Может ли аккумулятор поменять полярность
Известно, что устройства для аккумулирования энергии и последующей её отдачи для использования, бывают нескольких типов: магнитные, тепловые, электрические, электрохимические, механические и другие, в зависимости от концентрируемой энергии. Аккумулятор, накапливающий и раздающий электроэнергию, может быть как электрическим, так и электрохимическим. Наиболее распространённые аккумуляторные батареи – свинцово-кислотные, в которых параметры разряда и заряда взаимосвязаны.
Как источники электродвижущей силы, электрохимические аккумуляторы, имеют обратимые внутренние химические процессы. Это означает, что в ходе преобразования химической энергии в электрическую, токообразующая реакция является обратимой и многократной.
Состоит АКБ из нескольких аккумулирующих блоков, с положительно заряженными пластинами из диоксида свинца и отрицательно заряженными свинцовыми пластинами. Блоки помещены в жидкий электролит, который заполняет всё пространство аккумуляторной батареи.
Но возникают ситуации, когда полярность электродов в аккумуляторах меняется. Это может быть по естественным причинам или принудительной смены заряда. Это отрицательно сказывается на работе АКБ и может привести к негативным последствиям.
Чем может быть вызвана смена полярности
Причин переполюсовки электродов АКБ может быть несколько. Основные:
- ненадлежащий уход и неправильное обслуживание – образование грязи на баке с внешней стороны может привести к саморазряду, недостаточный контроль за уровнем заряда батареи;
- необратимая сульфатация электродов, то есть чрезмерное оседание на пластинах в процессе разряда сернокислого свинца, что в свою очередь уменьшает ёмкость АКБ;
- ошибочное подключение клемм к зарядному устройству устаревшего образца, которое не имеет защиты от возможной смены полюсов;
- разряжение до нуля и понижение номинальной ёмкости одного из блоков АКБ из-за внутреннего сопротивления, что может повлиять на образование на положительных электродах свинца, а на отрицательных – двуокиси свинца. Это может создать цепную реакцию и выводит из строя соседние блоки.
Принцип восстановления полярности заряда аккумуляторных батарей
Существует метод принудительной переполюсовки аккумулятора. К этому способу прибегают в случае полной разрядки АКБ, и невозможности запустить её другими способами. Важно помнить, что смене полярности могут подвергаться только кислотные аккумуляторы.
Для этого выявляют блоки аккумулятора с глубоким уровнем разряда и уровень электролита. Если полюса поменялись лишь у некоторых блоков, то и восстанавливать полярность нужно именно в них. Зарядное устройство подсоединяют к клеммам с обратным знаком заряда. Это возможно сделать в случаях, когда АКБ имеет разборный корпус. Если бак АКБ литой, тогда восстановление полярности электродов происходит во всех блоках.
При таком методе восстановления АКБ, необходимо в разрыв цепи с положительным зарядом присоединить дополнительное сопротивление, для поддержания постоянного режима. Без балластного нагрузочного устройства может возникнуть короткое замыкание между клеммами аккумуляторной батареи и зажимами-крокодилами зарядного устройства.
Сам принцип смены полярности и восстановления заряда заключается в двойном цикле перезарядки аккумулятора после полнейшей естественной разрядки АКБ или с помощью подключённых к ней небольших электрических приборов, например лампочки. В процессе обратного заряда АКБ нужно контролировать снижение и повышение плотности во всех блоках. При равномерных значениях зарядное устройство нужно отключить, после чего произвести контрольный разряд, замкнув клеммы между собой накоротко.
Следующий этап – зарядка аккумулятора в правильном порядке, то есть подключение клемм и зажимов-крокодилов зарядного устройства с одинаковыми значениями. При этом следует следить за режимом зарядного тока и наблюдать за стабильностью повышения плотности в блоках АКБ.
Огромный недостаток переполюсовки современных аккумуляторных батарей – снижение срока работы АКБ, так как при полном цикле разрядки и зарядки «варварски» расходуется ресурс как электродов, так и электролита. Купить аккумулятор – лучшее решение, чтобы не подвергать простою технику, работа которой зависит от исправности АКБ.
Защита устройств от неправильной подачи полярности питания
При проектировании промышленных приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надёжности, я не раз сталкивался с проблемой защиты устройства от неправильной полярности подключения питания. Даже опытные монтажники порой умудряются перепутать плюс с минусом. Наверно ещё более остро подобные проблемы стоят в ходе экспериментов начинающих электронщиков. В данной статье рассмотрим простейшие решения проблемы — как традиционные так и редко применяемые на практике методы защиты.
Простейшее решение, которое напрашивается с ходу — включение последовательно с прибором обычного полупроводникового диода. 
Просто, дёшево и сердито, казалось бы чего ещё нужно для счастья? Однако, у такого способа есть очень серьёзный недостаток — большое напряжение падения на открытом диоде. 
