Зарядні пристрої вибір зарядного пристрою (ЗУ) і його використання. Зарядний пристрій. Види і робота. Застосування і як вибрати Які існують типи зарядних пристроїв фізика

Багато сучасних приладів працюють не від електричної мережі, а від батареї, яка накопичує енергію. За таким принципом влаштовані автомобілі, мобільні телефони, плеєри і т. Д. Для обслуговування техніки використовують різні типи зарядних пристроїв. Застосовувати їх можна в промислових цілях, а також для обслуговування домашніх портативних приладів.

Основні види

Існують різні класифікації зарядних пристроїв для акумулятора. Всі вони засновані на різних параметрах і властивості приладів. Залежно від того, як вони працюють, виділяють 2 типу:

Крім того, зарядні пристрої прийнято поділяти за швидкістю роботи . З урахуванням цього критерію розрізняють наступні види:

імпульсні пристрої

Ці пристосування призначені для заряду побутової техніки невеликих габаритів. Вони оснащені електронним таймером, який здатний діяти протягом 4 годин в режимі швидкого заряду. За такий період практично будь-який розряджений акумулятор набирає свою ємність.

Після закінчення цього часу пристосування переходить в режим імпульсної зарядки. Енергія подається на вивідні елементи приладу, щоб підтримувати рівень заряду.

Переваги таких моделей полягають в наступному:

1. Невисока вартість.
2. Технічна простота.
3. Зручність застосування.

Зазвичай виробники встановлюють таймер виходячи з того, що акумулятор розряджений повністю. Якщо ж він був розряджений частково, тоді виникає ризик отримати пошкодження батареї надмірною струмом. Ця особливість не поширюється на фірмові акумулятори мобільних телефонів, планшетів та іншої цифрової техніки, якщо тільки їх не заряджають за допомогою універсальних пристроїв.

Найбільш досконалими в своєму ряду вважаються види зарядних пристроїв з процесорами. Вони не допускають перезарядки акумуляторної батареї, тому можуть застосовуватися для роботи з будь-якими приладами, навіть якщо ті розряджені в повному обсязі, а частково. До недоліків таких моделей відносять дуже високу ціну.

Вкрай небажано замінювати фірмове пристрій від телефону або КПК на універсальне, так як у них можуть бути відмінності в будові електричних роз'ємів. При підключенні до зарядки будь-якого побутового приладу спочатку включають в мережу саме зарядний пристрій, а потім приєднують до нього телефон або інший девайс.

Пристосування для автомобілів

Всі пристрої для зарядки автомобільних акумуляторів прийнято ділити на декілька груп. Виходячи з існуючої класифікації, розрізняють:

Вибираючи зарядний пристрій для автомобілів, слід враховувати деякі особливості його експлуатації. Якщо є можливість, то краще віддавати перевагу зарядно-пусковому варіанту. Маючи під рукою такий девайс і електричну розетку, завжди можна запустити автомобіль, Не чекаючи повного заряду акумулятора.

Купуючи зарядний пристрій, краще вибирати модель, яка перевершує вимоги акумулятора приблизно на 10%. Для тих, хто не сильний в електротехніці, більше підійде автоматична модель - вона хоч і коштує трохи більше, але допоможе уникнути зайвих труднощів.

Купувати пристрій краще в перевірених магазинах, віддаючи перевагу надійним виробникам. Перед початком експлуатації приладу обов'язково слід вивчити інструкцію.

- єдине просте засіб для відновлення його працездатності. Звичайно ж, в разі його розрядки, а не остаточною поломки. Для вирішення другого випадку передбачені спеціальні способи відновлення, про які розповімо трохи нижче, після особливостей зарядних пристроїв(ЗУ).

Здавалося б, що зарядні пристрої не володіють масою особливостей, однак це не так. Перед тим як їх перераховувати, розділимо зарядні пристрої на дві категорії: перша - аматорські, друга - професійні. До аматорським відносяться недорогі переносні ЗУ, які призначені для особистого користування. Відповідно, професійні ЗУ використовується для комплексного обслуговування всіх типів акумуляторів, які дозволяють одночасно заряджати і відновлювати кілька акумуляторних батарей.

