жидкость (кислота или щелочь) может попасть на кожу, причинив химический ожог.

Кроме того, использованные батарейки не стоит бросать в мусорные баки. Содержащийся в них электролит вреден для окружающей среды, поэтому элементы питания подлежат утилизации в местах, которые предназначены специально для этой цели.

В этом материале мы разобрались, как правильно проверить батарейку мультиметром, а также, в каких приборах можно использовать протестированные элементы питания, исходя из результатов измерений. Как вы могли убедиться, чтобы измерить остаток заряда в батарее, достаточно иметь под рукой домашний тестер и располагать несколькими минутами свободного времени.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *