Домашний_компьютер - Домашний компьютер № 7 (121) 2006 Страница 14

Большинство батареек стандартных типоразмеров имеют эквиваленты в виде аккумуляторов. Когда-то давно была неплохая традиция выпускать многоразовые элементы с этикетками на белом фоне (чтобы не перепутать с одноразовыми), но потом количество типоразмеров и тех и других настолько выросло, что соблюдать традицию стало абсолютно невозможно. Чтобы не перепутать, ищите на аккумуляторах надпись Rechargeable («перезаряжаемые»).

Когда речь идет о питании таких устройств, как цифровые камеры или GPS-навигаторы, использующих стандартные пальчиковые элементы питания, одновременно с «гаджетом» следует сразу приобрести набор аккумуляторов. И не думайте, что вы обойдетесь батарейками! Комплект пальчиковых аккумуляторов окупит себя уже после четырех-пяти перезарядок, да и неудобно таскать с собой запасные килограммы щелочи, цинка и марганца. Единственное возможное исключение — приборы, отличающиеся экстремально большими пиковыми нагрузками, как некоторые дешевые фотовспышки. Моя Unomat B24 Servo (с внешним управлением, она используется как источник боковой подсветки) с аккумуляторами в 2000 мАч не отрабатывает и половины числа «пыхов», которые она способна сделать со щелочными батарейками.

На практике вы встретите только два типа пальчиковых аккумуляторов: никель-кадмиевые (Ni-Cd) или никель-металлогидридные (Ni-MH), они практически равноценны. Первые постепенно исчезают, поскольку у них заметно меньшая удельная емкость; плюс кадмий — один из самых противных «тяжелых» металлов.

В отличие от универсальных, проприетарные аккумуляторы для ноутбуков, мобильников, КПК, цифровых камер и плееров, последнее время — почти сплошь литий-ионные (Li-Ion). Реже встречающиеся литий-полимерные — это всего лишь их разновидность, и правильнее их называть литий-ион-полимерными. По сравнению с никелевыми, у литий-ионных большая удельная емкость (теоретически — более 160 Втч/кг: сравните с 65-90 Втч/кг для щелочных батареек и 10-12 Втч/кг для свинцовых аккумуляторов), они наносят меньший вред окружающей среде, но капризны в эксплуатации и иногда могут даже взрываться. А посему практически у всех проприетарных моделей имеются термопредохранители, а чаще они представляют собой «умный» прибор со встроенным контроллером.

А вот когда габариты не играют большой роли, зато важен большой пиковый ток нагрузки и значительная мощность, как ни странно, до сих пор вне конкуренции хорошо знакомые автолюбителям свинцово-кислотные аккумуляторы. Помню, лет пятнадцать-двадцать назад в автомобильной прессе возникало периодическое брожение на тему скорого пришествия автомобильных щелочных (читай — никель-кадмиевых) аккумуляторов. Щелочь, конечно, тоже не сахарный сироп, но и не серная кислота, которая запросто может проесть сквозную дыру в моторном отсеке, а заодно и в ладонях автолюбителя, кинувшегося спасать любимую игрушку.

Однако пока все осталось по-прежнему, правда, автомобильные аккумуляторы облагородились, стали герметичными и необслуживаемыми, но они те же, что и тридцать и пятьдесят лет назад. А все дело в том, что пусковой ток автомобильного стартера, особенно зимой, когда аккумулятор и так ослаблен, может достигать нескольких сотен ампер, и почти ни один тип, кроме свинцово-кислотных, с этим не справляется. По аналогичным причинам свинцовые аккумуляторы до сих пор — оптимальное с точки зрения цены/производительности решение для таких устройств, как ИБП.

Процесс разряда батареек под нагрузкой имеет множество тонкостей, из-за которых производители очень не любят указывать номинальную емкость. И в самом деле — в зависимости от мощности и характера нагрузки количество отданной энергии до наступления полной неработоспособности может отличаться в разы. Одно дело — обеспечить работу относительно мощного привода объектива, и совсем другое — поддерживать в работоспособном состоянии встроенные часы. Последние спокойно работают, даже когда камера показывает полный разряд. Но ориентироваться ведь на что-то надо?

Приблизительно можно считать, что емкость щелочной батарейки типоразмера АА эквивалентна аккумулятору 2000 мАч. Причем емкость такой же солевой (даже той же фирмы) будет вряд ли превышать 600 мАч. Эти различия отражены на рис.1, где приведены типичные экспериментальные кривые зависимости напряжения на элементах типоразмера АА от времени при нагрузочном токе 100 мА. Черным цветом обозначена кривая для солевых, красным — для щелочных элементов, синим — для аналогичных щелочным по емкости литиевых элементов в пересчете на то же самое напряжение. Всплески обусловлены перерывами в работе элемента, когда нагрузка отключалась на время порядка 1 часа. Анализ этих кривых позволяет заметить особенность литиевых батареек: емкость у них не выше щелочных, но они лучше «держат» напряжение — оно мало изменяется на протяжении почти всего времени работы, а в разряженной батарейке очень быстро падает до нуля.

