Напряжение аккумулятора автомобиля и 7 режимов его эксплуатации

Общие моменты

Электродвижущая сила отвечает за нормальное прохождение тока по цепочке, дает запрограммированную разность выводных частей источника питания – то есть АКБ. Искомая величина рассчитываться будет как разница потенциалов.

Электродвижущая сила равна расходуемой на перенос заряда между выводами энергии. Значения токовых сил, напряжений связаны друг с другом неразрывным образом. Когда внутри батареи данная сила не возникает, отсутствует ток и на выводящих частях.

Также важно понимать, что при ЭДС вольты есть и без прохождений тока по цепи.

Когда цепные связи размыкаются, ток отсутствует, но в аккумуляторе начинает возбуждаться электродвижущая сила, в зоне выводов появляется движение.

Для измерения обеих величин используются вольты. Электродвижущая общая сила в автоаккумуляторе развивается в результате электрических и химических процессов, протекающих внутри него. ЭДС всегда больше напряжения в аккумуляторе на величину, равную падению внутреннего напряжения.

Для замеров применяются вольтметры с мультиметрами. В аккумуляторе для авто размеры ЭДС будут зависеть от плотности, температурных значений электролита.

В случае роста плотности электролитного вещества растет и показатель тока, ЭДС.

Точных сведений по вопросу того, какое значение для батареи питания идеальное, нет

Специалисты во внимание принимают оптимальные показатели пуска для старта моторного механизма. Если АКБ новый, заряженный, данное значение должно быть 12,6–12,7 вольта. Если напряжение заряженного аккумулятора автомобиля без нагрузки выше, это еще не указывает на наличие проблемы

Если напряжение заряженного аккумулятора автомобиля без нагрузки выше, это еще не указывает на наличие проблемы.

Например, сразу после зарядки АКБ ее ток при замерах будет выше на 0,5 вольта реального, и при итоговых подсчетах это нужно учитывать. 13,0–13,2 вольта – цифра, которая превышает допустимые значения напряжения, но для некоторых моделей батарей она является нормальной.

Близкие к рекомендованным значениям данные батарея показывает спустя пару часов после зарядки.

Критическим для АКБ считается 12 вольт и менее. Если значение меньше этой цифры, нужна срочная зарядка. Использовать элемент питания на ресурсном пределе нельзя, поскольку в данном случае запустится процесс сульфатации пластин. В будущем от последствий сульфатации избавиться проблематично, и придется покупать новую батарею.

При этом 12,1 вольта достаточно для старта мотора, проблемы возникают на 11,6 вольта и ниже. Это все цифры, о которых нужно знать и учитывать их во время работы. В большинстве случаев значение напряжения заряженного аккумулятора автомобиля находится на отметке в 12,2–12,5 вольта.

Таблица заряда

Чтобы не упустить момент, когда заряд батареи упадет до предельно критического уровня, используйте таблицу заряда АКБ. Если измерить U на клеммах, можно рассчитать общий заряд.

Также в таблице вы найдете значения плотности электролита, температурных значений, при которых он может замерзать зимой. Ознакомиться с основными значениями можно в таблице заряда аккумулятора автомобиля по напряжению.

В продолжение разговора о вольтаже и заряде автомобильной батареи

Что делать, когда на табло вольтметра вырисовываются цифры, отличные от тех, которые соответствуют 100% заряду? Проверить, а чему же соответствует полученная комбинация или, как это звучит по-научному, определить степень разряженности аккумулятора по напряжению. Для этого есть таблицы, увязывающие уровень заряда с вольтажом, измеренным без нагрузки. Одну из таких мы рекомендуем взять на заметку.

Таблица – это хорошо, но как понять, когда АКБ еще послужит, а когда без сетевого зарядного устройства не обойтись? На этот счет примите во внимание мнение эксперта Autostadt.su – Василия Теркина, который имеет более чем сорокалетний опыт «общения» с аккумуляторными батареями свинцово-кислотного типа:

• 12,3-12,4 В – предельное напряжение без нагрузки, до которого можно безвредно разряжать автомобильный АКБ, будь-то обычный, AGM или EFB.
• 11,9 В – минимальный вольтаж без нагрузки, при котором двигатель еще запустится. Цифра актуальна для летнего периода.
• В крепкий мороз (-25°C и меньше) аккумулятор не принимает заряд от генератора.
• 10,8 В – глубокий разряд, который некоторые батареи не могут пережить.

