Как ограничить ток зарядки аккумулятора: 7 вариантов

В процессе зарядки аккумулятора имеются требования к напряжению и току, обеспечиваемым адаптером питания. Может сложиться ситуация, когда его электрические параметры не соответствуют тем, которые нужны для этой процедуры. Чтобы ограничить силу тока, надо внести дополнения в используемую схему. Для этого необходимо понимать, как работает зарядник и какие физические процессы происходят во время работы.

Зачем ограничивать

При использовании аккумуляторов они постепенно разряжаются. Для того, чтобы восстановить работоспособность, необходимо провести процедуру зарядки. При этом обеспечивается поступление определённого напряжения и тока. Первое из них обычно поддерживается на постоянном уровне, а второй может быть различным.

Ситуация, когда необходимо обеспечить ограничение силы тока может возникнуть в нескольких случаях. Чаще всего речь идёт о следующих вариантах:

• Иногда зарядное устройство изготавливают самостоятельно. При этом оно рассчитано на использование определённых параметров. Но не всегда удаётся правильно сделать схему. Таким образом создателю этого блока придётся столкнуться с тем, что через аккумулятор пройдёт слишком большой ток.
• При работе со смартфонами регулярно приходится сталкиваться с необходимостью их подзарядки. Для этого требуется всего несколько дней. Часто зарядное устройство подсоединяется с кабелем с разъёмом USB. При этом используется различная сила тока. Речь может идти об 1, 0,25, 2 Ампера. Иногда нужной зарядки нет под рукой, и владелец берёт ту, которая рассчитана на другую силу тока.

В таких ситуациях возникает вопрос о том, что будет, если провести процедуру, не обращая внимание на применяемые параметры. Иногда это можно сделать безболезненно, а в некоторых случаях зарядка или электроприбор могут быть повреждены. Результат зависит от величины превышения тока, используемого устройства и типа заряжаемого аккумулятора.

Если же найти такой способ, при помощи которого можно ограничить силу тока до нужной величины, то восстановление работоспособности аккумулятора произойдёт без сложностей. Для того чтобы решить эту проблему, необходимо разобраться, какие физические процессы происходят в рассматриваемом случае, и найти способ обеспечить ограничение тока.

В этом видеоролике рассказано об ограничении тока зарядного устройства:

Как повысить силу тока в генераторе

Ток в генераторе напрямую зависит от параметра сопротивления нагрузки. Чем ниже этот параметр, тем выше ток.
Если I выше номинального параметра, это свидетельствует о наличии аварийного режима — уменьшения частоты, перегрева генератора и прочих проблем.

Для таких случаев должна быть предусмотрена защита или отключение устройства (части нагрузки).

Кроме того, при повышенном сопротивлении напряжение снижается, происходит подсадка U на выходе генератора.

Чтобы поддерживать параметр на оптимальном уровне, обеспечивается регулирование тока возбуждения. При этом повышение тока возбуждения ведет к росту напряжения генератора.

Частота сети должна находиться на одном уровне (быть постоянной величиной).

Рассмотрим пример. В автомобильном генераторе необходимо повысить ток с 80 до 90 Ампер.

Для решения этой задачи требуется разобрать генератор, отделить обмотку и припаять к ней вывод с последующим подключением диодного моста.

Кроме того, сам диодный мост меняется на деталь большей производительности.

После этого требуется снять обмотку и кусок изоляции в месте, где должен припаиваться провод.

При наличии неисправного генератора с него откусывается вывод, после чего с помощью медной проволоки наращиваются ножки такой же толщины.

После припаивания место стыка изолируется термоусадкой.

Следующим этапом требуется купить 8-диодный мост. Найти его — весьма сложная задача, но нужно постараться.

Перед установкой желательно проверить изделие на исправность (если деталь б/у, возможен пробой одного или нескольких диодов).

После установки моста крепите конденсатор, а далее — регулятор напряжения на 14,5 Вольт.

Можно приобрести пару регуляторов — на 14,5 (немецкий) и на 14 Вольт (отечественный).

Теперь высверливаются клепки, отпаиваются ножки и разделяются таблетки. Далее таблетка подпаивается к отечественному регулятору, который фиксируется с помощью винтов.

Остается припаять отечественную «таблетку» к иностранному регулятору и собирать генератор.

Это интересно: Режимы работы электродвигателей

Видео описание

Как регулировать ток в блоке питания и ещё полезная информация.
Если устройство для подзарядки самодельное, то его автор должен рассмотреть применение регулятора тока. Он позволит при использовании отрегулировать его до нужной величины. Дорогие зарядники могут включать такую возможность по умолчанию.