Отже, особливості аматорських зарядних пристроїв наступні:

• 1) Автоматизація
• 2) Захист від переполюсовки
• 3) Можливість запуску двигуна автомобіля
• 4) Можливість десульфатаціі
• 5) Кілька режимів заряду
• 6) Малі габарити і вага

Автоматизаціядозволяє зарядити акумулятор без здійснення контролю над процесом. Це дуже полегшує завдання для людей, які не дуже розбираються у фізиці, так як спочатку існували тільки такі способи заряду, де необхідні знання в цій сфері. Захист від переполюсовки- теж дуже корисна особливість зарядного пристрою. Вона дозволяє запобігти псуванню як мікросхем ЗУ, так і акумуляторної батареї. До слова, переполюсовка - це неправильне підключення проводів ЗУ до клем АКБ.

Пускові зарядні пристрої(Або пуско-зарядні) створені не тільки для заряду акумулятора, але і для пуску автомобільного двигуна в екстреному випадку. Такі ПЗУ дуже корисні при частих поїздках поза містом.

Якщо зарядний пристрій має функцію десульфатаціі, То воно здатне відновити акумулятор, на пластинах якого утворився сульфат свинцю, який блокує електрони. При десульфатаціі відбувається очищення пластин від цього сульфату і акумулятор знову може функціонувати.

Кілька режимів заряду АКБ дають можливість проводити заряд саме тим способом, яким Ви хочете - при постійній напрузі, постійним струмом або комбінованим. Малі габаритні розміри і вага забезпечують пристрою мобільність. Його можна легко перевозити в автомобілі або переносити в руках.

Професійні зарядні пристрої володіють перерахованими вище функціями, за винятком малих габаритних розмірів і маси. Також такі ЗУ найчастіше є стаціонарними.

Всі зарядні пристрої можна розділити на 3 типи. Найпростішими є неавтоматичні пристрої з блоком електроживлення. Це блок живлення трансформаторного типу. Такі зарядні пристрої не мають схем захисту акумулятора. Їх можна відрізнити за великим розміром і вагою. Що стосується трансформаторних зарядних пристроїв, то вони є досить надійними і довговічними. Але вони не такі вже й безпечні. Вони призводять до перегріву акумулятора, а також википання електроліту. У підсумку, а іноді і руйнуються елементи акумулятора. На сьогодні великі трансформаторні зарядникі майже повністю вийшли з ужитку.

Сучасні мобільні пристрої, крім зручного мініатюрного блоку живлення, мають просту і функціональну ОС Андроїд. Зараз в інтернеті можна знайти безліч сайтів, що пропонують гри андроїд 236 і масу різних додатків для роботи і розваг. Ці ігри відмінно підійдуть для смартфонів і планшетів, подарувавши своїм користувачам кілька годин приємно проведеного дозвілля.

Імпульсні зарядні пристрої

На сьогодні найбільш популярні зарядні пристрої, призначені для портативної техніки. Це автоматичні імпульсні зарядники з наявністю електронного таймера. При цьому таймер зарядника здатний працювати в режимі швидкого заряду близько чотирьох годин. За цей період розряджений акумулятор здатний набрати основну частину своєї ємності. Після цього таймер переводить зарядник в режим імпульсної зарядки. При цьому електрична енергія подається невеликими порціями на висновки елементів акумулятора, щоб підтримувати його в зарядженому стані.

Зарядникі з таймером прості і коштують недорого. Також вони дуже зручні. При цьому їх все ж необхідно використовувати з обережністю. Врахуйте, що таймер налаштовується виробником на період зарядки розрядженого повністю акумулятора. У разі якщо ви вставите в гніздо пристрою акумулятор, який частково розряджений, то тоді станеться перезаряд, і в підсумку акумулятор може пошкодитися надмірною струмом.
У стільникових апаратах, а також в КПК, цифрових плеєрах і іншій техніці з наявністю фірмової батареї це правило не діє. Але якщо ви використовуєте універсальні зарядні пристрої, то це правило слід враховувати.
Врахуйте, що повний розряд вельми небезпечний для будь-яких акумуляторів, і в першу чергу, для літій-іонних. Вони навіть можуть вийти з ладу через повного розряду. Врахуйте, що неиспользуемое пристрій слід заряджати час від часу.

