Зарядка акумулятора схема і принцип дії

Як відбувається зарядка акумулятора? Схема цього пристрою складна чи ні, для того щоб зробити пристрій своїми руками? Чи відрізняється принципово зарядний пристрій для автомобільного акумулятора від того, що застосовується для мобільних телефонів? На всі поставлені питання ми спробуємо відповісти у статті.

Загальні відомості

Акумулятор грає дуже важливу роль у функціонуванні пристроїв, агрегатів і механізмів, для роботи яких необхідно електрика. Так, у транспортних засобах він допомагає запустити двигун машини. А в мобільних телефонах батареї дозволяють нам здійснювати дзвінки.
Зарядка акумулятора, схема та принципи роботи даного пристрою розглядаються навіть у шкільному курсі фізики. Але, на жаль, вже до випуску багато хто ці знання встигають забути. Тому поспішаємо нагадати, що в основу роботи акумулятора покладено принцип виникнення різниці напруги (потенціалів) між двома пластинами, які спеціально занурюються в розчин електроліту. Перші батареї були мідно-цинковими. Але з того часу вони істотно покращилися і модернізувалися.

Як влаштована акумуляторна батарея

Єдиний видимий елемент будь-якого пристрої – корпус. Він забезпечує спільність і цілісність конструкції. Слід зазначити, що найменування «акумулятор» може бути повноцінно застосована тільки до однієї клітинки батареї (їх ще називають банками), а тому стандартному автомобільному акумуляторі на 12 В їх всього шість. Повертаємося до корпусу. До нього висувають жорсткі вимоги. Так, він повинен бути:

стійким до агресивних хімічних реагентів;

здібним переносити значні коливання температури;

володіє хорошими показниками вібростійкості.

Всім цим вимогам відповідає сучасний синтетичний матеріал – поліпропілен. Більш детальні відмінності слід виділяти тільки при роботі з конкретними зразками.

Принцип роботи

В якості прикладу ми розглянемо свинцево-кислотні батареї. Коли є навантаження на клему, то починає відбуватися хімічна реакція, яка супроводжується виділенням електрики. Згодом батарея буде розряджатися. А як вона відновлюється? Є проста схема? Зарядка акумулятора не є чимось складним. Необхідно здійснювати зворотний процес – подається електрика на клеми, знову відбуваються хімічні реакції (відновлюється чистий свинець), які в майбутньому дозволять використовувати акумулятор. Також під час зарядки відбувається підвищення щільності електроліту. Таким чином батарея відновлює свої початкові властивості. Чим краще були технологія і матеріали, які застосовувалися при виготовленні, тим більше циклів заряду/розряду може витримати акумулятор.

Які електричні схеми зарядки акумуляторів існують

Класичне пристрій роблять з випрямляча і трансформатора. Якщо розглядати всі ті ж автомобільні батареї з напругою 12 В, то зарядки для них мають постійним струмом приблизно на 14 Ст. Чому саме так? Таке напруження необхідно для того, щоб струм міг йти через розряджений автомобільний акумулятор. Якщо він сам має 12 В, то пристрій тієї ж потужності йому допомогти не зможе, тому й беруть більш високі значення. Але у всьому потрібно знати міру: якщо занадто завищити напруга, то це згубно позначиться на терміні служби пристрою.
Тому при бажанні зробити прилад своїми руками, необхідно для машин шукати відповідні схеми зарядки автомобільних акумуляторів. Це ж відноситься і до іншої техніки. Якщо необхідна схема зарядки акумулятора літій-іонного, то тут необхідно пристрій на 4 і не більше.

Процес відновлення

Припустимо, у вас є схема зарядки акумулятора від генератора, з якої було зібрано пристрій. Батарея підключається і відразу ж починається процес відновлення. У міру його протікання зростатиме внутрішній опір пристрою. Разом з ним буде падати зарядний струм. Коли напруга наблизиться до максимально можливого значення, то цей процес взагалі практично не протікає. А це свідчить про те, що пристрій успішно зарядилось і його можна відключати.

Технологічні рекомендації

Необхідно стежити, щоб струм акумулятора становив лише 10% від його ємності. Причому не рекомендовано не перевищувати цей показник, ні зменшувати його. Так, якщо ви підете по першому шляху, то почне випаровуватися електроліт, що значно вплине на максимальну ємність і час роботи акумулятора. На другому шляху необхідні процеси не будуть відбуватися в необхідної інтенсивності, з-за чого негативні процеси триватимуть, хоча і в дещо меншій мірі.

Зарядка

Описуваний пристрій можна придбати або зібрати своїми руками. Для другого варіанту нам знадобляться електричні схеми зарядки акумуляторів. Вибір технології, за якою вона буде робитися, повинен відбуватися залежно від того, які батареї є цільовими. Знадобляться такі складові:

Обмежувач струму (конструюється на баластних конденсаторах і трансформаторі). Чим більшого показника вдасться досягти, тим більше буде величина струму. В цілому, для роботи зарядки цього повинно вистачити. Але от надійність даного пристрою досить низька. Так, якщо порушити контакти або щось переплутати, то і трансформатор, і конденсатори вийдуть з ладу.

Захист на випадок підключення «не тих» полюсів. Для цього можна сконструювати реле. Так, умовна зав'язка базується на діоді. Якщо переплутати плюс і мінус, то він не буде пропускати струм. А оскільки на ньому зав'язане реле, то воно буде знеструмленим. Причому використовувати дану схему можна з пристроєм, в основі якого і тиристори, транзистори. Підключати її необхідно розрив проводів, за допомогою яких сама зарядка з'єднується з акумулятором.

Автоматика, якою повинна володіти зарядка акумулятора. Схема в цьому випадку повинна гарантувати, що пристрій буде працювати тільки тоді, коли в цьому дійсно є потреба. Для цього з допомогою резисторів змінюється поріг спрацьовування контролюючого діода. Вважається, що акумулятори на 12 є повністю, коли їх напруга знаходиться в межах 128 Ст. Тому цей показник є бажаним для даної схеми.

Висновок

Ось ми і розглянули, що собою являє зарядка акумулятора. Схема цього пристрою може бути виконана і на одній платі, але слід зазначити, що це досить складно. Тому їх роблять багатошаровими. В рамках статті вашій увазі були представлені різні принципові схеми, які дають зрозуміти, як же, власне, відбувається зарядка акумуляторів. Але необхідно розуміти, що це тільки загальні зображення, а більш детальні, мають вказівки протікають хімічних реакцій, є особливими для кожного типу батареї.