Ювелирное обозрение

Всем привет, на днях я приобрел автомобильный аккумулятор и чтобы проверять его на работоспособность, решил собрать нагрузочную вилку, такая штука здорово выручит и при выборе АКБ в следующий раз.

Пассивная токовая нагрузка при подключении к аккумулятору позволит, во-первых измерить напряжение на аккумуляторе, а во вторых нагрузить аккумулятор током около 100 ампер, если аккумулятор отдаст такие токи на протяжении 4-5 секунд без значительных просадок напряжения, значит в нём ещё остался порох. Эти штуки часто применяются для теста аккумуляторов в сервисах по продаже и обслуживанию автомобильных аккумуляторных батарей.

Наша нагрузочная вилка ничем не уступает промышленным образцам, принцип работы нагрузочной вилки тот же, метод реализации также не отличается.

Конструкция вилки проста до безобразия в её состав входит мощная пассивная нагрузка в виде толстой проволоки, рассчитанной таким образом, чтобы нагрузить аккумулятор током около 100 ампер и цифровой вольтметр, который позволит проверить уровень заряда батареи до и во
время теста.

Найти нужную нагрузку, которая потерпит токи в 100 ампер очень трудно, поэтому пришлось немножко подумать чтобы найти самое оптимальное решение с использованием доступных материалов, чтобы проект мог повторить любой желающий.

И тут под руки попался нагревательный элемент от мощной плиты на два с лишним киловатта, провод скорее всего нихром. Очень желательно, чтоб нагревательный элемент был новым, так как нам придётся его выпрямить, а старая отработавшая проволока будет периодически ломаться при деформациях.

Для начала экспериментальным образом выяснил, что этот провод спокойно терпит токи в 7 — 10 ампер, нагревается естественно и даже слегка краснеет, что полностью нормально, следовательно мы можем сказать, что 10 таких проводов параллельно, могут спокойно пропускать токи в 100 ампер.

Основа положена, теперь перейдём к теории, нам всего лишь нужны две формулы закон дедушки Ома, чтобы выявить нужное сопротивление нагрузки для наших целей и формула расчета параллельного соединения резисторов.Но с учётом того, что все 10 резисторов у нас имеют одинаковое сопротивление, полученное исходя из закона ома значение, просто нужно умножить на 10.

Сначала нам нужно понять, какое сопротивление должна иметь нагрузка, чтобы при питающем напряжении 12 вольт ток в цепи был бы в районе 100 ампер.

Вот формула которая нам нужна.

Исходя из формулы становится ясно, что сопротивление нагрузки должно быть в районе 0,12 Ом, естественно по мере
разогрева сопротивление будет расти, а ток падать, но в нашем случае это не столь важно.

Итак, мы планировали использовать 10 параллельных проводов для нагрузки и знаем сопротивление, которое нам нужно для того, чтобы получить таки в 100 ампер.

Умножив полученное значение на 10 становится ясно, что сопротивление каждой из проволок должно быть около 1,2 Ом.

С теорией покончено, теперь перейдём к практической части.

Берём мультиметр, который способен корректно измерять низкоомные резисторы и экспериментально подбираем длину проводника, так чтобы сопротивление в этом участке было около 1,2 Ома, отмеряем длину полученного участка + запас два сантиметра.

Далее отрезаем проволоку и так 10 раз.

Когда отмеряем 10 проводков, затем их нужно будет скрутить вместе, для этой цели я воспользовался шуруповёртом, зажал их и прокрутил.

Далее на провод надеваем керамические изоляторы для предотвращения замыканий между определенными участками этого же провода.

Корпусом послужил отрезок профиля, не забываем о вентиляционных отверстиях.

Ну а теперь сам процесс сборки и монтажа…

Надеюсь всё будет понятно из фоток…

корпус делаем из алюминиевого строительного профиля

припаиваем колодку для соединения медного наконечника и проводов — ниже будет понятней…

небольшой кусок текстолита для соединения провода и нагревательной скрутки.

тоже припаиваем колодку к текстолиту, который сперва весь пропаяли оловом

затем обернули это всё в тепло или термо скотч ( не помню точно как называется) и приклеили к профилю на клей.

затем взял три мощных провода, так как одного толстого кабеля не нашёл у себя, спаял их вместе.

припаял один конец к щупу

затем взял от паяльника небольшого наконечник.