Найдосконалішими і універсальними є зарядки з мікропроцесорним управлінням. Вони можуть заряджати будь-які акумулятори.

Вони виключають перезаряд акумуляторів. Їх цілком можна використовувати для зарядки будь-яких частково виряджених акумуляторів. Але врахуйте, що такі зарядникі стоять дуже дорого.

Замінювати фірмову зарядку від стільникового телефону універсальної небажано зважаючи на відмінність в електричних роз'ємах і можливих помилок. Фірмові зарядні пристрої створюються конкретно під той чи інший тип акумулятора. Так що це слід враховувати.
Як правильно підключати зарядний пристрій? У випадку з стільниковими телефонами послідовність така - спочатку ви повинні підключити зарядник до електричної мережі, після чого телефон - до зарядник. В іншому випадку ви можете нашкодити своєму телефону.

У світі існує безліч зарядних пристроїв (ЗУ), ось тільки знайти потрібну в нашій країні не завжди вдається.

Для рідкісних моделей їх взагалі немає, навіть самих простеньких, а для поширених є тільки ЗУ, аналогічні тим, що входять в комплект поставки мобільних телефонів, і автомобільні. Пов'язано це в першу чергу з низьким попитом на аксесуари подібного роду. У більшості випадків споживачі вважають, що можуть цілком обійтися зарядкою, що входить в комплект поставки телефону, і, треба сказати, вони мають рацію майже на всі 100%. Звичайно, «якщо зірки запалюють, значить, це комусь потрібно». І якщо зарядки випускаються (треба сказати - на будь-який смак і достаток), значить, це теж комусь потрібно. Наше завдання - розповісти вам про те, які бувають ЗУ і які функції вони виконують, а також про те, на що варто звернути увагу при покупці ЗУ. Зарядні пристрої відрізняються один від одного способом зарядки батареї, наявністю функції розряду і всілякими видами індикації. У ЗУ, які входять до комплекту мобільного телефону, як правило, індикатором заряду є сам телефон, точніше, його екран, на якому висвічується рівень заряду батареї. Такі ЗУ функцією розряду не володіють (на відміну, скажімо, від настільних зарядок). Які ще типи ЗУ існують в природі?
1.Для різних типів акумуляторів випускаються різні ЗУ. Так, існують зарядки для акумуляторів на основі нікелю (нікель-кадмієві (NiCd) і нікель-металгідридні (NiMH)), для літій-іонних (Li-Ion) акумуляторів і комбіновані.
2.В залежності від конструкції ЗУ можуть бути вбудовані в телефон або в виносної блок живлення (призначені для заряду акумуляторів безпосередньо в телефоні); вони можуть бути настільними (забезпечують як заряд, так і розряд) або ручними (компанія Motorola випустила ЗУ під назвою Motorola FreeCharge, яке працює на ручній підзарядці).
3.ЗУ, як уже говорилося вище, можуть відрізнятися за способом заряду: є пристрої, які здійснюють заряд постійним струмом, і пристрої з імпульсним способом заряду.
4. За часу заряду розрізняються «швидкі» і «повільні» ЗУ.
5.По типу вхідного напруги харчування різняться ЗУ, що підключаються до мережі напруги змінного струму, і ЗУ, що підключаються до бортової мережі автомобіля (забезпечують харчування телефону від мережі з напругою 12 або 24 В від автомобільного прикурювача і заряджають запасну батарею).
6. У залежності від виконуваних функцій розрізняються також побутові і професійні ЗУ.