Мы не раз акцентировали внимание на том, что зимой и летом заряженный до 100% аккумулятор показывает разное напряжение. Поэтому, полностью заряжайте батарею при входе в зиму, и чаще подзаряжайте ее в холодное время года

А собираясь на «дальняк», узнайте, что нужно проверить в машине перед дальней поездкой, и прихватите ПЗУ. Под занавес предыдущей зимы мы рассматривали лучшие портативные пуско-зарядные устройства и критерии их выбора.

Зимняя эксплуатация

Перед решением ситуации с тем, нужно ли на зиму заряжать аккум., необходимо изучить несколько отличий эксплуатации автомобиля в теплое и холодное время года. У работы в осенние и зимние месяцы есть несколько особенностей, которые влияют на работу батареи и процент ее заряда.

Выглядят они так:

• Замерзание электролита. Основной элемент в любой АКБ – это электролит. Благодаря химическим реакциям, которые протекают внутри данного раствора, он становится способен удерживать электричество на некоторое время. Но его загустевание из-за холодов вызывает худшую проводимость батареи, а также приводит к более длительным зарядкам.
• Большее количество используемых приборов. Обслуживание АКБ перед зимой часто становится нужным из-за того, что в холодное время года в автомобиле используется большее количество электрических приборов, чем летом. В качестве примера можно выделить постоянно включенные фары, печку, обогрев стекол, руля и сидений.

• Поездки становятся короче. В холодное время года редко приходится думать о длительных поездках, в течение которых АКБ могла бы получить полноценный заряд с помощью генератора.
• Затраты энергии генератора. У генератора, который встроен в автомобиль, нет возможности полноценно заряжать АКБ не только из-за коротких поездок, но и из-за нужды обеспечить электричеством большое количество других приборов, которые используются в холода.

Это большинство особенностей поездок на автомобиле зимой, из-за чего и нужна подготовка аккумулятора к эксплуатации зимой.

Помимо зарядки аккумулятора зимой существует еще один способ продления периода работоспособности батареи, который становится одним из наиболее доступных вариантов для большинства автолюбителей. Заключается он в своеобразной профилактике аккумулятора автомобиля перед зимой в формате его утепления.

Если АКБ будет больше находится в тепле, то его емкость будет уменьшаться намного медленнее, так что с наступлением холодов можно обмотать всю батарею теплым и негорючим материалом

Кроме того, важно убедиться, что выбранный материал не проводит ток

Напряжение аккумулятора зимой

Зимой, постоянный недозаряд батареи может привести к значительному уменьшению плотности электролита, вследствие чего жидкость внутри банок может замёрзнуть. Замерзание электролита, во многих случаях, приводит к полной неработоспособности источника электроэнергии. Чтобы этого не произошло в зимний период на клеммах должно быть не менее 12,5 В.

Если эксплуатируется обслуживаемая модель аккумулятора, то уровень заряженности батареи можно контролировать без использования вольтметра. Достаточно производить регулярные замеры плотности электролита, которая у полностью заряженной АКБ должна составлять около 1,28 г/см3.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля зимой

Из-за зимних морозов значение электролитической плотности АКБ начинается изменяться. При этом вольтаж будет зависеть от того, сколько процентов заряда имеет АКБ. Если процент большой, то значение будет увеличиваться, а если зарядки мало, то параметр снизится, а из-за этой причины запустить двигатель будет проблематично.

У автовладельцев имеется такая точка зрения, что зимой этот параметр серьезно снижается, но на самом деле это не так, при морозе химические реакции начинают работать медленнее.

При отрицательной температуре окружающей среды в -20˚С нормальным значением напряжения является 12В. Однако из-за замедления прохождения химических реакций происходят такие изменения как:

• Уменьшение рабочей энергоемкости АКБ машины. Она составляет половину от заявленных параметров, которые указаны на маркировке.
• При электролитической плотности в 1,3 г/см3 вольтаж зимой достигает 12,5В.
• Если внешняя температура воздуха меньше -25 градусов, то батарея прекращает подзаряжаться от генератора.

Для увеличения плотности батареи в транспортном средстве, который используется в северных районах, добавляют в АКБ состав концентрации сильной двухосновной кислоты.

При нахождении плотности электролита в пределе от 1,30г/см3 до 1,32г/см3, нормальным значением вольтажа аккумулятора без дополнительной нагрузки при отрицательной температуре будет 13В.