с одного края вставил наконечник с другого закрутил нагревательную скрутку или наше собранное сопротивление-нагрузку.

Далее собираем ручку для прибора, тоже из профиля только немного меньшего сечения.

кнопка для включения вольтметра

скручиваем ручку и вставляем кнопку.

прикручиваем ручку к прибору саморезами и практически всё готово… а да забыл про вольтметр.

вырезаем под него окошечко и ставим на герметик.

После полной сборки на прибор приклеиваем табличку напряжений.

Порядок проведения тестов следующий.

В самом начале замеряем напряжение на аккумуляторе, далее один из токо-съёмных контактов, по схеме это контакт-1 подключается к плюсу аккумулятора, к массе аккумулятора подключается контакт-3 и вольтметр на данный момент отобразит действующее напряжение на аккумуляторе без нагрузки.

Далее убираем контакт-3. замыкаем тумблер «sa1» и подключаем контакт-2 к массе аккумулятора и наблюдаем за показаниями вольтметра.Сейчас наша самодельная нагрузка пожирает 100 ампер тока от аккумулятора, тест длится 5 секунд. За это время внимательно следим за показаниями вольтметра, после отключения нагрузки исходя из таблицы можно сделать вывод. Одним словом сперва мы проверили напряжение на батарее без нагрузки, а затем с нагрузкой, если аккумулятор разряжается слишком быстро, при том изначально он был полностью заряжен, то скорее всего пластины покрыты сульфатной плёнкой из-за чего аккумулятор потерял ёмкость.Либо имеется проблема с одной или несколькими банками, например обрыв или осыпание пластин.
И ещё раз повторюсь этот тест нужно делать кратковременно не более 5 секунд, сама нагрузка будет при этом нагреваться это нужно учитывать.

Друзья надеюсь эта самоделка позволит вам избежать от покупки плохих аккумуляторов, ну и проверить старый при
необходимости.

Есть у меня в хозяйстве кальциевый аккумулятор с непростой судьбой. Были в его жизни и высаживание в ноль и хранение в разряженном состоянии и прочие издевательства. Контрольный цикл разряда-заряда показал остаточную емкость 24 А/ч при заявленной в 63 А/ч. Есть желание попытаться его реанимировать, но для этого надо понимать на сколько жив аккумулятор, сможет ли он выдавать стартерный ток. Критерий проверки простой — кратковременно подключается мощная нагрузка с током потребления около 100 А. Если за 5 — 7 секунд напряжение не просаживается ниже 10,5 В, значит батарея исправна.
Вы наверняка видели, как при покупке аккумулятора его проверяют на способность держать разряд большим током. Для этого используется весьма простой прибор — нагрузочная вилка. Состоит она из мощного проволочного резистора, вольтметра, кнопки и… пожалуй все. Цена на такую нагрузочную вилку — около 1500 рублей. Для разового измерения дороговато. При наличии гаража с барахлом можно собрать нагрузочную вилку из подручных запчастей.

Из гаража на свет божий были извлечены:
— размыкатель массы от Газели;
— два дополнительных резистора вентилятора от ШНивы;
— провода да клеммы.

ТХ резистора:
Величина сопротивления резистора 0,23 ± 0,023 Ом
Номинальный рабочий ток через резистор в режиме работы S1 по ГОСТ 3940 при постоянном обдуве резистора воздухом электровентилятора 15 А
Электрическое питание резистора от бортовой сети автомобиля номинальным напряжением 12 В
Рабочее положение произвольное
В отличие от обычных добавочных резисторов, РВО-М (РВО-МК) имеет встроенный термопредохранитель, при срабатывании которого происходит обесточивание электрического вентилятора охлаждения двигателя во время его перегрузки, что предохраняет автомобиль от возникновения пожара.

С одним резистором получается нагрузка с током около 50 А, с двумя в параллель около 100 А.

Первый замер решил делать с одним резистором. До измерения напряжение ХХ на АКБ 12,9 В.

Подключаю нагрузку, на 10й секунде напряжение просело до 11,67 В

Даю АКБ восстановиться, сам тем временем подключаю в параллель второй резистор.
Через 10 минут после первого замера напряжение ХХ на АКБ 12,81 В.