Найбільш широкого поширення набули зарядки, що входять до комплекту мобільного телефону. Ці пристрої доставляють користувачам мінімум занепокоєння і розраховані на роботу з NiCd-, NiMH- і Li-Ion-батареями. Такі ЗУ однаково ефективно будуть заряджати всі зазначені типи батарей, але у них, як ми згадували вище, є один недолік: справа в тому, що акумулятори на основі нікелю необхідно періодично розряджати, щоб знизити «ефект пам'яті» (виникає через те, що напруга, при якому відбувається відключення телефону, перевищує напругу, до якого необхідно розрядити батарею, щоб запобігти зменшення ємності, що виникає в процесі експлуатації). Для таких акумуляторів рекомендується використовувати настільний ЗУ з функцією розряду. (Увага: після закінчення заряду нікелеві батареї не слід надовго залишати в ЗУ, так як ЗУ продовжує їх заряджати, але тільки значно меншим струмом. Тривале знаходження таких батарей в ЗУ призводить до надмірного заряду і погіршення їх параметрів.)

Автомобільні ЗП створені для тих, хто проводить більшу частину життя за кермом. Найпростіше з них виконано у вигляді шнура, що з'єднує стільниковий телефон з гніздом автомобільного прикурювача. Це дуже просто і дуже зручно, але не слід зловживати таким способом заряду, особливо під час поїздок по місту, так як часті зупинки і, відповідно, багаторазовий пуск двигуна можуть істотно подсократить термін життя батареї.

При експлуатації ЗУ важливо правильно визначати час закінчення заряду. «Повільні» ЗУ (використовуються для NiCd- і NiMH-акумуляторів; струм заряду становить 10% від номінальної ємності акумулятора (номінальна електрична ємність - то кількість енергії, яким батарея теоретично (в ідеалі) повинна володіти в зарядженому стані), час заряду - 10 - 12 годин) зазвичай не особливо чутливі до невеликих порушень часу заряду: якщо акумулятор при малому зарядному струмі побуде в ЗУ, припустимо, на 12 години довше, ніж передбачалося, це не призведе до критичних наслідків.

Інша річ - «прискорені» ЗУ. Справа в тому, що для акумуляторної батареї небезпечно отримувати зайвий заряд на великому струмі і, відповідно, перегріватися. «Прискорені» ЗУ заряджають батарею струмом рівним 33 - 100% від її номінальної ємності. Час заряду становить 1 - 3 години.

Про завершення процесу заряду в деяких дешевих зарядках можна дізнатися, орієнтуючись на досягнення конкретного значення напруги на акумуляторної батареї. Труднощі з правильною оцінкою ступеня заряду батареї пояснюються тим, що напруга може варіюватися в залежності від температури навколишнього середовища і швидкості заряду.

Існують ЗУ, в яких час заряду відраховується за допомогою спеціального таймера: після закінчення певного часу струм на акумулятор перестає подаватися. Проблема в тому, що якщо після заряду знову встановити батарею в таке ЗУ (наприклад, помилково), воно знову «сумлінно», в строго відлічене таймером час, віддасть батареї ще одну порцію зарядного струму, в результаті чого «життя» акумуляторної батареї скоротиться .

Складні ЗУ оснащені мікро контролером, який дозволяє більш точно відстежити закінчення заряду батареї і ще кілька параметрів: напруга батареї, струм, температуру та інші змінні значення. У ще більш складних ЗУ є датчик зовнішньої температури (вона дуже сильно впливає на процес зарядки).

Імпульсний заряд, який застосовується в кондиционирующих ЗУ і аналізатори акумуляторних батарей, найбільш підходить для NiCd- і NiMH-батарей. Суть цього способу полягає в тому, що акумулятор протягом певних періодів часу отримує заряд і розряд короткими імпульсами. Розрядні імпульси струму покликані мінімізувати формування небажаних кристалів на пластині NiCd- і NiMH-акумуляторів, що в свою чергу мінімізує «ефект пам'яті» і збільшує термін служби акумулятора. Однак акумулятори з великим «ефектом пам'яті» один тільки імпульсний заряд не врятує - для того щоб зруйнувати більш стійкі кристалічні освіти, їм необхідний глибокий розряд (відновлення) за спеціальним алгоритмом. Звичайні ЗУ, навіть з функцією розряду, на це не здатні.

Дослідження, що проводяться в лабораторії сервісного центру «Квазар-Мікро-Радіо», показали, що періодичне (не рідше одного разу в квартал) відновлення акумуляторів в аналізаторі, що використовує імпульсний заряд, в середньому на 20% збільшує термін життя NiCd-акумуляторів, і на 8% - NiMH, які перебували в експлуатації не більше року.