Каким должен быть ток при зарядке

Если используется очень сильный, это может привести к ухудшению работы зарядного устройства. В тех случаях, когда он слишком маленький, то зарядка будет происходить медленно. Принято считать, что для автомобильных аккумуляторов на электролитах оптимальное значение силы тока зависит от ёмкости, выраженной в ампер-часах. Считается, что предельная допустимая сила тока составляет десятую часть от этой величины, а минимальная — двадцатую. В качестве примера можно привести ёмкость 60 А*ч. При этом наибольший ток зарядки будет равен 6 А, а наименьший — 3 А.

Повышаем напряжение — все варианты решения проблемы

Напряжение в бортовой сети после доработки

Итак, многие автомобилисты могут решить, что выходом из подобной ситуации может стать установка генератора большой мощности, но при этом придётся заменить и аккумуляторную батарею на более ёмкостную. Это делается для того, чтобы не «убить» АКБ, который установлен на автомобиле, поскольку перегруз напряжения приведет к разрушению внутренних сот. Этот вариант не подходит, поскольку он слишком дорогой.

Вторым вариантом становится установка дополнительного диода из другого диодного моста или с маркировкой КД202В . Это намного дешевле, чем менять генератор и аккумулятор, но придётся немного повозиться. Для начала рекомендуется изучить автомобильные электросхемы и устройство работы генератора, а также зарядной цепи.

Установка диода КД202В в генератор

Когда все готово, приступаем непосредственно к монтажу диода в генератор, чтобы поднять напряжение в бортовой сети. Рассмотрим последовательность действий:

1. Демонтируем заднюю крышку генератора.

Снимаем заднюю крышку с генератора

Провода и диод для увеличения напряжения

Устанавливаем термоусадку для проводов «папа» и «мама»

Установленная термоусадка для спаянной детали

Проводим монтаж регулятора напряжения с диодом в генератор

Одеваем заднюю крышку на генератор и выводим провода

Электрические схемы и показатели

Для повышения напряжения еще больше, хотя бы до 14 вольт, необходимо монтировать диод в цепь D, регулятора напряжения. Подходит любой диод с напряжением пробоя 20В и током не менее 5А. Падение напряжения желательно не больше 0.6-0.7В. Отлично подходит диод 2Д219Б.

Uобр(В)	Iпр(А)	Uпр(В)	Iобр(мА)	Корпус
2Д219А	15	10	0.6 (10А)	20 (15В)	КД-11
2Д219Б	20	10	0.6 (10А)	20 (20В)	КД-11
2Д219В	15	10	0.45 (10А)	20 (15В)	КД-11
2Д219Г	20	10	0.45 (10А)	20 (20В)	КД-11

Рассмотрим, принципиальные схемы диодов:

Изготовление и монтаж диода в генератор ВАЗ-2114

Теперь, когда все готово, проводим установку дополнительного диода, более мощного, чем предыдущий. Потребуется пол метра провода 2*0.75мм. Распаиваем концы под клеммы «мама» и «папа» №4.Одеваем в кембрик, а лучше в термоусадку. Кстати, старый необходимо удалить из системы. Преступим к действиям:

1. Теперь, припаиваем к диоду следующую схему: к катоду мамку, к аноду папку.

Снимаем заднюю крышку с генератора

Подключаем провода идущие к диоду

Теперь, все готово для финальной проверки и проведения замеров.

Способы регулировки выходного тока

Когда возникает необходимость уменьшить выходной ток, это можно реализовать различными способами. Далее рассказано о наиболее часто употребляющихся вариантах того, как ограничить ток заряда аккумулятора:

• Как известно, ток и напряжение подчиняется закону Ома. Таким образом, для того, чтобы уменьшить силу тока, нужно увеличить сопротивление. Один из способов это сделать — подключить реостат.
• В некоторых случаях ко входу зарядного устройства подключают лампочку, уменьшающая своим потреблением электроэнергии силу тока.
• Если зарядное устройство использует трансформатор, то у него можно отрегулировать выходные параметры путём уменьшения количества витков вторичной обмотки. Как известно, в выпрямителях переменный ток обычно поступает на первичную. Он создаёт магнитное поле, которое через сердечник порождает в силу явления индукции ток заданной величины. Он зависит от количества витков обмотки. Чем их меньше, тем слабее ток. Далее происходит выпрямление и на выходные клеммы зарядника поступает постоянное напряжение.
• Предохранители или выключатели при превышении предельного значения размыкают цепь. В некоторых из них предусматривается автоматическое включение после того, как электрические параметры станут соответствовать нормативам. В других может быть установлена кнопка для этого. В этом случае решение о продолжении работы принимает человек.
• Иногда в самом начале процесса зарядки по цепи может в первые секунды проходит большой ток, который значительно превышает обычный. В этом случае для защиты оборудования могут быть применены термисторы. Особенность их действия состоит в том, что они меняют сопротивление в зависимости от температуры. Пока детали не разогреты, оно значительны. Впоследствии оно уменьшается и переходит в диапазон обычных рабочих значений. При этом создаётся надёжная защита от пускового тока.
• Активные виды нагрузки представляют собой схемы с использованием транзисторов и диодов. Они спроектированы таким образом, чтобы динамически ограничивать силу тока, подстраиваясь к её значениям в каждый момент.
• Для регулировки применяются токоограничивающие диоды. Они могут быть использованы для различных уровней напряжения.