Несмотря на то, что аккумулятор простоял два года в полуразряженном состоянии, состояние у него хорошее. Есть смысл погонять циклы заряда-разряда малым током для восстановления емкости батареи.

Напоследок небольшое отступление. Помните про термопредохранитель в техописании резистора?

На восьмой секунде резистор решил что он лампочка Ильича ))) Тоже самое с ним будет, если заклинит крыльчатка электровентилятора. Надеюсь, это единичный косяк, второй резистор так сильно не нагревался.

Многие автолюбители попадали в ситуацию, когда под рукой есть аккумуляторная батарея, а степень ее готовности к работе неизвестна. И хочется по-быстрому определить – можно ли ее ставить на автомобиль. Самый простой прибор для проверки аккумулятора – нагрузочная вилка. Имея ее под рукой и обладая небольшими знаниями по ее применению, можно почти мгновенно определить исправность аккумулятора, и одновременно оценить уровень его заряда.

Устройство нагрузочной вилки

В устройстве аккумуляторной вилки нет ничего сложного.

Современный вид аккумуляторной вилки

Независимо от типа и конструкции в ее состав входят следующие элементы:

• Вольтметр с диапазоном измерений, соответствующим напряжению тестируемого аккумулятора.
• Малоомный резистор, обеспечивающий при подключении рабочий ток для устройства, питаемого от тестируемой батареи. Это может быть и самодельный резистор из нихромовой проволоки.
• Провода и зажимы для подключения нагрузки к выводам АКБ.
• В большинстве современных устройств устанавливается выключатель или кнопка для подключения нагрузки в работу.

Не совсем понятно, почему этому измерительному прибору присвоено название вилки. Возможно, это название произошло от того, что первые модели вместо зажимов и проводов имели выступающие контакты в виде «рогов». А вся конструкция по внешнему виду действительно напоминала вилку, которую «втыкали» в тестируемую батарею.

Один из старых видов нагрузочной вилки

Принцип действия измерительного устройства

Поскольку в этом приборе обязательно устанавливается вольтметр, то аккумуляторная любая нагрузочная вилка может применяться и для проверки напряжения в любой точке бортовой сети автомобиля. Но основное ее назначение – тестирование аккумуляторной батареи, то есть проверка ее готовности к обеспечению рабочего значения тока.

Контактные зажимы вилки подсоединяются к клеммам аккумулятора, а затем производится «включение» нагрузки на короткое время. По уровню напряжения, которое выдает АКБ после подключения рабочего сопротивления, и по его изменению делается вывод о степени готовности аккумулятора и об его исправности.

В основном подобные устройства применяются для автомобильных аккумуляторов, рассчитанных на 12 В или 24 В. Поэтому шкала измерения вольтметра должна быть до 15 В, реже – до 30 В. Рабочий ток, обеспечивающий запуск автомобильного стартера, составляет 80 – 120 ампер. Подключаемое сопротивление прибора должно обеспечивать такой ток при соответствующем напряжении АКБ.

Перед включением нагрузки полезно проверить величину заряда аккумулятора. Для этого нужно измерить разность потенциалов на клеммах батареи в безнагрузочном режиме.

Для 12-вольтовых аккумуляторов их заряженность оценивается по следующим данным вольтметра:

Оценка заряда АКБ, проверяемая в режиме холостого хода

Напряжение на клеммах АКБ, В	12,7	12,5	12,2	12	Менее 12
Оценка	Отлично	Хорошо	Удовлетворительно	Плохо	Нет заряда
Степень заряженности, %	100	75	50	25

Понятно, что проверять работу слабо заряженной аккумуляторной батареи под нагрузкой не имеет смысла. Нагружая большим током такую АКБ, ее можно просто повредить. Сначала ее надо подзарядить, а уж затем устраивать проверку на готовность.

Полностью заряженный аккумулятор предстоит тестировать на готовность к работе. Для этого подключается рабочее сопротивление вилки на несколько секунд. По показаниям вольтметра определяется степень готовности АКБ.

Подключение аккумуляторной вилки с нагрузкой к АКБ

Оценка готовности аккумулятора к работе проводится в соответствии с данными, приведенными в таблице:

Оценка готовности АКБ, проверяемая при рабочей нагрузке

Напряжение на клеммах АКБ, В

>10,2

9,5

8,5

8

Разновидности нагрузочных аккумуляторных вилок

Даже такой несложный прибор выпускается в различных вариантах. И это относится не только к его внешнему виду.