Отже, якщо ви бажаєте своїй акумулятору довгих років життя, придбайте настільні зарядні пристрої. Але врахуйте, що далеко не всі пристрої подібного типу здатні ефективно заряджати Li-Ion-батареї. Так, наприклад, компанія Motorola чітко обумовлює в своїх інструкціях, що для заряду Li-Ion-батарей слід використовувати тільки ЗУ з логотипом «EP» (Expert Performance). Крім того, кожне ЗУ розраховано на заряд батарей певної ємності. Так, «повільне» ЗУ, розраховане на заряд батарей невеликої ємності, може не повністю зарядити батарею великої ємності, навіть якщо буде збільшено час заряду. І навпаки: «швидке» ЗУ (з великим струмом заряду) може надмірно зарядити батарею з невеликою ємністю.

І ще: при покупці зарядного пристрою обов'язково зверніть увагу на правила його експлуатації (призначення, функції, особливості та обмеження використання), і тоді ваш мобільник не буде в самий не підходящий момент вимагати підзарядити акумулятор.

Ну і як постскриптум - інформація для роздумів (а чи варта гра свічок?):

1. Будь-який телефон «морально» застаріває за 1 - 3 роки.
2.Даже при найгіршому зверненні акумулятор здатний пропрацювати рік-півтора.
3.Стоимость нового акумулятора в більшості випадків порівнянна або навіть нижче вартості навороченій зарядки.
4.Новий стільниковий телефон може не підходити до ЗУ, купленому раніше.

Коли говорять про використання електричної енергії в побуті, на виробництві або транспорті, то мають на увазі роботу електричного струму. Електричний струм підводять до споживача від електростанції по дротах. Тому, коли в будинках несподівано гаснуть електричні лампи або припиняється рух електропоїздів, тролейбусів, кажуть, що в проводах зник струм.

Що ж таке електричний струм і що необхідно для його виникнення і існування протягом потрібного нам часу?

Слово «струм» означає рух або протягом чогось.

Що може переміщатися в проводах, що з'єднують електростанцію зі споживачами електричної енергії?

Ми вже знаємо, що в тілах є електрони, рухом яких пояснюються різні електричні явища (див. § 30). Електрони мають негативний електричний заряд. Електричними зарядами можуть володіти і більші частки речовини - іони. Отже, в провідниках можуть переміщатися різні заряджені частинки.

Електричним струмом називається впорядкована (спрямований) рух заряджених частинок.

Щоб отримати електричний струм у провіднику, треба створити в ньому електричне поле. Під дією цього поля заряджені частинки, які можуть вільно переміщатися в провіднику, почнуть рухатися в напрямку дії на них електричних сил. Виникне електричний струм.

Щоб електричний струм в провіднику існував тривалий час, необхідно весь цей час підтримувати в ньому електричне поле. Електричне поле в провідниках створюється і може тривалий час підтримуватися джерелами електричного струму.

Джерела струму бувають різні, але у всякому з них відбувається робота з розділення позитивно і негативно заряджених частинок. Розділені частинки накопичуються на полюсахджерела струму. Так називають місця, до яких за допомогою клем або затискачів приєднують провідники. Один полюс джерела струму заряджається позитивно, інший - негативно. Якщо полюси джерела з'єднати провідником, то під дією електричного поля вільні заряджені частинки в провіднику почнуть рухатися в певному напрямку, виникне електричний струм.

Мал. 44. електрофорна машина

Мал. 45. Перетворення внутрішньої енергії в електричну

У джерелах струму в процесі роботи з розділення заряджених частинок відбувається перетворення механічної, внутрішньої або який-небудь інший енергії в електричну. Так, наприклад, в електрофорної машині(Рис. 44) в електричну енергію перетворюється механічна енергія. Можна здійснити і перетворення внутрішньої енергії в електричну. Якщо два дроти, виготовлені з різних металів, спаяти, а потім нагріти місце спаяний, то в дротах виникне електричний струм (рис. 45). Таке джерело струму називається термоелементом. У ньому внутрішня енергія нагрівача перетворюється в електричну енергію. При висвітленні деяких речовин, наприклад селену, оксиду міді (I), кремнію, спостерігається втрата негативного електричного заряду (рис. 46). Це явище називається фотоефектом. На ньому заснований пристрій і дію фотоелементів. Термоелементи і фотоелементи вивчають в курсі фізики старшої школи.