Часто выказываемое недовольство по поводу отсутствия видимого прогресса у электрохимических источников не имеет под собой особых оснований. Недовольство это обусловлено тем, что прожорливость «гаджетов» растет опережающими темпами. На самом же деле, например, емкость элементов Duracell Ultra типоразмера D, достигающая при некоторых условиях 25 000 мАч при сроке хранения 7 лет, еще лет пятнадцать-двадцать тому назад показалась бы ненаучной фантастикой. Лучшие образцы бытовых электрохимических элементов в пересчете на этот типоразмер тогда достигали от силы 5000 мАч, а типовая советская батарейка 373 («Марс») лишь чуть превышала по емкости современные АА-разновидности при сроке хранения не более полутора лет. И даже емкость очень дорогих в то время литиевых или ртутно-цинковых была эквивалентна не более 8-10 000 мАч.

По поводу эксплуатации аккумуляторов существует один довольно вредный миф: якобы с целью продления срока службы аккумуляторы надо разряжать перед зарядкой полностью. Не очень ясно, откуда у него растут ноги, потому что автолюбители со стажем знают, что свинцовые аккумуляторы, напротив, разряжать до нуля не следует ни в коем случае. Для остальных типов дело обстоит следующим образом: устаревшим Ni-Cd от полной разрядки ни тепло, ни холодно, а для Ni-MH и Li-Ion полная разрядка противопоказана. Апологеты этого мифа, вероятно, путают полную разрядку с тренировкой, которая требуется в первую очередь Ni-Cd-разновидности для предотвращения так называемого «эффекта памяти». Тренировка эта заключается в периодическом (раз в 1-2 месяца) проведении цикла неглубокого (до 1 В на каждую ячейку) разряда с последующей полной зарядкой. Это действительно имеет значение в профилактических целях, особенно при длительном хранении без эксплуатации, но только для Ni-Cd, и в гораздо меньшей степени — для Ni-MH. В режиме нормальной эксплуатации все это можно выкинуть из головы, поскольку они хоть раз в два месяца, но обязательно разрядятся до предела, установленного контроллером мобильника или ноутбука. А при хранении неиспорченные аккумуляторы восстановят свои характеристики уже после первого цикла заряд-разряд.

«Эффект памяти» у Li-Ion-разновидности отсутствует, и будете ли вы их разряжать до конца или подзаряжать каждые полчаса — от этого почти ничего не зависит. Причем частая дозарядка для этого типа даже предпочтительнее12. К тому же Li-Ion отличаются еще и тем, что портятся при хранении почти так же, как и при эксплуатации.

Короче, рано или поздно любой аккумулятор «умрет», и случится это с ним быстрее, чем с остальными компонентами вашего девайса. Так что принципиально помочь аккумулятору вы вряд ли сможете. А навредить — вполне: есть лишь одно обстоятельство, действительно способствующее ускоренному выходу аккумуляторов из строя (причем любого типа) — перезаряд. Поэтому с «умными» фирменными зарядными устройствами аккумуляторы живут дольше. Я очень не советую приобретать дешевое устройство, внутри которого только и есть, что диод да ограничивающий ток резистор. Сэкономив незначительную сумму, вы обрекаете себя на покупку нового комплекта аккумуляторов каждый год — дешевые устройства заставляют вас самих следить за временем зарядки, и нужно быть очень дисциплинированным и собранным человеком, чтобы всегда выключать его в срок. У зарядника должен быть как минимум таймер для автоматического выключения, лучше — с регулировкой времени заряда или тока в зависимости от емкости батарей. Литий-ионные же аккумуляторы вообще нельзя (и ни к чему) самостоятельно ни заряжать (они могут попросту взорваться), ни разряжать (в последнем случае при глубоком разряде может сработать одноразовый предохранитель).

Кстати, подделки в области электрохимических элементов встречаются не так часто. По крайней мере, элементы Duracell отличить от подделки по внешнему виду сможет любой, кто отличает золотистый цвет от медно-красного. Как правило, подделки продают на лотках россыпью или затянутыми в полиэтилен, а «законные» всегда тщательно упакованы по две-четыре штуки в фирменные картонки. Причем, если одноразовые элементы лучше покупать «самые фирменные» (Duracell, Varta, Energizer), то аккумуляторы даже малоизвестных фирм обычно не создают проблем (и стоят, кстати, ненамного дешевле). Частенько бренды, не специализирующиеся на источниках питания, выпускают их подобно многим другим «ширпотребовским» продуктам: наклейкой своего «лейбла» на заказанную продукцию у OEM. Такие же компании как Sony, Panasonic, Toshiba, Samsung, ведут собственные разработки, особенно «в точках роста» индустрии, вроде литий-полимерных технологий.