Розрахунок внутрішнього опору акумуляторної батареї. Внутрішнє опір акумулятора. Що таке внутрішній опір акумулятора? Відео про внутрішній опір акумулятора
Справді, є думка, що внутрішній опір акумулятора є показником його здоров'я. Відразу скажемо, що ця думка правильна, але не варто покладатися виключно на неї. У цій статті розглянемо, що таке внутрішній опір акумулятора і як його виміряти.
Як виміряти внутрішній опір акумулятора
Існує безліч зарядних пристроїв для акумуляторів, які можуть вимірювати внутрішній опір. Ми рекомендуємо звернути увагу на LiitoKala Lii 500, у нас є його до нього.
Ось як виглядають показання внутрішнього опір LiitoKala Lii 500:
Що таке внутрішній опір акумулятора
У хорошого акумулятора внутрішній опір має бути дуже низьким, в діапазоні від 20 до 80. З часом опір зростатиме, і рано чи пізно акумулятор буде непридатним для заряджання.
Однак, варто мати на увазі, що оскільки внутрішній опір нормального акумулятора, швидше за все, буде незначним, то на випробування може відчутно вплинути опір контактів. Таким чином, один і той же акумулятор, перевірений у різних осередках зарядного пристрою, або взагалі в різних зарядних пристроях може мати різні значення внутрішнього опору, похибка становить приблизно 10-20%.
У будь-якому випадку, не варто однозначно судити про стан акумулятора щодо його внутрішнього опору, адже є ще безліч інших параметрів. І до того ж, якщо акумулятор влаштовує вас у роботі, яка різниця, який у нього внутрішній опір?
Якщо вам щось залишилося незрозумілим – пишіть у коментарях на цій сторінці або ми завжди з радістю готові вам допомогти!
Категорія: Підтримка акумуляторних батарейОпубликовано 12.09.2016 15:51Внутрішній опір надає цінну інформацію про акумулятор, здатну підказати про закінчення його терміну служби. Це особливо актуально для електрохімічних систем на основі нікелю. Опір не є єдиним індикатором продуктивності, він може відрізнятися на 5-10 відсотків у різних партій свинцево-кислотних акумуляторівособливо для стаціонарного використання. Через такий широкий допуск метод, заснований на опорі, найкраще працює при порівнянні показань, взятих у конкретного акумулятора при його збиранні з наступними тимчасовими періодами. Сервісні бригади вже рекомендують при установці знімати показання кожного елемента або акумулятора загалом, щоб надалі контролювати процес їхнього старіння.
Існує думка, що внутрішній опір пов'язаний з ємністю, але це не так. Опір сучасних свинцево-кислотних та літій-іонних акумуляторівзалишається на одному рівні протягом більшої частини терміну служби. Спеціальні добавки до електроліту зменшили проблему внутрішньої корозії, яка і корелює з внутрішнім опором. На малюнку 1 показано зменшення ємності при циклічній роботі по відношенню до внутрішнього опору літій-іонного акумулятора.
Рисунок 1: Взаємозв'язок між ємністю та опором щодо кількості циклів зарядки/розрядки.Опір не розкриває стан працездатності акумулятора і часто залишається на одному рівні в процесі його використання та старіння.
Циклічні випробування літій-іонних акумуляторів проводилися при С-рейтингу 1С:
Зарядка: 1.500мА до 4,2 при 25°С
Розрядка: 1.500ма до 2,75В при 25°С
Що таке опір?
Перш ніж вивчати різні методи вимірювання внутрішнього опору електричних батарей, давайте розглянемо, що таке електричне опір у чому різниця між просто опором (R) і імпедансом (Z). R є опором речовини проходженню електричного струму, а Z включає реактивну складову, властиву таким пристроям як котушки і конденсатори. Обидва показники вимірюються в омах (Ом), одиниці виміру, яку названо на честь німецького фізика Георга Симона Ома, який жив з 1798 по 1854 рік. (1Ом призводить до падіння напруги на 1В при силі струму 1А). Електропровідність може бути виміряна в сименсах (S). Комбінація опору та імпедансу відома як реактивний опір. Дозвольте пояснити.
Електричний опір звичайного навантаження, такий як нагрівальний елемент, не має реактивної складової. Напруга і струм у ньому течуть в унісон - немає ніяких зрушень у тому фазах. Електричний опір, викликане протидією матеріалу, через який тече струм, по суті є одним і тим же для постійного (DC), що для змінного (AC) струмів. Коефіцієнт потужності дорівнює одиниці, що забезпечує найбільш точне вимірювання споживаної потужності.
Більшість електричних навантажень все ж таки є реактивними, і можуть включати ємнісний (конденсатор) і індуктивний (котушка) опір. Ємнісний опір зменшується з підвищенням частоти змінного струму, тоді як індуктивне зростає. Аналогією індуктивного опору може бути масляний амортизатор, який стає тугим при швидких рухах назад і вперед.
У електричної батареї є і опір, і ємність, і індукція, всі ці три параметри об'єднані у понятті імпедансу. Найкраще імпеданс проілюстрований на схемі Рендла (рисунок 2), яка містить резистори R1 і R2, а також конденсатор С. Індуктивний опір зазвичай опускається, оскільки він відіграє незначну роль в електричних батареях, особливо при низьких частотах.
Рисунок 2: Еквівалентна схема Рендла для свинцево-кислотної акумуляторної батареї.Загальний опір батареї складається з активного опору, а також індуктивного та ємнісного. Схема та електричні значення різняться для кожної батареї.
R1 - еквівалентний послідовний опір
R2 - опір перенесення заряду
С - двошаровий конденсатор
Спроби вимірювання внутрішнього опору електричної батареї майже так само старі, як і вона сама, і з часом було розроблено кілька методів, які використовуються досі.
Метод вимірювання опору навантаженням постійного струму (DC Load)
Омічні виміри є одними із найстаріших і найнадійніших методів випробувань. Їх зміст полягає у короткочасному (секунду або трохи більше) розряді акумуляторної батареї. Струм навантаження для невеликого акумулятора становить 1А чи менше, а великого, наприклад, стартерного акумулятора - 50А і більше. Вольтметр вимірює напругу розімкнутого ланцюга без навантаження, а потім проводиться другий вимір - вже з підключеним навантаженням. Далі згідно із законом Ома обчислюється значення опору (різниця потенціалів, поділена на силу струму).
Метод вимірювання навантаження постійного струму добре працює для великих стаціонарних акумуляторних батарей і омічні показники, що знімаються, є точними і повторюваними. Високоякісні контрольно-вимірювальні прилади дозволяють знімати свідчення опору в діапазоні від 10мкОм. У багатьох гаражах для виміру опору стартерних акумуляторів використовуються тестери на плівково-вугільних резисторах, завдяки яким досвідчені автомеханіки отримують відмінний інструмент для оцінки необхідного параметра.
Однак цей метод має обмеження в тому, що він поєднує резистори R1 та R2 зі схеми Рендла в один резистор і ігнорує конденсатор (див. рисунок 3). "С" є компонентом еквівалентної схеми електричної батареї, приймаючи значення 1,5 фарада за кожні 100Ач. По суті, метод вимірювання навантаженням постійного струму бачить акумулятор як резистор і може врахувати тільки активну складову електрохімічного джерела струму. Крім того, цей метод отримає аналогічні показання від хорошого акумулятора, який частково заряджений, і від слабкого, який заряджений повністю. Визначення ступеня працездатності та оцінка ємності в цьому випадку не є можливими.
Малюнок 3: Метод вимірювання навантаження постійного струму.Метод не показує повної відповідності до схеми Рендла. R1 і R2 працюють як один активний опір.
Існує і альтернативний метод - дворівневе вимірювання навантаженням постійного струму, коли застосовуються два послідовні розрядні навантаження з різною силою струму та тривалістю. Спочатку акумулятор розряджається малим струмом протягом 10 секунд, а потім вищим протягом трьох (див. рисунок 4); після, згідно із законом Ома обчислюється значення опору. Аналіз напруги за двох різних умов навантаження надає додаткову інформацію про акумулятор, але отримані значення строго резистивні, і не розкривають параметри ступеня працездатності або ємності. Методи, що використовують підключення навантаження, є кращими для акумуляторів, що живлять навантаження з постійним струмом.
Метод вимірювання електричної провідності змінним струмом (AC Cunductance)
Вимірювання електричної провідності для оцінки стартерних акумуляторів вперше було запропоновано в 1975 Кейтом Чампліном, і полягало в демонстрації лінійної кореляції між навантажувальними випробуваннями і провідністю. При підключенні навантаження змінного струму з частотою близько 90Гц, ємнісний та індуктивний опір відповідає 70-90Ач свинцево-кислотного акумулятора, внаслідок чого виникає незначна затримка фази напруги, яка зводить до мінімуму реактивний опір. (Частота зростає для меншого акумулятора і, відповідно, зменшується для більшого). Вимірники електричної провідності змінним струмом зазвичай використовуються в автомобільних гаражах для вимірювання пускового струму. Одночастотний метод (рисунок 5) бачить компоненти схеми Рендла як один комплексний імпеданс, який називається модуль Z.
Малюнок 5: Метод вимірювання електричної провідності змінним струмом.Окремі компоненти схеми Рендла поєднуються в один елемент і не можуть бути виміряні окремо.
