Домашний компьютер № 7 (121) 2006
Шрифт:
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»,
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 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,
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.