Мал. 46. ​​Перетворення енергії випромінювання в електричну

Розглянемо більш докладно пристрій і роботу двох джерел струму - гальванічного елементаі акумулятора, Які будемо використовувати в дослідах з електрики.

В гальванічному елементі (рис. 47, а) відбуваються хімічні реакції, і внутрішня енергія, що виділяється при цих реакціях, перетворюється в електричну. Зображений на малюнку 47, б елемент складається з цинкового судини (корпусу) Ц. В корпус вставлений вугільний стрижень У, у якого є металева кришка М. Стрижень поміщений в суміш оксиду марганцю (IV) Мn0 2 і подрібненого вуглецю С. Простір між цинковим корпусом і сумішшю оксиду марганцю з вуглецем заповнене желеподібним розчином солі (хлориду амонію NH 4 CI) P.

Мал. 47. Гальванічнийелемент (батарейка)

В ході хімічної реакції цинку Zn з хлоридом амонію NH4CI цинковий судину стає негативно зарядженим.

Оксид марганцю несе позитивний заряд, а вставлений в нього вугільний стрижень використовується для передачі позитивного заряду.

Між зарядженими вугільним стрижнем і цинковим посудиною, які називаються електродами, Виникає електричне поле. Якщо вугільний стрижень і цинковий судину з'єднати провідником, то по всій довжині під дією електричного поля вільні електрони прийдуть у впорядкований рух. Виникне електричний струм.

Гальванічні елементи - найпоширеніші в світі джерела постійного струму. Їх перевагою є зручність і безпеку у використанні.

У побуті часто застосовують батарейки, які можна заряджати багаторазово, - акумулятори(Від лат. Акумуляторі - нагромаджувати). Найпростіший акумулятор складається з двох свинцевих пластин (електродів), поміщених в розчин сірчаної кислоти.

Щоб акумулятор став джерелом струму, його треба зарядити. Для зарядки через акумулятор пропускають постійний струм від якого-небудь джерела. В процесі зарядки в результаті хімічних реакцій один електрод стає позитивно зарядженим, а інший - негативно. Коли акумулятор зарядиться, його можна використовувати як самостійний джерело струму. Полюси акумуляторів позначені знаками «+» і «-». При зарядці позитивний полюс акумулятора з'єднують з позитивним полюсом джерела струму, негативний - з негативним полюсом.

Крім свинцевих, або кислотних, акумуляторів широко застосовують железонікелевие, або лужні, акумулятори. У них використовується розчин лугу і пластини - одна з спресованого залізного порошку, друга - з пероксиду нікелю. На малюнку 48 зображено сучасний акумулятор.

Мал. 48. Акумулятор

Акумулятори мають широке і різноманітне застосування. Вони служать для харчування мережі освітлення залізничних вагонів, автомобілів, для запуску автомобільного двигуна. Батареї акумуляторів живлять електроенергією підводний човен під водою. Радіопередавачі і наукова апаратура на штучних супутниках Землі також отримують електроживлення від акумуляторів, встановлених на супутнику.

а - мобільного телефону; б - ноутбука

На електростанціях електричний струм отримують за допомогою генераторів(Від лат. Генератор - творець, виробник). Цей електричний струм використовується в промисловості, на транспорті, в сільському господарстві.

питання

1. Що таке електричний струм?
2. Що потрібно створити в провіднику, щоб в ньому виник і існував струм?
3. Які перетворення енергії відбуваються всередині джерела струму?
4. Як влаштований сухий гальванічний елемент?
5. Що є позитивним і негативним полюсами батареї?
6. Як влаштований акумулятор?
7. Де застосовуються акумулятори?

завдання

1. За допомогою Інтернету знайдіть, які існують типи зарядних пристроїв і виділіть їх особливості.
2. Підготуйте презентацію про застосування акумуляторів.