Ще одним поширеним методом є тестування за допомогою частоти 1000Гц. Така частота збуджує акумулятор і за законом Ома можна обчислити опір. Слід зазначити, що методи, що використовують змінну напругу, показують інші значення порівняно з методами, що ґрунтуються на постійній напрузі при вимірюванні реактивного опору, і обидва підходи є вірними.
Наприклад, літій-іонний елемент типорозміру 18650 має опір близько 36мОм із навантаженням змінного струму частотою 1000Гц і приблизно 110мОм із навантаженням постійного струму. Оскільки обидва вищезазначені показання справедливі, але далекі один від одного, споживач повинен взяти до уваги специфіку експлуатації акумулятора. Метод, що використовує постійний струм, дає цінні дані в розрізі застосування зі споживачами постійного струму, наприклад, нагрівальними елементами або лампами розжарювання, тоді як метод 1000Гц краще відображає вимоги продуктивності, оптимізовані під живлення різних цифрових пристроїв, таких як ноутбуки або мобільні телефони, яким, насамперед, важливі ємнісні характеристики акумуляторів. На малюнку 6 показано 1000Гц метод.
Малюнок 6: 100Гц метод.Цей метод забезпечує отримання значень реактивного опору. Це найкращий метод для зняття імпедансу акумуляторів, що живлять цифрові пристрої.
Електрохімічна імпеданс-спектроскопія (Electrochemical Impedance Spectrocsopy - EIS)
Науково-дослідні лабораторії вже багато років використовують метод EIS для того, щоб оцінювати характеристики електричних батарей. Але висока вартість обладнання, велика тривалість випробувань та потреба у кваліфікованих фахівцях для розшифрування великого обсягу даних обмежили застосування цієї технології лабораторними умовами. EIS здатна отримувати значення R1, R2 і C зі схеми Рендла (рисунок 7), проте кореляція цих даних у пусковий струм (струм холодного прокручування) або оцінку ємності потребує комплексного моделювання (Дивіться BU-904: Як виміряти ємність).
Рисунок 7: Spectro™ метод. R1, R2 та C вимірюються окремо, що дозволяє проводити оцінку ступеня працездатності та ємності найбільш ефективно.
4,2 - 0,22 = 3,98 Вольт.
І це зовсім інша справа. Якщо взяти і з'єднати послідовно п'ять таких паралельних секцій, ми отримаємо батарею з напругою.
Uбат = 3,98 * 5 = 19,9 Вольт, ємністю -
Сбат = 2,2А / год * 5 = 11А / год ....
здатну віддати в навантаження струм 10 Ампер.
От якось так…
P.S. …. спіймав себе на думці, що задоволення теж можна міряти в А/год….
____________________
Згоден, що описаний вище метод може призвести до великої похибки у вимірах внутрішнього опору, але, насправді, абсолютна величина цього опору нас цікавить мало – нам важливий сам спосіб, який дасть можливість об'єктивно і досить швидко оцінити здоров'я кожного елемента …Практика показала, що опори елементів відрізняються в рази… і знаючи лише величину внутрішнього опору можна легко знайти «симулянтів»….
Вимірювання внутрішнього опору LiFePO4 елементів, розрахованих на дуже великі розрядні струми, може викликати деякі труднощі, пов'язані з необхідністю навантажувати їх дуже великими струмами…, але про це нічого сказати не можу, тому що практично цього не робив….
Як виміряти внутрішній опір акумулятора
Якщо замкнути плюс та мінус акумулятора, то отримаємо струм короткого замикання Ie = U / Re , ніби всередині є опір Re. Внутрішнє опір залежить від електрохімічних процесів всередині елемента, зокрема і від струму.
При надто великому струмі акумулятор зіпсується і навіть може вибухнути. Тому не замикайте плюс та мінус. Досить уявного експерименту.
Величину Reможна оцінити опосередковано щодо зміни струму та напруги на навантаженні Ra. При невеликому зменшенні опору навантаження Ra до RadR струм збільшується від Ia до Ia + dI. Напруга на виході елемента Ua = Ra×Ia при цьому зменшується на величину dU = Re × dI. Внутрішній опір визначається за формулою Re = dU/dI
Для оцінки внутрішнього опору акумулятора або батарейки я додав у схему вимірювача ємності резистор 12ом і тумблер (нижче на схемі показана кнопка), щоб змінювати струм на величину dI = 1.2 V / 12 Ohm = 0.1 А. Одночасно потрібно вимірювати напругу на напругу R .
Можна зробити просту схему лише вимірювання внутрішнього опору за зразком, показаному малюнку внизу. Але все ж таки краще спочатку трохи розрядити акумулятор, і після цього виміряти внутрішній опір. У середині розрядна характеристика пологіша, і вимір буде більш точним. Вийде «середнє» значення внутрішнього опору, що залишається стабільним досить багато часу.
Приклад визначення внутрішнього опору
Підключаємо акумулятор та вольтметр. Вольтметр показує 1.227V. Натискаємо кнопку: вольтметр показує 1.200V .
dU = 1.227V - 1.200V = 0.027V
Re = dU / dI = 0.027V / 0.1A = 0.27 Ohm
Це внутрішній опір елемента при струмі розряду 0.5А
Тестер показує не dU, а просто U. Щоб не помилитись в усному рахунку, я роблю так.
(1) Натискаю кнопку. Акумулятор починає розряджатися і напруга U починає зменшуватися.
(2) У момент, коли напруга U досягне круглої величини, наприклад 1.200V, я віджимаю кнопку і відразу бачу величину U+dU, наприклад 1.227V
(3) Нові цифри 0.027V – і є потрібна різниця dU.
У міру старіння акумуляторів їхній внутрішній опір збільшується. У якийсь момент ви виявите, що ємність навіть свіжозрядженого акумулятора неможливо виміряти, оскільки при натисканні кнопки Startреле не вмикається і годинник не запускається. Це виходить тому, що напруга на акумуляторі знижується до 1.2V і менше. Наприклад, при внутрішньому опорі 0.6 і струмі 0.5 А падіння напруги складе 0.6×0.5=0.3 вольта. Такий акумулятор не може працювати при струмі розряду 0.5А, який потрібно, наприклад, для світлодіодної кільцевої лампи. Цей акумулятор можна використовувати при меншому струмі – для живлення годинника або бездротової мишки. Саме за великою величиною внутрішнього опору сучасні зарядні пристрої, подібні до MH-C9000, визначають, що акумулятор несправний.
Внутрішній опір автомобільного акумулятора
Для оцінки внутрішнього опору АКБ можна використовувати лампу фари. Це має бути лампа розжарювання, наприклад, галогенова, але не світлодіодна. Лампа 60Вт споживає струм 5А.
При струмі 100А на внутрішньому опорі АКБ не повинно губитися більше 1 Вольта. Відповідно, при струмі 5А не повинно губитися більше 0.05 Вольта (1В*5А/100А). Тобто, внутрішній опір має перевищувати 0.05В / 5А = 0.01 Ома.
Підключіть паралельно акумулятору вольтметр та лампу. Запам'ятайте величину напруги. Вимкніть лампу. Зверніть увагу, наскільки збільшилася напруга. Якщо, скажімо, напруга зросла на 0.2 Вольта (Re = 0.04 Ома), то акумулятор зіпсований, а якщо на 0.02 Вольта (Re = 0.004 Ома), то він справний. При струмі 100А втрата напруги буде всього 0.02В*100А/5А = 0.4В
Внутрішнє опір акумулятора. Що таке внутрішній опір акумулятора? |
|
1. Що таке внутрішній опір акумулятора?Візьмемо свинцевий кислотний акумулятор з ємністю 1 А*годину та з номінальною напругою 12 В. У повністю зарядженому стані акумулятор має напругу приблизно U= 13 В. Який струм Iпотіче через акумулятор, якщо до нього підключити резистор із опором R=1 Ом? Ні, не 13 ампер, а дещо менше – близько 12.2 А. Чому? Електрики у своїх розрахунках звикли складати електричні ланцюги з елементів із кількома полюсами. Умовно, можна і акумулятор подати у вигляді двополюсника з ЕРС (електрорушійною силою - напругою без навантаження) Eта внутрішнім опором r. Передбачається, що частина ЕРС акумулятора падає на навантаженні, а інша частина - на внутрішньому опорі акумулятора. Інакше кажучи, передбачається, що вірна формула: Чому внутрішній опір акумулятора – умовна величина? Тому що свинцевий акумулятор - принципово нелінійний пристрій і його внутрішній опір не залишається постійним, а змінюється в залежності від навантаження, зарядженості акумулятора та багатьох інших параметрів, про які ми поговоримо пізніше. Тому точні розрахунки роботи акумуляторів потрібно проводити, користуючись розрядними кривими, які надає виробник акумуляторів, а не внутрішнім опором акумулятора. Але для розрахунків роботи ланцюгів, пов'язаних з акумулятором, внутрішній опір акумулятора використовувати можна, віддаючи собі щоразу звіт у тому, про яку величину йдеться: про внутрішній опір акумулятора при зарядці або розряді, про внутрішній опір акумулятора на постійному струмі або змінному, а якщо змінному, то який частоти і т.д. Тепер, повернувшись до нашого прикладу, ми можемо приблизно визначити внутрішній опір акумулятора 12 В, 1 А*година постійному струмі. r = (E - U) / I = (13В - 12.2В) / 1А = 0.7 Ом. 2. Як пов'язані внутрішній опір акумулятора та провідність акумулятора?За визначенням, провідність є величина зворотна опору. Тому і провідність акумулятора S зворотна до внутрішнього опору акумулятора r. Одиницею провідності акумулятора у системі СІ є Сіменси. 3. Від чого залежить внутрішній опір акумулятора?Падіння напруги на свинцевому акумуляторі не пропорційно до розрядного струму. При великих розрядних струмах дифузія іонів |
Як відомо, акумулятори великої ємності більші і масивніші за акумулятори малої ємності. У них більша робоча поверхня пластин і більше простору для дифузії електроліту всередині акумулятора.  Тому внутрішній опір акумуляторів великої ємності менший, ніж внутрішній опір акумуляторів меншої ємності. Нижче наводиться графік залежності провідності акумуляторів від частоти, взятий із роботи австралійських дослідників.