Вилка со стрелочным индикатором и двумя проводами

Нагрузочные аккумуляторные вилки различаются по следующим характеристикам:

• Вид вольтметра. Сейчас чаще пользуются цифровыми табло вместо стрелочных. Они дают лучшее восприятия и позволяют более точно оценить изменение напряжения при тестировании под нагрузкой.
• Диапазон измеряемого напряжения и точность шкалы измерения.
• Величина сопротивления подключаемой нагрузки.
• Сменяемость нагрузочного сопротивления. У разных типов аккумуляторов величина рабочего тока может сильно отличаться. Если прибор содержит несколько сменных нагрузочных резисторов, то им можно тестировать АКБ при разных токах нагрузки. У современных нагрузочных вилок изменение нагрузочного сопротивления проводится не механической заменой, а изменением нагрузочного режима на электронном табло.
• Вариантом подключения прибора к клеммам аккумулятора. Различаются нагрузочные вилки с двумя проводами и с одним проводом. Во втором случае роль провода выполняет контактный штырь, расположенный на корпусе прибора.

Вилка с цифровым дисплеем и одним проводом

Как правильно пользоваться нагрузочной вилкой для аккумулятора

Простому прибору соответствуют несложные инструкции по применению. Но соблюдение нехитрых правил обеспечит достоверность данных о состоянии аккумулятора. А их нарушение может повредить как само проверочное устройство, так и тестируемую АКБ.

• Измерения при подключенной нагрузке проводить не более чем 10 сек. Этого времени вполне достаточно, чтобы получить все необходимые данные. А длительная работа под нагрузкой приведет к излишнему разряду АКБ и к перегреву собственного сопротивления прибора.
• Подходящая температура для тестирования – 15 – 20 °С. Стандартные калибровки проводятся при такой температуре. Да и лишний раз нагружать аккумулятор, заставляя его работать в минусовых условиях, не следует.
• Необходимо проверять надежность контактов при соединении проводов вилки с клеммами АКБ. Плохой контакт приведет к недостоверным показаниям при проверке.
• Не стоит применять нагрузки, обеспечивающие ток проверки более 120 ампер. Да, при запуске бывают токи до 200 А. Но батарея, способная надежно выдавать 120 А, при необходимости выдержит и 200 А. Лишний раз нежелательно проводить проверку при самых экстремальных условиях.

Как самому сделать нагрузочную вилку для аккумулятора

При желании можно изготовить самодельную нагрузочную вилку. Из готовых изделий понадобится только вольтметр. Все остальное можно соорудить из подручных материалов.

Наибольшую трудность представляет расчет и создание внутреннего сопротивления, рассчитанного на необходимый ток. Если делать его своими руками, то самым подходящим материалом будет нихромовая проволока от нагревательных спиралей электроплиток. Можно подобрать металлическую полосу из других нагревателей. Для того, чтобы при напряжении 12 В обеспечить ток 80 – 120 А, сопротивление нагрузки должно составлять 0,1 – 0,15 Ом. Найти мультиметр, способный точно измерять подобные сопротивления, сложно. Поэтому проще подобрать длину одного элемента, замеряя ток, пропускаемый им, а затем соединить параллельно несколько таких проволок или полос.

Расчет рабочего сопротивления вилки

• Используя мультиметр с диапазоном измеряемого тока до 15 А, подбирается длина одной нихромовой проволочины или нагревательной полосы, обеспечивающая пропускание тока в 10 – 12 А. Или точным мультиметром замерить сопротивление в 1 – 1,2 Ом.
• Параллельное соединение 10 таких элементов позволит получить нагрузку, пропускающую ток в 100 – 120 А.
• Все элементы соединяются параллельно. Проволоку лучше свивать в «косу». Для более надежной скрутки их можно зажать в патроне дрели или шуруповерта.
• Изготовленное сопротивление укладывается в подходящий корпус и закрепляется в нем. Если придется изгибать ее несколько раз, то надо следить за тем, чтобы витки не соприкасались друг с другом. Для надежности можно надеть на места изгиба изолирующие цилиндры.
• Концы сопротивления припаиваются к выводным контактам, а снаружи припаиваются соединительные провода.

Самодельное нагрузочное сопротивление для аккумуляторной вилки в корпусе