Вот типичная ВАХ для прямого включения диода. При токе в 2 Ампера напряжение падения составит примерно 0.85 вольт. В случае низковольтных цепей 5 вольт и ниже это очень существенная потеря. Для более высоковольтных такое падение играет меньшую роль, но есть ещё один неприятный фактор. В цепях с высоким током потребления на диоде будет рассеиваться весьма значительная мощность. Так для случая, изображённого на верхней картинке, получим:
0.85В х 2А = 1.7Вт.
Рассеиваемая на диоде мощность уже многовата для такого корпуса и он будет ощутимо греться!
Впрочем, если вы готовы расстаться с несколько большими деньгами, то можно применить диод Шоттки, который имеет меньшее напряжение падения. 
Вот типичная ВАХ для диода Шоттки. Подсчитаем рассеиваемую мощность для этого случая.
0.55В х 2А = 1.1Вт
Уже несколько лучше. Но что же делать если ваше устройство потребляет ещё более серьёзный ток?
Иногда параллельно устройству ставят диоды в обратном включении, которые должны сгореть если перепутать напряжение питания и привести к короткому замыканию. Ваше устройство при этом скорее всего потерпит минимум повреждений, но может выйти из строя источник питания, не говоря уже о том, что сам защитный диод придётся заменить, а вместе с ним могут и дорожки на плате повредиться. Словом этот способ для экстрималов.
Однако, есть ещё один несколько более затратный, но весьма простой и лишённый перечисленных выше недостатков способ защиты — с помощью полевого транзистора. За последние 10 лет параметры этих полупроводниковых приборов резко улучшились, а цена наоборот сильно упала. Пожалуй то, что их крайне редко используют для защиты ответственных цепей от неправильной полярности подачи питания можно объяснить во многом инерцией мышления. Рассмотрим следующую схему: 
При подаче питания напряжение на нагрузку проходит через защитный диод. Падение на нём достаточно велико — в нашем случае около вольта. Однако в результате между затвором и истоком транзистора образуется напряжение превышающее напряжение отсечки и транзистор открывается. Сопротивление исток-сток резко уменьшается и ток начинает течь уже не через диод, а через открытый транзистор. 
Перейдём к конкретике. Например для транзистора FQP47З06 типичное сопротивление канала будет составлять 0.026 Ом! Нетрудно рассчитать что рассеиваемая при этом на транзисторе мощность для нашего случая будет всего 25 милливатт, а падение напряжение близко к нулю!
При смене полярности источника питания ток в цепи течь не будет. Из недостатков схемы можно пожалуй отметить разве то, что подобные транзисторы имеют не слишком большое пробивное напряжение между затвором и истоком, но слегка усложнив схему можно применить её для защиты более высоковольтных цепей. 
Думаю читателям не составит труда самим разобраться как работает эта схема.
Уже после публикации статьи уважаемый пользователь Keroro в комментариях привел схему защиты на основе полевого транзистора, которая применяется в iPhone 4. Надеюсь он не будет возражать если я дополню свой пост его находкой.
- электроника для начинающих
- схемотехника
- Схемотехника
- Электроника для начинающих
Как выбрать правильный адаптер питания для Вашего электроннго устройства.
В выходные я сел и разобрался со всем моим хламом электроники. В рамках этого процесса я взял все свои блоки питания и адаптеры и сложил их в одну коробку. Это оказалось довольно большой коробкой. Я готов поспорить, что в каждом конкретном доме имеется дюжина или более различных типов зарядных устройств для смартфонов, адаптеров переменного / постоянного тока, блоков питания, силовых кабелей и вилок зарядок.
Наличие такого количества зарядных устройств может быть довольно неприятным. Их легко отделить от телефона, ноутбука, планшета или маршрутизатора. И как только это произойдет, может быть невероятно трудно понять, что и с чем используется. Решение по умолчанию для этого заключается в том, чтобы попробовать случайные штекеры, пока не найдете тот, который подходит для Вашего устройства. Тем не менее, это опасная игра. Если вы возьмете несовместимый адаптер питания, лучший вариант — это то, что он работает, хотя и не так, как предполагал производитель. Второй наихудший сценарий — Вы сожжете гаджет, который пытаетесь включить. В худшем случае Вы сжигаете свой дом.
В этой статье я расскажу Вам, как, покопавшись в такой коробке с зарядками, находить правильный адаптер питания для Вашего устройства. Затем я расскажу Вам, почему это так важно.
В двух словах:
Следующее может привести к повреждению Вашего устройства:
• Обратная полярность
• Адаптер с более высоким напряжением, чем номинальное для устройства
Следующие действия могут повредить Ваш шнур питания или адаптер:
• Обратная полярность
• Более низкий ток на выходе адаптера, чем требуется для работы устройства
Следующее может не привести к повреждению, но устройство не будет работать должным образом:
• Более низкое напряжение на выходе адаптера, чем номинальное для устройства
• Более высокий ток на выходе адаптера, чем номинальный для устройства
Очень краткое введение в электрическую терминологию
Каждый адаптер переменного / постоянного тока специально разработан для приема определенного входа переменного тока (обычно это стандартный выход из розетки 220В переменного тока в Вашем доме) и преобразования его в определенный выход постоянного тока. Кроме того, каждое электронное устройство специально разработано для приема определенного входа постоянного тока. Разъем должен соответствовать выходу DC адаптера к входу DC вашего устройства. Определение выходов и входов ваших адаптеров и устройств является сложной частью. Адаптеры питания немного похожи на консервы. Некоторые производители размещают много информации на этикетке. Другие помещают только несколько деталей. И если на этикетке нет информации, действуйте с особой осторожностью. Самые важные детали для Вас и Вашей электроники — это напряжение и ток. Напряжение измеряется в вольтах (В), а ток измеряется в амперах (А). (Возможно, вы также слышали о сопротивлении (Ω), но это обычно не отображается на адаптерах питания.).