За високої температури швидкість дифузії іонів електроліту вища, ніж за низької. Ця залежність має лінійний характер. Вона визначає залежність внутрішнього опору акумулятора від температури. Під час розряду акумулятора кількість активної маси на пластинах акумулятора зменшується, що призводить до зменшення активної поверхні пластин. 4. Чи можна використовувати внутрішній опір акумулятора для перевірки акумулятора?Вже досить давно відомі прилади для перевірки акумуляторів, принцип дії яких базується на зв'язку між внутрішнім опором акумулятора та ємністю акумулятора. Деякі прилади (навантажувальні вилки та подібні прилади) пропонують оцінити стан акумулятора за напругою акумулятора під навантаженням (що схоже на вимірювання внутрішнього опору акумулятора на постійному струмі). Застосування інших (вимірювачів внутрішнього опору акумулятора на змінному струмі) ґрунтується на зв'язку внутрішнього опору зі станом акумулятора. Третій тип приладів (вимірники спектрів) дозволяє порівнювати спектри внутрішнього опору акумуляторів на змінному струмі різних частот та робити висновки про стан акумулятора на їх основі. Саме собою внутрішній опір (або провідність) акумулятора дозволяє лише якісно оцінити стан акумулятора. До того ж, виробники подібних приладів не вказують на якій частоті відбувається вимірювання провідності і яким струмом проводиться випробування. А, як ми вже знаємо, внутрішній опір акумулятора залежить і від частоти, і від струму. Отже, вимірювання провідності не дає кількісної інформації, яка дозволила б користувачеві приладу визначити скільки часу пропрацює акумулятор при наступному розряді на навантаження. Цей недолік пов'язаний з тим, що між ємністю акумулятора та внутрішнім опором акумулятора немає однозначної залежності. Найсучасніші тестери акумуляторів ґрунтуються на аналізі осцилограми відгуку акумулятора на сигнал спеціальної форми. Вони швидко оцінюють ємність акумулятора, що дозволяє стежити за зносом і старінням свинцевого акумулятора, розрахувати тривалість розряду акумулятора при даному його стані і скласти прогноз ресурсу, що залишився, свинцевого акумулятора. |
Бережіть природу. Не викидайте акумулятори, що вийшли з ладу — здавайте їх для утилізації в спеціалізовану фірму. |
|
Якщо ми виміряємо напругу на акумуляторі, до якого підключений резистор, то побачимо, що воно приблизно дорівнює 12.2 В - напруга на акумуляторі впала через те, що швидкість дифузії іонів в електроліті не дуже велика.
електроліту відбувається у вільному просторі, а при маленьких струмах розряду акумулятора сильно обмежується порами активної речовини пластин акумулятора. Тому внутрішній опір акумулятора при великих струмах у кілька разів (для свинцевого акумулятора) менше, ніж внутрішній опір того ж акумулятора при малих струмах.
З графіка випливає, що внутрішній опір свинцевого акумулятора має мінімум при частотах сотень герц.
При вищій температурі внутрішній опір акумулятора нижче, ніж при низькій температурі.
Тому внутрішній опір зарядженого акумулятора менше, ніж внутрішній опір розрядженого акумулятора.Додати до Анти-Банер
Джерело - це пристрій, який перетворює механічну, хімічну, термічну та інші форми енергії в електричну. Іншими словами, джерело є активним мережевим елементом, призначеним для створення електроенергії. Різні типи джерел, доступних в електромережі, є джерелами напруги і джерела струму. Ці дві концепції в електроніці відрізняються одна від одної.
Джерело постійної напруги
Джерело напруги - пристрій з двома полюсами, напруга його в будь-який момент часу є постійним, і струм, що проходить через нього, не впливає. Таке джерело буде ідеальним, що має нульовий внутрішній опір. У практичних умовах його не можна отримати.
На негативному полюсі джерела напруги накопичується надлишок електронів, у позитивного полюса їх дефіцит. Стану полюсів підтримуються процесами всередині джерела.
Батареї
Батареї зберігають хімічну енергію всередині та здатні перетворювати її на електричну. Батареї не можуть бути перезаряджені, що є їх недоліком.
Акумулятори
Акумулятори є батареями, що перезаряджаються. Під час заряджання електрична енергія зберігається усередині у вигляді хімічної. Під час розвантаження хімічний процес протікає у протилежному напрямку, а електрична енергія вивільняється.
Приклади:
- Свинцево-кислотний акумуляторний елемент. Виготовляється із свинцевих електродів та електролітичної рідини у вигляді розведеної дистильованою водою сірчаної кислоти. Напруга на комірку - близько 2 В. В автомобільних акумуляторах шість осередків зазвичай з'єднані в послідовний ланцюг, на клемах виходу результуюча напруга - 12 В;
- Нікель-кадмієві акумулятори, напруга комірки – 1,2 Ст.
Важливо!При невеликих струмах батареї та акумулятори можна вважати хорошим наближенням до ідеальних джерел напруги.
Джерело змінної напруги
Електроенергія виробляється на електричних станціях за допомогою генераторів та після регулювання напруги передається до споживача. Змінна напруга домашньої мережі 220 В блоках живлення різних електронних пристроїв легко перетворюється на нижчий показник при застосуванні трансформаторів.
Джерело струму
За аналогією, як ідеальне джерело напруги створює постійну напругу на виході, завдання джерела струму - видати постійне значення струму, автоматично контролюючи необхідну напругу. Прикладами є трансформатори струму (вторинна обмотка), фотоелементи, колекторні струми транзисторів.
Розрахунок внутрішнього опору джерела напруги
Реальні джерела напруги мають власний електричний опір, який називається «внутрішній опір». Приєднане до висновків джерела навантаження позначається під назвою «зовнішнє опір» – R.
Батарея акумуляторів генерує ЕРС:
ε = E/Q, де:
- Е - Енергія (Дж);
- Q – заряд (Кл).
Сумарна ЕРС акумуляторного елемента є напругою його розімкнутого ланцюга за відсутності навантаження. Його можна проконтролювати із гарною точністю цифровим мультиметром. Різниця потенціалів, виміряна на вихідних контактах батареї, коли вона включена на навантажувальний резистор, складе меншу величину, ніж її напруга при незамкнутому ланцюзі, через протікання струму через зовнішнє навантаження і через внутрішній опір джерела, це призводить до розсіювання енергії в ньому як теплового випромінювання .
Внутрішній опір акумулятора з хімічним принципом дії знаходиться між часткою ома і декількома омами і в основному пов'язаний з опором електролітичних матеріалів, що використовуються при виготовленні батареї.
Якщо резистор опором R приєднати до батареї, струм у ланцюзі I = ε/(R + r).
Внутрішній опір – не стала величина. На нього впливає рід батареї (лужна, свинцево-кислотна і т. д.), воно змінюється залежно від значення навантаження, температури і терміну використання акумулятора. Наприклад, у разових батарейок внутрішній опір зростає під час використання, а напруга у зв'язку з цим падає до приходу в стан, непридатний для подальшої експлуатації.
Якщо ЕРС джерела – заздалегідь ця величина, внутрішній опір джерела визначається, вимірюючи струм, що протікає через опір навантаження.
- Оскільки внутрішній та зовнішній опір у наближеній схемі включені послідовно, можна використовувати закони Ома та Кірхгофа для застосування формули:
- На цьому виразі r = ε/I – R.
приклад.Акумулятор з відомою ЕРС ε = 1.5 і з'єднаний послідовно з лампочкою. Падіння напруги на лампочці становить 1,2 В. Отже, внутрішній опір елемента створює падіння напруги: 1,5 - 1,2 = 0,3 В. Опір проводів в ланцюзі вважається дуже малим, опір лампи не відомий. Виміряний струм, що проходить через ланцюг: I = 0,3 А. Потрібно визначити внутрішній опір акумулятора.
- За законом Ома опір лампочки R = U/I = 1,2/0,3 = 4 Ом;
- Тепер за формулою до розрахунку внутрішнього опору r = ε/I – R = 1,5/0,3 – 4 = 1 Ом.
У разі короткого замикання зовнішній опір падає майже нуля. Струм може обмежувати своє значення лише маленьким опором джерела. Сила струму, що виникає в такій ситуації, настільки велика, що джерело напруги може бути пошкоджене тепловим впливом струму, існує небезпека займання. Ризик пожежі запобігається установці запобіжників, наприклад, у ланцюгах автомобільних акумуляторів.
Внутрішнє опір джерела напруги – важливий чинник, коли вирішується питання, як передати найбільш ефективну потужність приєднаному електроприладу.
Важливо!Максимальна передача потужності відбувається, коли внутрішній опір джерела дорівнює опору навантаження.