При подборе правильного сопротивления требуется учитывать то, которое имеется у блока питания и внутреннее у аккумулятора. При применении описанных здесь способом можно столкнуться с некоторыми сложностями. Они могут иметь различную природу.

Нужно учитывать разницу между аккумуляторами. Часто используются те, которые применяются для мобильных гаджетов. В них проходит небольшой ток. Если его превысить, это может привести к повреждению зарядного устройства, а в некоторых случаях и гаджета. При этом важно точно рассчитать величину дополнительной нагрузки.

Просмотрев видеоролик, можно узнать о том, как провести ограничение силы тока зарядного устройства:

Гасящий конденсатор вместо резистора

Иногда возникает задача понизить переменное напряжение сети 220 вольт до некоторого заданного значения, причем применение понижающего трансформатора (в таком случае) не всегда бывает целесообразным.

Скажем, низкочастотный понижающий трансформатор, выполненный традиционно на трансформаторном железе, способный преобразовать мощность 200 Ватт, весит больше килограмма, не говоря о высокой стоимости.

Следовательно в некоторых случаях можно применить гасящий резистор, который ограничит ток, однако при этом на самом гасящем резисторе выделится мощность в виде тепла, а это не всегда является приемлемым.

Например, если нужно запитать 200 Ваттную лампу только на половину ее наминала, потребовалось бы рассеять мощность в 100 Ватт на гасящем резисторе, а это крайне сомнительное решение.

Весьма удобной альтернативой, для данного примера, может служить применение гасящего конденсатора, емкостью около14мкф, (такой можно собрать из трех металлопленочных типа К73-17 по 4,7мкф, рассчитанных на 250в, а лучше – на 400в) это позволит получить нужный ток без необходимости рассеивать значительную мощность в виде тепла.

Рассмотрим физическую сторону этого решения. Как известно, конденсатор, включенный в цепь переменного тока, является реактивным элементом, обладающим емкостным сопротивлением, связанным с частотой переменного тока в цепи, а также с собственной емкостью.

Чем больше емкость конденсатора и чем выше частота переменного напряжения в цепи, тем больший ток проходит через конденсатор, значит емкостное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости, а также частоте переменного тока, в цепи, куда он включен.

Это видно и из формулы для емкостного сопротивления конденсатора:

Если в цепь переменного тока включены последовательно резистор (активная нагрузка) и конденсатор, то их общее сопротивление можно найти по формуле:

А посколькуито

Итак, зная напряжение на нагрузке, силу тока нагрузки и напряжение на гасящем конденсаторе, можно определить емкость гасящего конденсатора, который нужно включить последовательно нагрузке для получения требуемых параметров питания:

Рассмотрим пример: требуется запитать лампу накаливания мощностью 100 Ватт, рассчитанную на напряжение 110 вольт от розетки 220 вольт. В первую очередь найдем значение рабочего тока лампы:

Получим значение тока лампы равное 0,91 А. Теперь можно найти требуемое значение емкости гасящего конденсатора, она будет равна 15,2 мкФ.

Следует отметить, что этот расчет верен для чисто активной нагрузки, когда имеет место эффективное значение. При использовании же выпрямителя, необходимо учесть, что эффективное значение тока будет немного меньше в силу действия пульсаций. Также следует помнить, что в качестве гасящих конденсаторов, полярные конденсаторы применять ни в коем случае нельзя.

Лучшее сочетание вакуумных и полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.

Мы не создаём иллюзий, Мы делаем звук живым!

Видео описание

Как при помощи лампочки ограничить ток выпрямителя и защитить трансформатор от короткого замыкания.
При работе с автомобильными аккумуляторами часто можно столкнуться с использованием нестандартных зарядных устройств. Кроме того, надо учитывать, что его могут заряжать на ходу. Во всех этих случаях сила тока может меняться в широких пределах.

