كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية

ﺳﻌﺔ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ (Capacity) ﺗﻌﻨﻲ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺗﻴﺎﺭ ﺍﻟﺘﻲ البطارية ﻗﺎﺩﺭﺓ بإعطاءها إﻟﻰ الحمل ﻓﻲ ﺯﻣﻦ ﻣﺤﺪﺩ, ﻋﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ ﺍﻟﻤﺜﺎﻝ ﺑﻂﺎﺭﻳﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻗﺎﺩﺭﺓ ﺑﺈﻋﻂﺎء 4 أﻣﺒﻴﺮ ﻟﻤﺪﺓ ﺳﺎﻋﺔ ﻭﺍﺣﺪﺓ, ﺗﻤﺘﻠﻚ ﺳﻌﺔ 4 أﻣﺒﻴﺮ-ﺳﺎﻋﺔ و ﺗﻜﺘﺐ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ 4Ah, ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻤﻜﻦ أن ﺗﻌﻂﻴﻚ 4 أﻣﺒﻴﺮ ﻟﻤﺪﺓ ساعة واحدة أو 8 أﻣﺒﻴﺮ ﻟﻤﺪﺓ نصف ﺳﺎﻋﺔ أو 16 أﻣﺒﻴﺮ ﻟﻤﺪﺓ ربع ﺳﺎﻋﺔ ﻓﻜﻠﻬﺎ ﺗﻌﻨﻲ 4Ah.
ﻫﻞ ﻫﺬﺍ ﻳﻌﻨﻲ ﺑﻂﺎﺭﻳﺔ 4Ah ﺗﻘﺪﺭ أن ﺗﻌﻂﻲ 4000 أﻣﺒﻴﺮ ﻟﻤﺪﺓ 0.001 ﺳﺎﻋﺔ أي 3.6 ﺛﻮﺍﻥ?
ﻛﻠﺎ, ﻛﻞ ﺑﻂﺎﺭﻳﺔ ﻟﻬﺎ ﺣﺪ ﻣﺴﻤﻮﺡ ﻣﻦ أﻗﺼﻰ ﺗﻴﺎﺭ ﺍﻟﻘﺎﺩﺭﺓ ﺑﺈﻋﻂﺎئها ﻟﺎ ﻳﻤﻜﻦ ﺗﺠﺎﻭﺯﻫﺎ و ﻳُﻌﺒﺮ ﻋﻨﻬﺎ ب C-rate
ﻋﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ ﺍﻟﻤﺜﺎﻝ ﺒﻂﺎﺭﻳﺔ 4Ah ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻢ ﺫﻛﺮﻫﺎ ﺳﺎﺑﻘﺄ ﻗﺪ ﺗﻜﻮﻥ ﺗﻤﺘﻠﻚ 10C ﻓﻬﺬﺍ ﻳﻌﻨﻲ ﺗﻌﻂﻲ 40 أﻣﺒﻴﺮ تقريباً ﻛﺤﺪ أقصى
ﻋﻠﻤﺎً ﺑﺄﻥ ﺷﺮﻛﺔ ﺍﻟﻤﺼﻨﻌﺔ ﻫﻲ ﺍﻟﺘﻲ تحدد و ﺗﻜﺘﺐ C-Rate ﻓﻲ مواصفات المنتج (Datasheet)

ﻟﻤﺎﺫﺍ ﻳﺠﺐ أن أﺣﺴﺐ ﺳﻌﺔ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ إﺫﺍ ﻛﺎﻧﺖ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﻣﻜﺘﻮﺑﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ?
ﻫﻨﺎﻙ ﺳﺒﺒﻴﻦ: 
1-ﺳﻌﺔ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ ﺗﻘﻞ ﺑﻤﺮﻭﺭ ﺍﻟﺴﻨﻴﻦ ﻣﻦ إﺳﺘﺨﺪﺍﻣﻬﺎ و ﻟﻴﺴﺖ ﺛﺎﺑﺘﺔ ﻟﺬﺍ ﻣﻦ ﺍﻟﺠﻴﺪ أن ﻧﻌﺮﻑ ﻛﻢ ﺑﻘﻰ ﻣﻦ ﺳﻌﺔ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ
2-ﺑﻂﺎﺭﻳﺎﺕ ﺫﺍﺕ ﻣﻨﺸﺄ ﺻﻴﻨﻲ ﻏﺎﻟﺒﺎً ﺗﻤﺘﻠﻚ ﺳﻌﺔ أﻗﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﻤﻜﺘﻮﺏ ﻋﻠﻴﻬا كخدعة ﻟﻐﺮﺽ ﺗﺴﻮﻳﻖ المنتج.

