Домашний компьютер 7 2006 (121)
Шрифт:
«Обычные» батарейки – те, что назывались марганцево-цинковыми – постепенно вытесняются с прилавков. На самом деле, щелочные тоже делают на основе двуокиси марганца и цинка, поэтому правильнее «обычные» называть солевыми. Лет десять назад приходилось мучительно выбирать: щелочные были раза в три дороже, но имели во столько же раз больший срок хранения и емкость. Теперь цены, по меньшей мере, пересекаются – самые дешевые щелочные стоят не больше, чем самые дорогие солевые; при этом разница в емкости и сроках хранения возросла еще больше: передо мной лежат две щелочные батарейки Duracell Turbo, купленные около года назад, но срок их хранения истекает аж в 2012 году. Так что, покупая даже самую дорогую батарейку, вы однозначно выигрываете, поскольку «малопотребляющие»
У щелочных элементов есть еще, как минимум, два преимущества перед «обычными»: во-первых, из-за более густого электролита почти исключены протечки, когда забытая в невыключенном приемнике батарейка может привести к тому, что приемник этот захочется двумя пальцами отнести в мусорный бак, и больше о нем не вспоминать. Во-вторых, они могут отдать больший мгновенный ток, что очень важно, например, для таких устройств, как цифровые камеры, в инструкции к которым вы всегда встретите рекомендацию использовать «alkaline battery». Дело в том, что емкость любого электрохимического элемента очень сильно зависит от нагрузки – чем она выше, тем сильнее падает напряжение (причем, когда нагрузка снижается до минимума, батарейка «отдыхает», частично восстанавливая емкость).
На практике это ведет к тому, что в устройствах, у которых мгновенное потребление тока значительно превышает среднее (в тех же камерах это происходит при работе зума, при «захвате» изображения, при записи на карту памяти), батарейки никогда не вырабатывают полной емкости. Использованные в камерах одноразовые элементы вполне еще послужат в карманном фонарике. Так вот, щелочные элементы дают значительно больший ток при меньшем снижении напряжения, чем солевые (у них меньшее внутреннее сопротивление), в результате чего у них используется большая часть емкости. По этому параметру они обгоняют многие типы аккумуляторов. А солевые могут «сдохнуть» уже после первого десятка кадров – камера покажет разряд, хотя тестер и будет уверять вас, что батарейка – как только что из магазина.
Области использования одноразовых и многоразовых электрохимических источников питания, конечно, пересекаются, но не всегда. Если в малопотребляющих устройствах имеет смысл использовать именно батарейки, то аккумуляторы для того же телевизионного пульта не подойдут решительно, разве что на пару недель, на подмену, когда лень сразу дойти до универсама. Аккумуляторы к хранению относятся плохо: уже через год они могут потерять до 70% емкости (а свинцовые и того больше).
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
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.