При увеличении такой концентрации, необходимо внимательно смотреть, чтобы электролитическая плотность не достигла 1,35 г/см3, так как это может вызвать поломку пластин.

Под нагрузкой и без нагрузки

Даже при низком напряжении аккумулятор вполне способен запустить двигатель. Главное, чтобы после этого генератор обеспечил зарядку батареи. Во время старта двигателя аккумулятор подает большой ток на стартер, резко теряя при этом в заряде. Если батарея исправна, то заряд постепенно восстанавливается до нормальных значений в течение 5 секунд.

Напряжение на новом аккумуляторе должно быть в пределах 12,6 – 12,9В, но эти значения не всегда показывают реальное состояние батареи. Например, в состоянии покоя, без подключенных потребителей, напряжение находится в пределах нормы, а под нагрузкой резко падает и быстро расходуется заряд. Такое может быть.

Именно поэтому проводят измерения под нагрузкой. Для этого используют такой прибор, как нагрузочная вилка. Этот тест показывает, держит ли заряд батарея или нет.

Вилка состоит из вольтметра, контактных щупов и нагрузочной спирали в корпусе. Прибор создает сопротивление тока в два раза превышающее емкость аккумулятора, имитируя пусковой ток. Например, если емкость батареи 50А*ч, то прибор нагружает АКБ до 100А. Главное, правильно подобрать сопротивление. При превышении 100А потребуется подключать уже две спирали сопротивления, чтобы получить точные данные.

Измерения под нагрузкой проводят при полностью заряженной батарее. Прибор удерживается в течение 5 секунд, затем фиксируются результаты. Под нагрузкой напряжение падает. Если аккумулятор исправен, оно упадет до 10 Вольт и будет постепенно восстанавливаться до 12,4В и выше. Если напряжение падает до 9В и ниже, значит, батарея не держит заряд и неисправна. Хотя после зарядки может показывать нормальные значения – 12,4 В или выше.

Норма напряжения

Норма напряжения зависит от условий, при которых проведены замеры.

При работающем моторе

Под нагрузкой нормальными будут считаться значения 13,5-14 Вольт. Такое напряжение обеспечивает полноценный заряд аккумулятора. Если полученные показания превышают 14,2 вольта, генератор будет перераспределять излишки по системе.

Норма напряжение при работающем двигателе.

Если в течение 10 минут после запуска двигателя напряжение не нормализуется, значит существуют проблемы в электросети, которые следует устранить.

При отключенном моторе

Норма напряжение без нагрузки.

Для замера напряжения без нагрузки также нужен мультиметр. Если при покое значение на клеммах ниже 11,8 В, двигатель не заведётся, потребуется снимать аккумулятор, нести его на зарядку, либо прикуривать от другого автомобиля.

Нормальный уровень напряжения при отключённом двигателе – 12,5-13 В. Если мультиметр показывает 12,5, значит аккумулятор разряжен на 50%.

Оптимально выполнять замеры перед поездкой. В этом случае можно понять, способна ли аккумуляторная батарея держать заряд несколько суток.

С применением нагрузочной вилки

Использование для проверки нагрузочной вилки – простой способ проверить, нужно ли заряжать/разряжать аккумулятор. Вилка крепится на полюс ИП на 5 секунд. Сразу на мультиметре должны появиться значения 12–13 вольт, после пятой секунды – больше 10 вольт.  Это показывает, что АКБ исправен, полностью заряжен. Когда в ходе тестирования нагрузочной вилкой напряжение падает до 9 вольт, АКБ неисправен, нужна его замена.

Зимой

Падение температуры воздуха сказывается на плотности электролита, что влияет на уровень заряда. В результате замедления химической реакции, напряжение падает, в результате аккумулятор может перестать запускать двигатель. При расчёте нормального напряжения зимой следует использовать специальную таблицу, где указано влияние температуры на плотность электролита, другие показатели АКБ.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей

Интересные факты из эксплуатации аккумуляторных батарей

Сколько потребляет стартер зимой, каков минимальный порог вольтажа для его срабатывания и сколько прокруток он может совершить в -20°C, прежде чем сядет аккумулятор? Как оценить степень заряженности АКБ только с помощью мультиметра, и как часто пользоваться зарядным устройством? Обо всем этом рассказывают эксперты журнала.