ﻛﻴﻒ ﻳﻤﻜﻦ ﺣﺴﺎﺏ سعة ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ؟
ﻫﻨﺎﻙ ﻃﺮﻳﻘﺘﻴﻦ ﻟﺤﺴﺎﺏ ﺳﻌﺔ ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ:
1-ﻃﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺄﻭﻟﻰ 
ﻫﺬه ﺍﻟﻂﺮﻳﻘﺔ ﺳﻬﻠﺔ ﺟﺪﺍً ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ إﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺟﻬﺎﺯ ﻳﺴﻤﻰ RC Watt Meter , ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺠﻬﺎﺯ ﻫﻮ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻋﻦ ﺟﻬﺎﺯ ﻭﺍﺣﺪ ﻳﺘﻢ ﺭﺑﻂﺔ بين ﺍﻟﺒﻂﺎﺭﻳﺔ ﺍﻟﻤﺮﺍﺩ ﻓﺤﺼﻬﺎ و ﺍﻟﺤﻤﻞ, ﻳﻘﻮﻡ ﺑﻘﻳﺎﺱ ﺍﻟﺠﻬﺪ و ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ و ﺍﻟﻘﺪﺭﺓ, لكن ﺍﻟﺨﺎﺻﻴﺔ ﺍﻟﺄﻫﻢ ﻫﻲ ﺧﺎﺻﻴﺔ ﻋﺪّ الأﻣﺒﻴﺮ-ﺳﺎعة Ah و أيضاً حساب واط-ساعة Wh .
يمكنك شراء هذا الجهاز من موقع Aliexpress بسعر أقل من 11 دولار. يتحمل هذا الجهاز حمل حتى 130 أمبير و جهد من 7 إلى 60 فولت.
إختر الجهاز الذي يناسبك من رابط التالي:
https://www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=SB_20171020060240&SearchText=rc+power+meter

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية


كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية


قمت بفحص بطارية 12 فولت 9 أمبير قديمة أمتلكها منذ سنين و أعتقد انها قد اقترب أجلها !!
في البداية قم بشحن البطارية المراد فحصها بشكل كامل(من المهم جداً أن تكون البطارية مشحونة كاملاً), الجهد اللازم لشحن بطارية 12 فولت هو 14 فولت تقريباً و عندما يقترب تيار الشحن إلى تقريباً صفر هذا يعني أن البطارية قد إنشحنت, أو إذا كانت لديك شاحنة آلية فالبطارية قد أصبحت مشحونة عندما يشتغل مصباح الأخضر في الجهاز.

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية


ثم قم بربط أي حمل يعمل بجهد 12 فولت (إذا كانت البطارية المراد فحصها 12 فولت), في هذه الحالة جهاز القياس يتم وضعة بين البطارية و الحمل. تيار المسحوب من البطارية كل ما كان أقل كل ما كانت النتيجة أدق. (إقراء الملاحظة في الأسفل)

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية

إنتظر حتى يصل جهد البطارية إلى 10.5 فولت أي تفريغ كامل, في هذه اللحظة عدد المكتوب جنب Ah  يمثل سعة الحقيقية للبطارية. هذه البطارية 9 أمبير ساعة لكن لم أتفاجئ بنتيجة فحص السعة الحقيقية التي تعادل 2.5 أمبير ساعة لأن البطارية قديمة و في سنة الأخيرة أصبحت تفرغ بسرعة. من جهة أخرى تيار المسحوب من الحمل كان كبير نوعاً ما لذا الناتج قد لا يكون دقيق كما موضح في ملاحظة أسفل الصورة.


كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية

ملاحظة رقم 1:
أحياناً على بعض البطاريات تجد مكتوب رقم و بعدها HR على سبيل المثال 20HR هذا الرقم يدل على أن البطارية سوف تعطيك أقصى طاقة لو فرغتها خلال 20 ساعة. في الصورة التالية لدينا بطارية 12 فولت 7 أمبير-ساعة, إذاً سوف تعطيك 84 واط-ساعة لكن بشرط أن تفرغا خلال 20 ساعة بينما لو فرغتها خلال 5 ساعات قد تعطيك طاقة أقل بكثير و تفرغ بسرعة و هذا الشيء يوضح غالباً في داتاشيت الخاص بالبطارية.
لهذا السبب عليك إختيار حمل بتيار مناسب و يفضل أن يكون التيار صغير قدر الإمكان لحصول على نتيجة دقيقة.
على سبيل المثال لو كان لدينا بطارية التي تظهر في الصورة التالية,  يجب أن نختار حمل مناسب حتى يفرغ البطارية خلال 20 ساعة أو حتى أكثر قليلاً.
هنالك معادلة بسيطة جداً, فقط قسّم سعة المكتوبة على البطارية (Ah) على (HR) إذاً الناتج يصبح 350 ميلي أمبير:
7 / 20 = 0.35A

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية



الصورة التالية توضح نسبة المئوية من الشحن المتبقي في البطارية إعتماداً على الجهد البطارية
هذه الأرقام تمثل جهد البطارية في حالة سكون, أي لا في حالة تفريغ و لا أثناء الشحن,
لكن في هذه التجربة بما أن حمل المربوط على البطارية ليس كبير لذا نعتبر البطارية فارغة عندما الجهد يصبح 10.5 فولت مع أن الحمل مربوط عليها.
و كما تشاهد 10.5 فولت يشير إلى 0% أي أن البطارية فارغة تماماً :

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية


2- طريقة الثانية:

طريقة الثانية لتأكد من سعة الحقيقية للبطارية هي أن نشحن البطارية 100% ثم نقوم بسحب تيار ثابت من البطارية حتى تصل جهد البطارية إلى 10.5 فولت, ثم نضرب عدد الساعات التي استغرقت البطارية حتى تفرغ في مقدار تيار المسحوب على سبيل المثال لو سحبنا تيار 0.5 أمبير و إستغرق 6 ساعات لتفريغ البطارية إذاً سعة البطارية هي (6x0.5=3) أي 3 أمبير-ساعة
الأمر بسيط جداً لكن ...
المشكلة هي أن كيف يمكن أن نسحب تيار ثابت من البطارية؟ هل بإستخدام مقاومة؟
لو إستخدمنا مقاومة, التيار سوف يتغير بتغير في الجهد, نفترض أن جهد البطارية عندما تكون مشحونة كاملاً هو 12.7 فولت لو أردنا أن نسحب تيار 0.5 أمبير حسب قانون أوهم نحتاج مقاومة 25 أوهم تقريباً, لكن المشكلة هنا أن جهد البطارية خلال عملية الإختبار يتغير مثلاً إذا أصبح جهد البطارية 12.1 فولت نحتاج إلى مقاومة 24 إوهم تقريباً حتى يبقى تيار المسحوب 0.5 أمبير,
لحل هذه المشكلة ابتكروا العلما دائرة الكترونية تسحب تيار ثابت مهما تغير الجهد, هذه الدائرة تسمى Electronic Constant Load
من الممكن أن تشتري الدائرة بشكل جاهز.
بعض هذه الأجهزة تمتلك شاشة لإظهار الجهد و التيار

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية


أو أن تصنعها بنفسك عن طريق Op-Amp و موسفت, يجب ربط جهاز قياس التيار على طريق البطارية ثم قم بضبط المقاومة المتغيرة حتى تسحب التيار الذي تريده من البطارية و أيضاً قم بقياس جهد البطارية لكي تعرف متى يصل الجهد إلى 10.5 فولت,
و لا تنسى إستخدام مشتت حراري كبير على الموسفت لأن سوف يسخن بشكل كبير.

كيفية حساب ﺳﻌﺔ البطارية
ملاحظة رقم 2:
تفريغ البطارية إلى 10.5 فولت(بالنسبة لبطارية 12 فولت) أو 0% مهما كانت نوع البطارية قد تقلل من عمر البطارية بشكل كبير, لكن لفحص سعة البطارية لابد من عمل ذلك, لكن هناك طريقة أخرى سريعة و آمنة فقط لمعرفة إذا كانت البطارية سالمة أم لا و هي أن نشحن البطارية 100% ثم نفرغها بتيار مناسب عن طريق معادل المذكورة في ملاحظة رقم 1 بعد مرور ساعة واحدة إذا إنخفضت مستوى البطارية إقل من 80% هذا يعني أن البطارية إنتهى عمرها و لم تعد سالمة غير ذلك فالبطارية سالمة تماماً.

شارك الموضوع

مواضيع ذات صلة