Однак за цієї умови, пам'ятаючи формулу Р = I² x R, ідентична кількість енергії віддається навантаженню і розсіюється у самому джерелі, яке ККД становить лише 50%.
Вимоги навантаження повинні бути ретельно розглянуті для ухвалення рішення щодо найкращого використання джерела. Наприклад, свинцево-кислотна автомобільна батарея повинна забезпечувати високі струми при порівняно низькій напрузі 12 В. Її низький внутрішній опір дозволяє їй це робити.
У деяких випадках джерела живлення високої напруги повинні мати надзвичайно великий внутрішній опір, щоб обмежити струм к. з.
Особливості внутрішнього опору джерела струму
У ідеального джерела струму нескінченне опір, а справжніх джерел можна уявити наближений варіант. Еквівалентна електросхема – це опір, підключений до джерела паралельно, і зовнішній опір.
Струмовий вихід від джерела струму розподіляється так: частково струм тече через найвищий внутрішній опір і через низький опір навантаження.
Вихідний струм перебуватиме із суми струмів на внутрішньому опорі та навантажувального Iо = Iн + Iвн.
Виходить:
Iн = Iо - Iвн = Iо - Uн / r.
Ця залежність показує, що коли внутрішній опір джерела струму зростає, то більше знижується струм на ньому, а резистор навантаження отримує більшу частину струму. Цікаво, що напруга не впливатиме на струмову величину.
Вихідна напруга реального джерела:
Uвих = I x (R x r) / (R + r) = I x R / (1 + R / r).
Сила струму:
Iвих = I/(1 + R/r).
Вихідна потужність:
Рви = I² x R/(1 + R/r)².
Важливо!Аналізуючи схеми, виходять із таких умов: при значному перевищенні внутрішнього опору джерела над зовнішнім є джерелом струму. Коли навпаки, внутрішній опір значно менший за зовнішній, це джерело напруги.
Джерела струму застосовуються при подачі електроенергії на вимірювальні мости, операційні підсилювачі, можуть бути різні датчики.
Відео
Можливо, це буде цікаво любителям вимірювати внутрішній опір акумуляторів та батарейок. Матеріал місцями не відноситься до розважального чтива. Але я намагався викласти дуже просто. Не стріляйте у піаніста. Огляд вийшов великим (і навіть у двох частинах), за що прошу вибачення.
На початку огляду наведено короткий список літератури. Першоджерела викладені у хмару, шукати не треба.
0. Вступ
Прилад купив з цікавості. Просто на всяко-різних спілкалках в рунеті з питань вимірювання внутрішнього опору гальванічних елементів десь на 20-30 сторінці з'являлися повідомлення про чудовий китайський девайс YR1030, який цей внутрішній опір міряє і впевнено і правильно. На цьому суперечки вщухали, тема впадала в колапс і плавно йшла до архіву. Тому посилання на лоти з YR1030 у мене валялися у хотівках півтора року. Але жаба душила, завжди була причина бухнути «накопичене непосильною працею» у щось цікавіше чи корисніше.
Коли побачив перший та єдиний лот YR1035 на Алі – одразу зрозумів: годину пробив, треба брати. Чи зараз, чи ніколи. А із заплутаним питанням про внутрішній опір розберуся, поки прилад дійде до мого поштового відділення. Покупку сплатив, почав розбиратися. Краще б цього не робив. Як то кажуть: менше знаєш – міцніше спиш. Результати розглядів коротко викладені у Частині II цього огляду. Загляньте на дозвіллі.
Я купив YR1035 у максимальній комплектації. На сторінці товару вона виглядає так: 
І ще жодного разу не пошкодував про скоєне (в сенсі повноти комплектації). Насправді всі 3 способи підключення YR1035 до батарейки/АКБ/чого завгодно потрібні (або можуть стати в нагоді) і дуже добре взаємодоповнюють один одного.
Передня панелька на фото виглядає химерною, але це не так. Просто продавець спершу зняв захисну плівку. Потім подумав, приліпив назад та сфоткав.
Вся ця справа обійшлася мені в 4083 руб ($65 за нинішнім курсом). Тепер продавець трохи підняв ціну, бо продаж сяк-так, але пішли. Та й відгуки на сторінці товару суцільно більш ніж позитивні.
Комплект був упакований дуже добре, в якійсь коробці (пишу по пам'яті, все давно викинуто). Усередині все було розкладено по окремих зип-мішочках з поліетилену і покладено щільно, ніде не бовталося. Додатково до щуп у вигляді спарених трубочок (pogo pins) йшов комплект запасних наконечників (4 шт.). Про ці самі pogo pins тут є.
СЛОВНИК абревіатур та термінів
ХІТ- Хімічний джерело струму. Бувають гальванічні та паливні. Далі йдеться лише про гальванічні ХІТ.
Імпеданс (Z)- Комплексний електричний опір Z = Z + iZ'.
Адміттанс- Комплексна електропровідність, величина зворотна імпедансу. A=1/Z
ЕРС– «чисто хімічна» різниця потенціалів між електродами в гальванічному елементі, яка визначається як різниця електрохімічних потенціалів анода та катода.
НРЦ- напруга розірваного ланцюга, для одиночних елементів зазвичай приблизно дорівнює ЕРС.
Анод(хімічне визначення) – електрод, у якому відбувається окислення.
Катод(хімічне визначення) – електрод, у якому відбувається відновлення.
Електроліт(хімічне визначення) - речовина, яка в розчині або розплаві (тобто в рідкому середовищі) розпадається на іони (частково або повністю).
Електроліт(Технічне, НЕ хімічне визначення) – рідке, тверде або гелеподібне середовище, що проводить електричний струм за рахунок руху іонів. Якщо по-простому: електроліт (техн.) = електроліт (хім.) + Розчинник.
ДЕС- Подвійний електричний шар. Завжди є на межі розділу електрод/електроліт.
ЛІТЕРАТУРА – все викладено у бібліотечку НА Хмарі
А. За вимірами внутр. опору та спробам витягти з цього хоч якусь корисну інформацію
01. [Дуже рекомендую ознайомитися з гл.1, там все дуже просто]
Чупін Д.П. Параметричний метод контролю експлуатаційних характеристик акумуляторних батарей. Дис... уч. ст. к. т. зв. Київ, 2014.
Читати – лише гл.1 (Літогляд). Далі – черговий винахід велосипеда.
02. Таганова А. А., Пак І.А. Герметичні джерела струму для портативної апаратури: Довідник. СПб: Хіміздат, 2003. 208 с.
Читати – гл.8 «Діагностика стану хімічних джерел струму»
03. [це краще не читати, більше помилок і друкарських помилок, а нового нічого]
Таганова А. А., Бубнов Ю. І., Орлов С. Б. Герметичні хімічні джерела струму: елементи та акумулятори, обладнання для випробувань та експлуатації. СПб: Хіміздат, 2005. 264 с.
04. Хімічні джерела струму: Довідник/За ред. Н. В. Коровіна та А. М. Скундіна. М: Вид-во МЕІ. 2003. 740 с.
Читати – разд.1.8 «Методи фізико-хімічних досліджень ХІТ»
Б. За імпедансною спектроскопією
05. [класика, три книжки нижче – це спрощений та укорочений книги Стойнова, методички для студентів]
Стойнів, 3.Б. Електрохімічний імпеданс/3.Б. Стойнов, Б.М. Граф, Б.С. Савова-Стойнова, У. У. Єлкін // М.: «Наука», 1991. 336 з.
06. [це найкоротший варіант]
07. [Це варіант достовірніше]
Жуковський В.М., Бушкова О.В. Імпедансна спектроскопія твердих електролітичних матеріалів. Метод. допомога. Єкатеринбург, 2000. 35 с.
08. [це ще більш повний варіант: розширений, поглиблений та розжований]
Буянова Є.С., Ємельянова Ю.В. Імпедансна спектроскопія електролітичних матеріалів. Метод. допомога. Єкатеринбург, 2008. 70 с.
09. [можна прогорнути як Мурзілку – багато красивих картинок; у тексті я знаходив очеп'ятки та явні ляпи… Увага: важить ~100 Мб]
Springer Handbook of Electrochemical Energy
Найцікавіший розділ: Pt.15. Lithium-Ion Batteries and Materials
Ст Інф. листки від BioLogic (імп. спектроскопія)
10. EC-Lab - Application Note #8-Impedance, admittance, Nyquist, Bode, Black
11. EC-Lab - Application Note #21-Measurements of the double layer capacitance
12. EC-Lab - Application Note #23-EIS measurements on Li-ion batteries
13. EC-Lab - Application Note #38-A відношення між AC і DC measurements
14. EC-Lab - Application Note #50
15. EC-Lab - Application Note #59-stack-LiFePO4(120 шт)
16. EC-Lab - Application Note #61
17. EC-Lab - Application Note #62.
18. EC-Lab - White Paper #1-Studying batteries with Electrochemical Impedance Spectroscopy
Г. Порівняння методів виміру внутр. опору
19. H-G. Schweiger та ін. Comparison of Several Methods for Determining the Internal Resistance of Lithium Ion Cells // Sensors, 2010. №10, р.5604-5625.
Д. Огляди (обидва англійською) по SEI - захисних шарах на аноді та катоді в Li-Ion акк.
20. [короткий огляд]
21. [повний огляд]
Є. ГОСТи - куди ж без них ... У хмарі не всі, тільки ті, що опинилися під рукою.