Батарея и стартер

Максимальный пусковой ток электромотора стартерного механизма на переднеприводных Ладах – не более 400 А. Зимой, как правило, дело доходит до 350 А. Летом требуется меньше – порядка 200 А.

Если сделать последовательно 5 попыток запуска двигателя при -20°C, аккумулятор сядет. Результат получен при определенных условиях:

• Емкость АКБ – 60 А*ч.
• Изделие заряжено: при комнатной температуре тестер показывал 12,7 В.
• Батарея ночевала на улице.
• Длительность 1 попытки безуспешного запуска – 10 секунд.
• Машина – Lada Priora.
• Масло – полусинтетика Liqui Moly 10W-40.

11,9 В без нагрузки при температуре +15°C – минимальное напряжение, при котором двигатель еще может запуститься. Но ситуация опасна, поскольку при 11,9 В и ниже прогрессирует сульфатация.

Мультиметр – аккумулятор – ЗУ

Для оценки степени заряженности аккумулятора разработаны таблицы, увязывающие напряжение на клеммах с % заряда по шкале от 0 до 100%. Критическим принято считать 10,8 В. Это глубокий разряд. Обычная батарея переносит не более 2-3 таких предельных режимов.

Раз в два месяца при смешанном цикле езды. Такова периодичность подзаряда АКБ летом, весной и осенью. Зимой частота увеличивается до 2-3 недель при -10°C за бортом. При эксплуатации при температуре ниже -25°C зарядка должна производиться 1 раз в 5 дней.

Современные транспортные средства могут обладать различными видами подсветки, проигрывателями музыки, телевизорами и другими элементами, создающими нагрузку на источник питания. Недостаточное напряжение аккумулятора автомобиля не позволит обеспечить полноценное функционирование всех устройств и приспособлений. В этом случае добиться комфортной эксплуатации машины попросту не удастся.

Емкость батареи

Этот параметр показывает, какое количество энергии способна отдавать АКБ в единицу времени и чаще всего за основу берется час. Единица измерения емкости автомобильного аккумулятора — Ач. Значение показателя конкретной батареи указывается на наклейке, как и параметр пускового тока.

Исходя из емкости, автовладелец может рассчитать и величину силы тока, при которой АКБ будет равномерно разряжаться до минимального показателя, составляющего 10,8 В. Таким образом, надпись 72 А*ч говорит о том, что АКБ может выдавать ток в 3,2 А в течение 20 часов. По окончании цикла разряда напряжение на ее клеммах составит 10,8 В.

Все это справедливо для показателя номинальной емкости, но существует еще и резервная. Первый параметр характеризуется разрядом под воздействием токов малой силы, а второй показывает временной отрезок, в течение которого батарея будет работать при поломке генератора. В такой ситуации параметр тока разряда составляет 25 А с учетом освещения и обогрева салона.

Автовладельцам стоит знать о факторах, оказывающих максимальное влияние на емкость АКБ автомобиля:

• Различная нагрузка.
• Конструктивные особенности.

О каждом из них стоит поговорить отдельно. Сегодня выпускаются автомобили нескольких классов. Вполне очевидно, что их характеристики существенно отличаются. Это справедливо для большого количества показателей начиная от параметра пускового тока и заканчивая потребляемой электрооборудованием энергии, что связано с используемыми на них силовыми установками.

Если для малолитражек вполне достаточно батареи емкостью 40 или 45 А*ч, то мощные седаны требуют аккумуляторы от 60 до 75 А*ч.

Этот факт связан с параметром пускового тока, ведь в мощной АКБ содержится больше раствора электролита и свинца. Если для запуска силовой установки объемом в 1−1,2 литра достаточно тока 200−250 А, то двигателям в 2−3,5 литра потребуется пусковой ток от 300 до 400 А. Не стоит забывать и об эксплуатации транспортного средства в зимнее время. Так как моторное масло в мороз загустевает, то приходится тратить больше энергии.

Говоря проще, на показатель серьезное влияние оказывает количество содержащегося в батареи свинца и раствора электролита. Вполне очевидно, что чем больше этих материалов в АКБ, тем больше в ней будет накапливаться энергии. Именно поэтому батарея емкостью в 40 и 75 А по своим габаритам и массе, отличаются практически в два раза.

