ЗАРЯЖАЕМ АККУМУЛЯТОР

Герметичные щелочные никелевокадмиевые (NiCd) и никелево-металлогидратные (NiMH) аккумуляторы находят всё более широкое применение не только в промышленных устройствах, но и в бытовой технике, вытесняя батарейки формата АА и ААА. Но и эти аккумуляторы, как и любые другие, со временем «опустошаются» и требуют зарядки. Для подзарядки же, как это рекомендуется инструкциями по эксплуатации и маркировкой самих аккумуляторов, через них необходимо пропускать ток Iст = 0,1 мА от численного значения номинальной ёмкости С в течение 12 — 16 часов.

Но что делать, если подходящего по току или «умного» электронного зарядного устройства нет, а у имеющегося простого бестрансформаторного ток заряда отличается от номинала аккумуляторов? Прикинуть время зарядки точно вряд ли получится. А если определить его на глазок, то при неполной зарядке возможности аккумуляторов будут ограничены, а при излишней сокращается срок службы и даже возможен их взрыв!

Поэтому, чтобы при пользовании не «родным» зарядным устройством, у которого ток заряда Iз отличается от стандартного (0,1 С), предлагается время зарядки tз определять по специальной формуле. При её выводе за основу были взяты следующие основные моменты:

1. Время зарядки tз (час) обратно пропорционально зарядному току I (А или мА) и прямо пропорционально ёмкости аккумулятора С (А ч или мА*ч).

2. Зарядный ток не должен быть больше разрешённого для «быстрой зарядки» Iб. Если он не указан, то принять его равным 0,25 от численного значения ёмкости. (Прежде чем пользоваться имеющимся зарядным устройством, необходимо измерить ток «де факто» — он может отличаться от паспортных значений).

3. При обслуживании аккумулятора основная часть тока идёт непосредственно на зарядку — электрохимические процессы, а другая часть расходуется на вспомогательную работу и сопутствующие явления: перемещение ионов, нагрев и прочие потери.

Из вышеизложенного следует, что теоретическое «идеальное» время зарядки можно определить по формуле:

tз=C/I (1).

С учётом потерь введём поправочный коэффициент К

tз=K*C/I (2),

где К = 1,2 при «быстрой зарядке» (Iб = 0,25 С) и К = 1,4 — 1,6 при стандартной (Iст = 0,1 С). Эти значения поправочного коэффициента вытекают из характеристик большинства аккумуляторов.

Формула (2) сама по себе уже достаточно точна и приемлема для практического пользования. Но значения К можно уточнить.

Выразим К через линейную зависимость типа у = ах+b (3).

Тогда общая формула примет вид:

tз=(C/I.а+b)*С/I (4).

Зная ёмкость и рекомендованные значения зарядного тока при стандартной и «быстрой» зарядке и соответствующие значения времени зарядки, можно для конкретного аккумулятора вычислить коэффициенты а и b.

Например: имеем никелево-кадмиевый аккумулятор ёмкостью 300 мА*ч, при стандартном токе 30 мА время tз = 16 ч, при «быстрой зарядке»: 16 = 75 mА и tз = 5 ч.

Подставив эти данные в формулу (4), получим два линейных уравнения с двумя неизвестными. После решения системы получим:

временной коэффициент а = 17,15 ч,

безразмерный коэффициент b = 1,017.

Зная эти коэффициенты, можно легко рассчитать по формуле (4) время зарядки любых аккумуляторов данным зарядным устройством.

Например, если ток имеющегося в наличии зарядника равен 50 mА (0,17 С), тогда расчётное время зарядки составит 8,2 ч (8 часов 12 минут).

Для практического пользования ниже приведена таблица выбора коэффициентов а и b в зависимости от времени стандартной зарядки, указанного на аккумуляторе.

Примечание. Время зарядки не должно превышать 20 — 24 часа.

При малом Iз, когда значение tз измеряется десятками часов, лучше, вероятно, пользоваться единой упрощённой формулой

tз=tз.cm.C/10 Iз

А. ИГНАТЬЕВ, с. Осиновка, Башкирия