ГОСТ Р МЭК 60285-2002 Акумулятори та батареї лужні. Акумулятори нікель-кадмієві герметичні циліндричні
ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004 Акумулятори та акумуляторні батареї, що містять лужний та інші некислотні електроліти. Портативні герметичні акумулятори. Частина 1. Нікель-кадмій
ГОСТ Р МЭК 61951-2-2007 Акумулятори та акумуляторні батареї, що містять лужний та інші некислотні електроліти. Портативні герметичні акумулятори. Частина 2. Нікель-метал-гідрид
ГОСТ Р МЭК 61436-2004 Акумулятори та акумуляторні батареї, що містять лужний та інші некислотні електроліти. Акумулятори нікель-металгідридні герметичні
ГОСТ Р МЭК 61960-2007 Акумулятори та акумуляторні батареї, що містять лужний та інші некислотні електроліти. Акумулятори та акумуляторні батареї літієві для портативного застосування
ГОСТ Р МЕК 896-1-95 Свинцево-кислотні стаціонарні батареї. Загальні вимоги та методи випробувань. Частина 1. Відкриті типи
ГОСТ Р МЕК 60896-2-99 Свинцево-кислотні стаціонарні батареї. Загальні вимоги та методи випробувань. Частина 2. Закриті типи
1. Коротенько для тих, хто користується YR1030 або хоча б знає навіщо воно потрібне
(якщо Ви поки що не в курсі, то цей пункт поки що прокиньте і відразу переходите до п.2. Повернутися ніколи не пізно)
Якщо коротко, то YR1035 – це, по суті, YR1030 з деяким поліпшайтингом..
Що мені відомо про YR1030?
(переклад Mooch - «Жебра» ;)) 
Ось відео, як наш майстер зробив, що підключається до YR1030.
На Алі YR1030 торгують кілька продавців, 1-2 є на іБеї. Все, що там продається, йде без лейбла «Vapcell». Я побував на сайті Vapcell, насилу знайшов .
У мене склалося враження, що Vapcell до розробки та виробництва YR1030 має приблизно таке саме відношення як Муська до балету Великого театру. Єдине, що привніс Vapcell у YR1030 – так це переклав меню з китайської на англійську та запакував у гарну картонку. І задер ціну в 1.5 рази. Все-таки "бренд" ;).
YR1035 відрізняється від YR1030 у наступному.
1. Доданий 1 розряд у рядку вольтметра. Тут дивують 2 моменти.
а) Напрочуд велика точність вимірювання різниці потенціалів. Вона однакова з топовими DMM на 50 тис. відліків (нижче буде проведено порівняння з Fluke 287). Прилад явно калібрували, що не може не тішити. Тож розряд той доданий не дарма. 
б) Риторичне питання:
Навіщо вона потрібна, така шалена точність, якщо цей вольтметр використовувати за прямим призначенням, тобто. для виміру НРЦ (напруги розірваного ланцюга)?
Дуже слабкий аргумент:
З іншого боку, прилад за 50-60 бакінських може періодично виступати в ролі домашнього зразкового вольтметра постійної напруги. І ніяких та їх табличками від китайців, які нерідко виявляються відвертою дезою.
2. Нарешті похмурий USB, До якого підключаються електроди/щупи в YR1030, замінений на куди як більш осудний чотириконтактний циліндричний роз'єм (назва не знайшов, думаю в коментах підкажуть правильну назву).
UPD. Роз'єм називається XS10-4P. Дякую ! 
Розсудливий як у плані кріплення, і у плані довговічності/надійності контактів. Звичайно, у щупів для найкрутіших (стаціонарних) вимірювачів на кінці кожного з 4-х дротів по BNS-у, але ліпити 4 частини у відповідь на невелику легку коробочку корпусу YR1035 ... Це було б, напевно, занадто.
3. Верхня межа вимірювання напруги підняли з 30 вольт до 100. Навіть не знаю, як це прокоментувати. Особисто я не ризикуватиму. Бо мені воно не потрібне.
4. Роз'єм для зарядки (micro-USB) перенесли з верхнього торця на нижнійторець корпусу. Стало зручніше користуватися приладом у процесі підзарядки вбудованого елемента живлення.
5. Змінили колір корпусу на темний, але залишили передню глянсову панель.
6. Навколо екрана зробили яскраво-синій кантик.
Так що нікому невідоме китайське підприємство попрацювало-таки над поліпшайтингом YR1030-->YR1035 і зробило як мінімум два корисні нововведення. А ось які саме – кожен юзер вирішить сам.
2. Для тих, хто не знає що це і навіщо воно потрібне
Як відомо, у світі є люди, які цікавляться таким параметром ХІТ, як його внутрішній опір.
«Напевно, це дуже важливо для користувачів. Безперечно, що опція вимірювання внутрішнього опору сприятиме зростанню продажів наших чудових зарядок-тестилок» - подумали китайці. І вліпили цю справу в різні Опуси, Ліїтокали, айМакси та інші, інші… Китайські маркетологи не помилилися. Подібна фіча не може не викликати нічого, окрім тихої радості. Тільки ось реалізовано це через одне місце. Ну далі ви самі побачите.
Спробуємо застосувати цю опцію на практиці. Беремо [наприклад] Lii-500 і якийсь акумулятор. Першою мені потрапила під руку «шоколадка» (LG Lithium Ion INR18650HG2 3000mAh). За даташитом внутрішній опір «шоколадки» має бути не більше 20 мОм. Я зробив 140 послідовних вимірів R по всіх 4 слотів: 1-2-3-4-1-2-3-4-… і т.д., по колу. Вийшла ось така табличка: 
Зеленим позначено значення R = 20 мОм і менше, тобто. "те, що лікар прописав". Усього їх 26 чи 18.6%.
Червоним – R = 30 мОм і більше. Усього їх 13 чи 9.3%. Імовірно, що це так звані промахи (або "вильоти") - коли отримане значення різко відрізняється від "середнього по лікарні" (думаю, багато хто здогадався чому половина вильотів у перших двох рядках таблиці). Можливо їх слід відкинути. Але, щоб зробити це обґрунтовано, потрібно мати репрезентативну вибірку. Якщо по-простому: зробити однотипні незалежні виміри багато разів. І задокументувати. Що, власне, я й зробив.
Ну, і переважна кількість вимірів (101 або 72.1%) уклалося в діапазон 20< R< 30 мОм.
Цю табличку можна перенести на гістограму (значення 68 та 115 відкинуті як явні вильоти): 
О, вже щось прояснюється. Адже тут глобальний максимум (у статистиці – «мода») на 21 мОм. Отже, це і є справжнє значення внутрішнього опору LG HG2? Щоправда, на діаграмі є ще 2 локальні максимуми, але якщо побудувати гістограму за правилами прикладного стату. обробки, то вони неминуче зникнуть: 
Як це зроблено
Відкриваємо книжку (на сторінці 203)
Прикладна статистика Основи економетрики: У 2 т. - Т.1: Айвазян С.А., Мхітарян В.С. Теорія ймовірностей та прикладна статистика. - М.: ЮНІТІ-ДАНА, 2001. - 656 с. 
Будуємо групований ряд спостережень.
Виміри в проміжку 17-33 мОм утворюють компактну множину (кластер) і всі розрахунки будуть зроблені для цього кластера. Що робити з результатами вимірів 37-38-39-68-115? 68 та 115 – явні промахи (вильоти, викиди) та їх слід відкинути. 37-38-39 утворюють свій локальний міні-кластер. У принципі, його також можна далі не враховувати. Але не виключено, що це продовження важкого хвоста даного розподілу.
Число спостережень переважно кластері: N = 140-5 = 135.
а) R(min) = 17 мОм R(max) = 33 мОм
б) Число інтервалів s = 3.32lg(N)+1 = 3.32lg(135)+1 = 8.07 = 8 (округлення до цілого)
Ширина інтервалу D = (R (max) - R (min)) / s = (33 - 17) / 8 = 2 мОм
в) Середини інтервалів 17.5, 19.5, 21.5.
З діаграми видно, що крива розподілу несиметрична, з т.зв. "важким хвостом". Тому середнє арифметичне за всіма 140 вимірами дорівнює 24.9 мОм. Якщо відкинути перші 8 вимірів, поки контакти притиралися один до одного, то 23.8 мОм. Ну а медіана (центр розподілу, середньозважене значення) трохи більше ніж 22…
Ви можете обрати будь-який із способів оцінки величини R. Бо розподіл несиметричний і тому ситуація неоднозначна***:
21 мОм (мода на гістограмі №1),
21.5 мОм (мода на гістограмі №2),
22 мОм (медіана),
23.8 мОм (середнє арифметичне з поправкою),
24.9 мОм (середнє арифметичне без виправлення).
***Примітка. У разі асиметричного розподілу у статистиці рекомендують використовувати медіану.
Але за будь-якого вибору виявиться, що R більше [гранично допустимих для живого, здорового, добре зарядженого акумулятора] 20 мОм.
У мене прохання до читачів: повторити цей експеримент на своєму екземплярі вимірювалки внутрішнього опору типу Lii-500 (Опуси тощо). Тільки щонайменше 100 разів. Скласти табличку та намалювати гістограму розподілу для якогось акумулятора з відомим даташитом. Акумулятор повинен бути не обов'язково заряджений до упору, але близько до того.