Какое напряжение на аккумуляторе автомобиля вообще считается нормальным

Профессионалы обычно выделяют три типа напряжения АКБ:

1. Нормальное значение. Считается, что бортовые системы легковых автомобилей рассчитаны на напряжение 12 В. Этот параметр указан в большинстве технических брошюр, а также такое усреднённое значение выдаёт документация по автотранспорту. Однако показатель является приблизительным, округлённым.
2. Фактическое значение. Нормы для многих АКБ без нагрузки колеблются в пределах 12,2–12,7 В при разомкнутой электроцепи.
3. Напряжение под нагрузкой. Данный показатель является наиболее важным при определении работоспособности электроприбора.

Специалисты делают проверки при помощи нагрузочной вилки. В течение 3–5 секунд на аккумулятор ёмкостью 50 Ач подаётся удвоенный ток в 100 А. Параллельно фиксируем показания вольтметра, которые на нормально заряженном автомобильном аккумуляторе будут показывать не ниже 9 В. Для севшей, требующей подзарядки батареи значения не поднимутся выше 5 – 6 В. Если замечено минимальное напряжение, то рекомендуем его поднять, чтобы не запускать процесс сульфатации.

Стоит учитывать, что в зимний период и в межсезонье, когда окружающая температура существенно понижается, плотность электролита повышается, напряжение при этом также меняется. Завести мотор будет сложней.

В северных регионах для поднятия плотности электролита заранее добавляют в раствор серную кислоту, однако нужно не допускать того, чтобы плотность в результате превышала значение 1,35 г/см3.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля под нагрузкой

Специалисты различают 3 вида напряжения АКБ автомобиля:

Номинальное напряжение — это характеристики, которые приводятся в специальной технической литературе и в документации автопроизводителей. Всем, кто интересуется автотранспортными средствами, известно, что АКБ легковых автомобилей имеют напряжение 12 В. Но такие характеристики являются абстрактными.
Нормальное или фактическое напряжение аккумуляторной батареи составляет 12,2 В — 12,7 В

Эти параметры аккумулятор автомобиля выдает без нагрузки.
Напряжение под нагрузкой считается наиболее важной характеристикой для оценки состояния АКБ.

Для диагностики аккумулятор необходимо демонтировать с автомобиля, подать на него напряжение с помощью специального устройства, которое называется «нагрузочной вилкой». При этом подаваемая нагрузка на АКБ должна в 2 раза превышать ее емкость. Например, для аккумулятора емкостью 50 Ам/ч следует подать нагрузку в 100 Ампер. Длительность подачи тока нагрузки составляет от 3 до 5 секунд. В это время необходимо фиксировать показания вольтметра. Для нормальной рабочей АКБ напряжение не должно опускаться менее 9 В. Если же этот показатель снижен до 5-6 В, то это говорит о необходимости зарядки аккумулятора. Если после зарядки напряжение АКБ опускается ниже 5 В, то это может свидетельствовать о ее неисправности.

Нужно отметить еще один важный момент. Через 5 секунд после подачи нагрузки напряжение аккумулятора автомобиля должно возвращаться к нормальным цифрам(12,2 В – 12,7 В). Эти показатели зависят от плотности электролита в АКБ. При разрядке батареи происходит расход кислоты, составляющей около 35 % от всего объема электролита. При расходе кислоты снижается плотность электролита. Восстановление процентного содержания кислоты происходит во время зарядки аккумулятора автомобиля.

Заключение

Из обзора вы узнали, сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор и почему важно контролировать эти значения. Напряжение АКБ, как и емкость, плотность рабочего вещества, дает возможность делать выводы о рабочем состоянии элемента питания

Первый параметр автоаккумулятора указывает на степень его заряда, показатель учитывайте для продления срока службы элемента питания. Контроль сложностей не представляет, для его выполнения применяется базовый набор инструмента.

На АКБ авто в норме параметр составляет 12,6–12,9 вольта при 100%-й зарядке. Замер значения позволяет оперативно оценивать степень заряда. При этом степень износа, текущее состояние батареи так по показателю понять невозможно.

Чтобы получить точные сведения о состоянии АКБ, проверьте ее емкость, сделайте тест, когда дадите нагрузку. Применяются разные варианты проверки работоспособности батареи, все были рассмотрены в обзоре.

Удобно пользоваться таблицей степени заряда АКБ для всех моделей авто, в которой указываются значения температуры промерзания электролита, его плотности с учетом заряда батареи.