В частности, при подзарядке во время работы двигателя стартовый ток может быть очень значительным на протяжении первых секунд. То есть его сила изменяется динамически, поэтому регулировка должна иметь активный характер, зависящий от значений параметров в этот момент.

Способы зарядки

При зарядке различных компьютерных и домашних гаджетов обычно непосредственно применяется постоянный ток. Но для автомобильных аккумуляторов существует возможность использования также и переменного тока. При их зарядке нужно учитывать следующее:

• Используя постоянный с помощью выбранного способа обеспечивают оптимальную величину. По мере роста заряда будет происходить уменьшение силы тока, пока она не упадёт до нуля и процедура завершится.
• При использовании переменного тока аккумулятор заряжают до тех пор, пока разность потенциалов не достигнет 14 В. В этот момент силу тока необходимо уменьшить вдвое. После роста показателя до 15 В зарядку прекращают.

В обоих случаях начальный ток должен быть равен одной десятой от величины ёмкости, выраженной в Ампер * час.

Параметры тока

Амперметр

Очень важной количественной характеристикой тока является сила тока (величина тока), или просто ток, — скалярная физическая величина, равная величине заряда, который проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Но термин «сила тока» не следует воспринимать, как проявление силы в буквальном смысле

В проводниках нет силы. Там есть только движение электрических зарядов

Но термин «сила тока» не следует воспринимать, как проявление силы

в буквальном смысле. В проводниках нет силы. Там есть только движение электрических зарядов.

Если за время t

через проводник сечением
S
протекает
Q
зарядов, то величина тока выражается формулой

I
= Q/t
Единица измерения величины тока в системе СИ — ампер (А). Ток в проводнике равен 1 амперу, если за 1 секунду через проводник протекает заряд величиной в 1 кулон. Измеряют силу тока прибором, который называется амперметром. Он включается последовательно в электрическую цепь.

Для постоянного тока в единицу времени через любое поперечное сечение протекает одинаковое количество электрических зарядов.

Величина, равная отношению силы тока I

к площади поперечного сечения проводника
S
, называется
плотностью тока
. В системе СИ плотность тока измеряется в А/м2. Конечно, практически невозможно найти проводник с диаметром сечения, равным квадратному метру. По этой причине силу тока принято измерять в А/мм2.

j
= I/S
Любой проводник противодействует протеканию по нему электрических зарядов

Поэтому величина тока в проводнике зависит от другой важной величины, называемой сопротивлением. Это физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению электрического тока

Она обозначается буквой R и определяется по формуле:

R
=UI
,

где U

– напряжение, или разность электрических потенциалов, на концах проводника;

I

– сила тока, протекающего между концами проводника.

В систем СИ единицей измерения сопротивления является ом

.

Разные материалы по-разному сопротивляются движению тока. Поэтому сопротивление проводника зависит от вещества, из которого он сделан, его длины и сечения.

R = ρ ˑ l /S

где ρ

– удельное электрическое сопротивление проводника, его способность препятствовать прохождению электрического тока;

l– длина проводника;

S

— площадь поперечного сечения проводника.

Каждый источник постоянного электрического тока создаёт стороннее электрическое поле

, совершающее работу по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц и перемещению их в электрической цепи. Эту работу производят любые силы не электрического происхождения, которые действуют внутри источника
.
Они называются
сторонними силами
. Возникают эти силы по разным причинам. Например, в гальваническом элементе они появляются в результате химических реакций, а в генераторах постоянного тока – при движении проводника в магнитном поле.

Величина, численно равная работе, которую выполняют сторонние силы, перенося единицу положительного заряда по всей замкнутой цепи, называется электродвижущей силой

(ЭДС).

где Е

– ЭДС;
А
– работа, совершаемая источником по переносу заряда величиной
Q
.

Единицей измерения ЭДС в системе СИ является вольт

(
v,V
). ЭДС источника тока равна 1 вольту, если при перемещении заряда, равного 1 кулону, совершается работа в 1 джоуль.

Перенося электрический заряд, источник тока совершает работу А по внутреннему участку (внутри себя самого) и работу А1 по внешнему участку электрической цепи. Поэтому полная работа А = А+ А1

. Разделив обе части уравнения на Q, получим

Величина AQ

называется
падением напряжения
на внутреннем участке цепи (
U
), а
A1Q
— падением напряжения на внешнем участке цепи (
U1
).

A
=U+U1
, а
U1= А –U.
Величина, равная произведению тока на напряжение, называется мощностью

. Единица измерения мощности –
ватт
.

P
=IU=I2R=U2R
Если в электрической цепи есть источник ЭДС, то P
=Iˑε
, где
ε
– ЭДС.