Якщо Ви здогадаєтеся підготувати поверхні, що контактують - зачистити, знежирити (чого не зробив автор), то розкид між вимірюваннями буде меншим. Але він все одно буде. І помітний.
3. Хто винен і що робити?
Далі виникає два закономірні питання:
1) Чому свідчення так скачуть?
2) Чому внутрішній опір «шоколадки», знайдений з використанням будь-якого з перерахованих вище критеріїв, завжди виявляється більшим за граничну величину 20 мОм?
На перше запитанняє проста відповідь (відомий багатьом): сам спосіб вимірювання малих за величиною R докорінно неправильний. Бо використовується двоконтактна (двопровідна) схема підключення, чутлива до ПСК (перехідного опору контактів). ПСК за величиною порівняно з вимірюваним R і "гуляє" від виміру до виміру.
А міряти треба чотириконтактним (чотирьохпровідним) способом. Саме так і написано у всіх ГОСТах. Хоча ні, брешу – не у всіх. Ось у ГОСТ Р МЕК 61951-2-2007 (крайній за Ni-MeH) це є, а в ГОСТ Р МЕК 61960-2007 (Li) цього немає***. Пояснення цьому факту дуже просте – просто забули згадати. Або не вважали за потрібне.
***Примітка. Сучасні російські ДСТУ з ХІТ є перекладеними російською мовою міжнародними стандартами IEC (International Electrotechnical Commission). Останні хоч і мають рекомендаційний характер (країна може їх приймати або не приймати), але, будучи прийнятими, стають національними стандартами.
Під спойлером – шматки ГОСТів, згаданих вище. Те, що стосується вимірювання внутрішнього опору. Повні версії цих документів можна хитнути з хмари (посилання на початку огляду).
Вимірювання внутрішнього порівняння ХІТ. Як воно має виконуватись. З ДЕРЖСТАНДАРТ 61960-2007 (для Li) та 61951-2-2007 (для Ni-MeH)
До речі, під спойлером знаходиться відповідь на друге запитання(чому на Lii-500 виходить R>20 Ом).
Ось місце з даташита LG INR18650HG2, де згадані ці 20 мОм:
Зверніть увагу на виділене червоним. LG гарантує внутрішній опір елемента не більше 20 мОм, якщо воно виміряно на частоті 1 кГц.
Опис того, як це має робитися, подивіться під спойлером вище: пункти «Вимірювання внутрішнього опору методом a.c.».
Чому вибрано частоту 1 кГц, а не іншу? Не знаю, чи так домовилися. Але резони, мабуть, були. У наступному розділі цей момент буде розглянуто дуже детально.
Більше того, у всіх даташитах ХІТ лужного типу (Li, Ni-MeH, Ni-Cd), які мені доводилося гортати, якщо і було згадано внутрішній опір, воно ставилося до частоти 1 кГц. Правда, бувають винятки: іноді є і для вимірювання на 1 кГц, і на постійному струмі. Приклад під спойлером.
З датацитів LG 18650 HE4 (2.5Ah, ака «банан») та «рожевого» Samsung INR18650-25R(2.5Ah)
LG 18650 HE4
Samsung INR18650-25R
Пристрої типу YR1030/YR1035 дозволяють виміряти R (точніше - повного імпедансу) на частоті 1 кГц.
R(a.c.) даного екземпляра LG INR18650HG2 ~15 мОм. Отже, все нормально.
А на якій частоті все це відбувається в розглянутих «просунутих» зарядках-тестилках? На частоті, що дорівнює нулю. Це згадане у ГОСТах «Вимір внутрішнього опору методом d.c.».
Причому, на зарядках-тестилках це реалізовано негаразд, як описано в стандартах. І не так, як це реалізовано в діагностичному обладнанні у різних фірм-виробників (CADEX та подібні до них). І не так, як це розглянуто у наукових та навколонаукових дослідженнях із цього приводу.
А «за поняттями», відомими лише виробникам тих самих тестилок. Читач може заперечити: та яка різниця як міряти? В результаті вийде одне й те саме… Ну, там, похибкою, плюс-мінус… Виявляється, різниця є. І помітна. Про це буде коротко в розділі 5.
Головне, що потрібно усвідомити та з чим змиритися:
а) R(d.c.) та R(a.c.) – це різні параметри
б) завжди виконується нерівність R(d.c.)>R(a.c.)
4. Чому внутрішній опір ХІТ на постійному струмі R(d.c.) та змінному струмі R(a.c.) різні?
4.1. Варіант №1. Найпростіше пояснення
Це навіть не пояснення, а хіба що констатація факту (взято у Таганової).
1) Те, що вимірюється на постійному струмі R(d.c.) – це сума двох опорів: омічного та поляризаційного R(d.c.) = R(о) + R(pol).
2) А коли на змінному, та ще й на «правильній» частоті 1 кГц, R(pol) зникає і залишається тільки R(о). Тобто R(1 кГц) = R(о).
Принаймні на це хочеться сподіватися експертам МЕК, Алевтині Таганової, а також багатьом (майже всім), хто вимірює R(d.c.) та R(1 кГц). І шляхом нехитрих арифметичних дій отримує R(о) та R(pol) окремо.
Якщо таке пояснення Вас влаштовує, то частина II (оформлена окремим оглядом) можете не читати.
Несподівано!
…
Через обмеження обсягів оглядів на Муську розділи 4 і 5 були винесені. Ну, типу, "Додаток".
...
6. YR1035 як вольтметрЦя додаткова опція є у всіх пристойних пристроях такого роду (battery analyzer, battery tester).
Було проведено порівняння з Fluke 287. Прилади мають приблизно однакову роздільну здатність. У YR1035 навіть трохи більше – 100 тис відліків, а у Флюка – 50 тис.
Як джерело постійної різниці потенціалів виступав ЛШП Corad-3005. 
Отримані результати – у табличці. 
Збіг до п'ятої значущої циферки. Кумедно. Насправді таку одностайність у двох приладів, каліброваних на протилежних кінцях світу, зустрінеш не часто.
Вирішив зліпити колаж на згадку:) 
7. YR1035 як омметр
7.1 Тестування на «великих» опорах
З того, що знайшлося, було зліплено імпровізований «магазин опорів»: 
До якого по черзі підключалися YR1035 та Флюк: 
Рідні монструозні щупи Флюка був змушений замінити на більш відповідні ситуації, бо з «рідними» навіть «дельту» виставити вельми проблематично (через їхню гумово-захищеність за 80 рівнем 600В+IV клас - жах, коротше): 
Вийшла така табличка, розширена і доповнена: 
Ну що я можу сказати.
1) Поки що слід звернути увагу на результати, отримані Mooch
2) Щодо того, що було отримано данцемна малих опорах: судячи з усього, із встановленням нуля на YR1030 у нього вийшло не дуже – причини будуть пояснені нижче.
До речі, із нордично скупого незрозуміло:
- Виміри опору якихоб'єктів він проводив?
- яквін це робив, маючи на руках стандартну коробку від Vapcell з приладчиком, писулькою ламаною англійською та «4 terminal probes» = дві пари Pogo pins? Фото з його огляду: 
7.2 Перевірка на провіднику з опором ~5 мОм
Як же уникнути класики жанру: визначення опору одиночного провідника згідно із законом Ома? Та ніяк. Це святе. 
Як піддослідна виступила мідна жила в синій ізоляції діаметром 1.65 мм (AWG14=1,628 мм) і довжиною 635 мм. З метою зручності підключення вона була загнута у щось меандроподібне (див. фото нижче).
Перед виміром на YR1035 був виставлений нуль була зроблена компенсація R (довге натискання на кнопку «ZEROR»): 
Закорочення у разі щупів Кельвіна надійніше робити так, як показано на фото, а не «друг не дружку». Ну, це у випадку, що вони такі ж простецькі як у даному комплекті, а не позолочені.
Не дивуйтеся, що в результаті не вдалося виставити 0.00 мОм. На YR1035 0.00 мОм – це буває вкрай рідко. Зазвичай виходить від 0,02 до 0,05 мОм. І те, після кількох спроб. Причина незрозуміла.
Далі ланцюг був зібраний, виміри зроблено. 
Цікаво, що в якості точного вольтметра (вимірювання падіння напруги ΔU на жилі) виступав сам YR1035 (див. попередній пункт: YR1035 як вольтметр - той же Флюк, але з більшою роздільною здатністю). Джерелом служив ЛШП Corad-3005 у режимі стабілізації напруги (1 В).
За законом Ома
R(експ) = ΔU(YR1035)/I(Fluke) = 0.01708(В)/3.1115(А) = 0.005489 Ом = 5.49 мОм
При цьому YR1035 показав
R(YR1035) = 5.44 мОм
Так як на ZEROR було 0.02 мОм, то
R(YR1035) = 5.44 - 0.02 = 5.42 мОм
Різниця
R(експ) - R(YR1035) = 5.49 - 5.42 = 0.07 мОм
Це чудовий результат. Соті мОм на практиці навряд кому цікаві. А вірно показаних десятих – вже вистачить вище за дах.
Отриманий результат непогано узгоджується з довідковими даними. 
На думку 1 м жили AWG14 з «правильної» електротехнічної міді повинен мати опір 8.282 мОм, отже даний зразок мав дати R(эксп) ~ 8.282x0,635 = 5.25 мОм. А якщо ввести поправку на реальний діаметр 1.65 мм, виходить 5.40 мОм. Смішно, але отримані на YR1035 5.42 мОм ближче до «теоретичних» 5.40 мОм, Чим те, що отримано за «класикою». Може, ланцюг «за класикою» трохи кривувата? У наступному пункті це припущення буде перевірено.
До речі, у табличці зазначено, що на жилі такого діаметра не потрібно боятися підступів скін-ефекту до частоти 6.7 кГц.
Для тих, хто не мав курсу загальної фізики у вузі:
1)
2)
7.3 Перевірка адекватності ланцюга перевірки
Так, і таке буває. "Перевірка перевірки" - звучить смішно (типу "довідка, про те що видана довідка"). Але куди подітися…
У попередньому пункті було зроблено неявне припущення, що ланцюг, зібраний по з-ну Ома, дає дещо більш вірну оцінку величини опору жили і різниця 0.07 мОм є наслідком більшої похибки YR1035. А ось порівняння з «теоретичною» табличкою говорить про інше. То який спосіб заміру малих R коректніший? Це можна перевірити.
У мене є пара високоточних шунтів FHR4-4618 DEWITRON 10 mOhm () 
На відносно невеликих струмах (одиниці ампер) ці резистори мають відносну похибку, що не перевищує 0.1%.
Схема підключення така сама як у випадку мідної жили.
Підключення шунтів чотирипровідне (бо це єдино правильно): 
Виміри 1 та 2 екземплярів FHR4-4618: 
Розрахунок опорів згідно із законом Ома R(1, 2) = U(YR1035)/I(Fluke).
зразок №1 R(1) = 31.15(мВ)/3.1131(А) = 10.006103… = 10.01 мОм
зразок №2 R(2) = 31.72(мВ)/3.1700(А) = 10.006309… = 10.01 мОм(округлення до 4-ї значущої цифри)
Все дуже добре сходиться. Жаль, що ΔU не могло бути виміряне з 5 значущими цифрами. Тоді можна було б з повним правом констатувати, що шунти практично ідентичні:
R(1) = 10.006 мОм
R(2) = 10.006 мОм
А що ж YR1035 на тих шунтах?
А він показує в основному*** таке (що на одному, що на іншому): 
Так як в режимі компенсації знову було отримано 0.02 мОм, це R = 10.00 мОм.
Де-факто, це дивовижний збіг із вимірами шунтів «по Ому».
Що не може не тішити.
***Примітка. Після компенсації (0.02 мОм) було зроблено по 20 незалежних вимірів кожному з шунтів. Потім YR1035 був вимкнений, включений, зроблено компенсацію (знову вийшло 0.02 мОм). І знову було зроблено по 20 незалежних вимірів. На першому шунт майже завжди виходить 10.02 мОм, іноді - 10.03 мОм. На другому – майже завжди 10.02 мОм, іноді – 10.01 мОм.
Незалежні виміри: підключив крокодили – вимір – зняв крокодили – пауза 3 секунди – підключив крокодили – вимір – зняв крокодили – … і т.д.
7.4 Щодо компенсації R
Щодо затискачів Кельвіна - див. пункт 7.2.
З іншими способами підключення компенсація заморочна. А у випадку холдера, менш передбачувана у сенсі отримання бажаного результату.
А.Найважчий випадок – це компенсація R ліжечка-холдера. Проблема у поєднанні центральних голчастих електродів. Компенсація виконується (як правило) у кілька етапів. Головне потрапити в діапазон менше 1.00 мОм Але і при R< 1.00 мОм, если прибор после состыковки показывает нечто больше 0.30 мОм, то окончательная компенсация до 0.02… 0.05 мОм часто не происходит. В конце-концов путем многократных попыток (… сомкнул электроды – долгое нажатие «ZEROR» – разомкнул – долгое нажатие «ZEROR» – ...) удается-таки добиться желаемого
Б.У випадку 2-х пар Pogo pins я довго не міг зрозуміти як робити їх компенсацію
більш-менш передбачувано. В описі одного з лотів на Алі продавець показав фото де пари електродів перехрещені. Звичайно, це виявилося дезою. Потім здогадався перехрещувати за квітами: білий із білим, кольоровий із кольоровим. Стало на порядок краще. Але цілком передбачувано потрапляти в діапазон 0.00 - 0.02 мОм я став після того, як придумав і освоїв спосіб 80-го рівня:
- точно поєднати зазубрені торці електродів (білий з білим, кольоровий з кольоровим) і натиснути навстіч один одному, до упору 
- Дочекатися появи циферок на екранчику
- пересунути пальці однієї руки на область контактів і щільно стиснути, а пальцем іншої руки зробити довгасте натискання «ZEROR» (без звільнення другої руки це навряд чи вийде, бо кнопки в приладчику дуже тугі) 
8. Амплітуда та форма тестового сигналу
З огляду на данця: ось який тестовий сигнал у Vapcell YR1030:
- класична чиста гармоніка(синус)
- Розмах 13 мВ(якщо хтось забув - це величина, що дорівнює різниці між найбільшим і найменшим значеннями напруги). 
Те, що показано на картинці у данця, це класика методу спектроскопії електрохімічного імпедансу (див. частина II огляду): амплітуда не більше 10 мВ + чиста синусоїда.
Вирішив перевірити. Благо, простенький осцилограф є у наявності.
8.1 Перша спроба - повз касу. Затупив.
Перед вимірами у осцилографа:
- Дав прогрітися 20 хв.
- запустив автонастоянку
Потім підключив YR1035 через затиски Кельвіна до щупа DSO5102P.
Безпосередньо, без резистора або батарейки.
У результаті: 6 режимом ---> 2 форми кривих. 
У мурзилках для радіоаматорів-початківців можна знайти найпростіші пояснення як таке могло вийде.
Злегка спотворений меандр: 
Сигнал 2-ої форми може бути отриманий накладенням на синусоїду 1 кГц синусоїди 5 кГц з амплітудою в 10 разів меншою: 
У режимах виміру опору до 2 Ом розмах коливань 5.44 ст.
Якщо більше 2 Ом або "Авто" - 3.68 В.
[А має бути на 3 (три) порядки менше!]
Зняв відео: як осцилограми змінюються під час переходу з одного режиму до іншого (по колу). На відео картинка змінюється на екрані осцилографа з уповільненням в 32 рази щодо режиму «прямий одразу на екран», т.к. виставлено усереднення після захоплення та отримання 32 кадрів (осцилограм). Спочатку ставиться картка верхньої межі режиму, потім чути клацання - це я YR1035 переключив на цей режим.
Навряд данець узяв свою дрібноамплітутну синусоїду зі стелі. Належить недбало до деяких моментів він може, але що б дезінформувати - жодного разу не помічав.
Виходить, я щось робив не так. Але що?
Пішов думати. За кілька тижнів осяяло.
8.2 Друга спроба - начебто вийшло. Але набагато заморочніше, ніж очікувалося.
Думки вголос.Таке відчуття, що те, що я наймав, не є тестовими сигналами. Це як би "сигнали виявлення". А тестові – це синусоїди з малим розмахом. Тоді інше питання – а чому у різних режимах вони відрізняються? Як формою, так і амплітудою?
Ну та гаразд, будемо міряти.
Перед вимірами у осцилографа (знову-таки):
- скинув налаштування на заводські
- Дав прогрітися 20 хв.
- запустив автоматичне калібрування
- запустив автонастоянку
- зробив перевірку щупа - на 1х ідеальний меандр 1 кГц
Потім підключив YR1035 через затискачі Кельвіна та щупи DSO5102P до опору 0.2 Ом із «магазину опорів» (див. п. 7.1). У всенародно улюбленому режимі роботи осцилографа AUTO можна побачити таку картинку: 
Та й то, якщо здогадатися виставити правильну горизонтальну розгортку, в районі кілогерця. В іншому випадку - зовсім каша.
Що робити далі - знає будь-який не дуже просунутий користувач осцилографа.
Лізу в налаштування каналу і виставляю обмеження високої частоти «20». «20» означає 20 МГц. Було б чудово, якби було на 4 порядки менше – 2 кГц. Але, незважаючи ні на що, це вже допомогло: 
Насправді все значно краще, ніж те, що на фото. Більшість часу сигнал той, що на фото жирний. Але іноді кілька разів на хвилину починає «підтраювати» протягом 1-2 сек. Саме цей момент і спійманий.
Потім натискаю кнопку ACQUIRE, щоб налаштувати параметри вибірки. Real Time [У реальному часі] --> Average [Середнє] --> 128 (середнення по 128 картинок). 
Таке жорстке «шумопридушення» потрібне лише на дуже дрібних опорах. На 22 Ом у принципі вистачає усереднення по 4-8 осцилограмам, бо рівень корисного (тестового) сигналу значно більше.
Далі - кнопка MEASURE та необхідна інформація у правій частині екрану: 
Аналогічно зроблено виміри для 5 і 22 Ом 
Найбільше крові попив шматок дроту 5.5 мОм, що фігурував у п. 7.2. 
Довго нічого не виходило, врешті-решт вдалося отримати щось таке: 
На поточне значення частоти не звертайте уваги: вона там змінюється кожні 1-2 сек, причому скаче в інтервалі від 800 Гц до 120 кГц
Що у сухому залишку :
Опір (Ом) – розмах тестового сигналу (мВ)
0.0055 - 1.2-1.5
0.201 - 2.4-2.6
5.00 - 5.4-6.2
21.8 - 28-32
Амплітуда повільно "гуляє" вгору-вниз.
9. Меню налаштувань
Меню налаштувань китайською. Перемикання будь-якою іншою мовою відсутнє як клас. Добре, що хоч залишили арабські циферки та англійські літери, що позначають розмірності величин.:). Виразного перекладу англійською і, тим паче, великим і могутнім я ніде не знайшов, тому нижче наводжу свій варіант. Думаю, він підійде для YR1030.
Щоб увійти в меню налаштувань необхідно при включеному приладі зробити коротке натискання на кнопку «POWER» (якщо натискати довго, то вискочить меню підтвердження вимкнення пристрою). «правильний» вихід із режиму налаштувань у режим вимірювань – кнопкою «HOLD» (виключення. якщо курсор на розділі №1, то можна вийти будь-яким із двох способів: і натисканням на кн. «POWER», і натисканням на кн. «HOLD» )
У меню 9 розділів (див. табл. нижче).
Переміщення по розділам:
- Вниз, кн. "RANGE U" (по колу)
- Вгору, кн. "RANGE R" (по колу).
Вхід у налаштування розділу – кнопкою «POWER»
Повторне натискання «POWER» повертає в головне меню - БЕЗ ЗБЕРІГАННЯ ЗМІН, зроблених користувачем!
Щоб ЗМІНИ ЗБЕРІГАЛИСЯ - виходити з розділу до списку розділів тільки кнопкою «HOLD»!
Після входу в розділ з'являються параметри, що змінюються, і призначення кн. "RANGE R" змінюється - вона працює тільки на підвищення значення величини (але по колу).
Кн. «RANGE U» переміщає виділення по величинах, що змінюються, тільки вниз (але по колу).
На щастя, розділи пронумеровані, тому користування табличкою, яку я сліпив нашвидкуруч, не повинно викликати труднощів. У нек. пунктах я так і не розібрався, але лізти туди без крайньої потреби, мабуть, і не слід. Прилад і так працює. 
10. Потруха
Прилад розбирається просто. Передня панель тримається на 4 шурупах. Керуюча плата з екранчиком закріплена теж на 4 шурупах (дрібніших). 
Заряджання йде через звичайний micro-USB порт. Алгоритм стандартний двоетапний CC/CV. Максимум споживання ~0.4-0.5 А. Відсікання струму на заключному етапі CV відбувається при 50 мА. У цей момент різниця потенціалів на елементі живлення становить 4.197 В. Відразу після відключення заряду напруга падає до 4.18 В. Через 10 хвилин становить близько 4.16 В. Це добре відоме явище, пов'язане з поляризацією електродів та електроліту при заряді. Найяскравіше виражено в акумуляторів малої ємності. У HKJє пара досліджень із цього приводу.
Після включення приладу, під навантаженням, додається ще невелика просідання: 
Внутрішнє опір свого елемента живлення на 1кГц YR1035 оцінює як 86 мОм. Для недорогих китайських 18 300 ця цифра цілком звичайна. Гарантію того, що отриманий результат на 100% коректний, я дати не можу, оскільки акумулятор не був від'єднаний від пристрою.
Один момент викликає роздратування трохи бісить викликає подив: прилад вимкнений, ставиш на зарядку - він вмикається. А сенс?
12. Інтерфейси підключення до об'єкта, що досліджується.
Довго думав, як назвати цей пункт. І вийшло так пафосно.
Зрозуміло, що об'єктом вивчення може бути не тільки батарейка або акумулятор, але зараз йтиметься саме про них. Тобто використання приладу за прямим призначенням. У всіх трьох випадках використовуються однакові дроти в м'якій «силіконовій» ізоляції та приблизно однаковій довжини – від 41 до 47 см. Через збільшувальне скло вдалося-таки розібрати, що вони «20 AWG», «200 гр.С», «600 V» , силіконові (все це відноситься до ізоляції) та назва виробника з 2-х незнайомих слів.
12.1 Затискачі (крокодили) Кельвіна
Найпростіший і зручний спосіб підключення, але практично не застосовується для «звичайних» циліндричних ХІТ. Я пробував на незахищених 18650 притикати так і сяк – нічого не вийшло. До речі, щоб вимір R відбувся, губки крокодилів треба хоч трохи розвести… Циферки на екранчику скачуть і літають в межах 1-2 порядків.
Зате виміри всього, що має висновок у вигляді дроту чи пластини – одне задоволення (практичні приклади див. вище). Напевно, це очевидно всім.
12.2 Щупи Pogo pins
Найкращі результати щодо встановлення нуля, як за якістю, так і за передбачуваністю. Якщо робити так, як було описано вище (п.7.4), нагадаю: 
Призначені для експрес-вимірювань. Добре підходять для ХІТ із відносно широкими плоскими катодами (+). 
Хоча, за бажання, можна вимудритися і зробити замір того ж таки Енелупа АА. Принаймні у мене таке кілька разів вийшло. Але не з першого разу. А ось із Енелупом ААА такий номер не пройшов. Тож у «джельтменському наборі» є т.зв. ліжечко-тримач (не знаю, як його назвати інакше, більш наукоподібно).
12.3 Ліжечко-тримач (холдер) або ліжечко Кельвіна BF-1L
Штука дуже специфічна та відносно дорога. На момент отримання сабжа у мене вже валялася пара таких самих. Купив восени минулого року тому за ціною 10.44 $/шт (включно з доставкою). Тоді на Алі їх не було, після НГ з'явились і на Алі. Майте на увазі, що вони бувають двох розмірів з обмеженням по довжині циліндричного ХІТ: до 65 мм і до 71 мм. Холдер під більший розмір має наприкінці назви букву "L" (Long). І холдери з Фаста, і сабжевий якраз розміру «L». 
Такі власники на Фасті були куплені не випадково: була ідея замінити (підглянув у данця HKJ) колгоспно перероблений затискач з Леруа на це «ліжечко»: 
Надалі виявилося, що покупка була передчасною. На чотирипровідні виміри кривих заряд-розряд для ХІТ я так і не перейшов. А «ліжечко Кельвіна» виявилося тією ще штучкою в сенсі юзабіліті. Скажімо так: люди, які її вигадали, спочатку припускали, що рук у людини три. Ну, або в процесі встановлення ХІТ у холдер беруть участь 1.5 особи. До речі, непогано підійшла б шимпанзе - у неї на одну хапалку навіть більше, ніж треба. Звичайно, в принципі можна приловчитися. Але часто виходить сікось-накась (див. фото цього холдера з вставленим акумулятором наприкінці розділу 3). Якщо ж катод у елемента невеликий, то треба не займатися нісенітницею, а підкладати щось знизу. Починаючи зі звичайного паперу: 
У сенсі обмеження по діаметру елемента – теоретично воно начебто є, але на практиці я поки що не стикався. Ось, наприклад, вимір на елементі типорозміру D: 
Розміри пластини катода дозволяють приткнути елемент до щупів у нижній частині пластини та здійснити замір.
До речі, і підкладати знизу нічого не потрібно.
13. Висновок
Прилад YR1035 загалом приємно здивував. Все, що від нього вимагається він «може» і навіть з конкретним запасом як за чутливістю (роздільна здатність), так і за якістю вимірів (дуже мала похибка). Порадувало, що до процесу покращання китайці підійшли неформально. YR1030 за жодним параметром не краще YR1035, крім ціни (різниця несуттєва - кілька доларів). У той же час YR1035 по ряду пунктів явно перевершує попередника (див. початок огляду та фото нутрощів).
Про конкурентів
1) Ось, наприклад, є таке: 
У світі - SM8124 Battery Impedance Meter. На різних електронних майданчиках і в китайських магазинах цього добра вище даху.
Ось мікроогляди: і . Це помаранчеве диво зливає по всіх пунктах YR1035, не має установки нуля (компенсації), спосіб підключення до ХІТ тільки один («пого-пінс»), має кумедну властивість подихати, якщо переплутати плюс і мінус при підключенні до ХІТ (про що написано навіть в інструкції). Але щасливі власники стверджують, що на 5В нічого страшного немає. Напевно треба якнайбільше… У гілці eevblog.com по цій штуці данець сумно заявляє: «I one of these, but it is dead. I do not know why (I have not looked inside it).»
До речі, до переполюсування YR1030 та YR1035 ставляться абсолютно байдуже: просто показують різницю потенціалів з мінусом. А виміряне значення імпедансу від полярності не залежить.
І головний момент – це поділ загального імпедансу на Z на Z' та Z''. Явне або неявне (пристосоване для кінцевого користувача). Це і добре, і вірно.
Тільки від головної проблеми пристроїв подібного роду вони, на жаль, не врятовані - вимірювання Z (навіть із поділом на Z' та Z') при фіксованій частоті 1 кГц - це свого роду «стрілянина в темну». Те, що 1 кГц отримала благословення у всіх рекомендаціях МЕК (що згодом стали стандартами) не змінює суті. Для цього моменту бажано прочитати частина II даного опуса. І не по діагоналі, наскільки це можливо.
Всіх благ.
- Ремарка від 22.05.2018
Огляд величезний і в процесі верстки.
Раптом виявив у данця. Щонайменше з місяць тому його не було точно.
За YR1035 взагалі нічого не було місяць тому в І-неті. Окрім одного лоту на Алі та одного на Тао. А тепер на Алі вже штук 6-7 лотів і з'явився короткий огляд.
Ну що ж, буде з чим порівняти.