Чтобы понять, что означают эти три термина, полезно думать об электричестве как о воде, протекающей по трубе. В этой аналогии напряжение будет давлением воды. Ток, как следует из термина, относится к скорости потока. И сопротивление относится к размеру трубы. Изменение любой из этих трех переменных увеличивает или уменьшает количество электроэнергии, передаваемой на Ваше устройство. Это важно, потому что слишком мало энергии означает, что Ваше устройство не будет заряжаться или работать правильно. Слишком много энергии генерирует избыточное тепло, которое является проклятием для электроники.
Другой важный термин, который нужно знать, это полярность. Для постоянного тока есть положительный полюс (+) и отрицательный полюс (-). Для работы адаптера положительный штекер должен совмещаться с отрицательной розеткой или наоборот. Постоянный ток по своей природе является улицей с односторонним движением, и все просто не получится, если Вы попытаетесь подняться по водосточной трубе.
Если Вы умножите напряжение на ток, вы получите мощность. Но количество Ватт не скажет Вам, подходит ли адаптер для вашего устройства.
Чтение маркировки адаптера переменного / постоянного тока
Если производитель был достаточно умен (или обязан по закону) включить вывод постоянного тока на этикетке, Вам повезло. Посмотрите на этикетку адаптера (слово Выход или Output). Здесь Вы увидите Вольт, затем символ постоянного тока, а затем ток. Символ DC выглядит следующим образом:
Чтобы проверить полярность, найдите знак + или — рядом с напряжением. Или посмотрите на диаграмму, показывающую полярность. Обычно он состоит из трех кружков, с плюсом или минусом с каждой стороны и сплошным кружком или C в середине. Если знак + справа, то адаптер имеет положительную полярность:
Если справа есть знак -, он имеет отрицательную полярность:
Далее посмотрите на Ваше устройство, информацию для входа постоянного тока. Обычно Вы видите, по крайней мере, напряжение возле розетки постоянного тока. Вы можете найти как напряжение, так и ток в другом месте на устройстве, внизу или внутри крышки батарейного отсека или в руководстве. Опять же, ищите полярность, отмечая символ + или — или диаграмму полярности. Помните: вход устройства должен совпадать с выходом адаптера. Это включает в себя полярность. Если устройство имеет вход постоянного тока + 12В / 5.4 А, приобретите адаптер с выходом постоянного тока + 12 В / 5.4 А. Если у Вас есть универсальный адаптер, убедитесь, что он имеет правильный номинальный ток и что Вы выбрали правильное напряжение и полярность.
Что произойдет, если вы используете неправильный адаптер?
В идеале на адаптере и устройстве должно быть одинаковое напряжение, ток и полярность. Но что, если Вы случайно (или целенаправленно) используете не тот адаптер? В некоторых случаях штекер не подходит. Но есть много случаев, когда несовместимый адаптер питания подключается к Вашему устройству. Вот что Вы можете ожидать в каждом сценарии:
• Неправильная полярность — если Вы измените полярность, может произойти несколько вещей. Если Вам повезет (Ваш гаджет имеет встроенную защиту от неправильной полярности), ничего не произойдет, и никакого ущерба не будет. Если Вам не повезло, Ваше устройство будет повреждено. Здесь тоже есть середина. Некоторые ноутбуки и другие устройства имеют защиту от полярности, которая, по сути, является предохранителем, который перегорает при неправильной полярности. Если это произойдет, вы можете услышать треск и увидеть дым. Но устройство все еще может работать от батареи. Тем не менее, Ваш вход DC будет неисправен. Чтобы это исправить, либо замените предохранитель защиты от полярности, либо отремонтируйте его. Хорошая новость заключается в том, что основная схема не будет повреждена.
• Слишком низкое напряжение — если напряжение на адаптере ниже, чем на устройстве, но ток тот же, то устройство может работать, хотя и с перебоями. Если мы вспомним нашу аналогию напряжения с давлением воды, то это будет означать, что устройство имеет «низкое кровяное давление». Эффект низкого напряжения зависит от сложности устройства. Динамик, например, может быть в порядке, но он не будет таким громким. Более сложные устройства могут давать сбои и могут даже отключиться, когда обнаружат пониженное напряжение. Обычно состояние пониженного напряжения не приводит к повреждению или сокращению срока службы Вашего устройства.
• Слишком высокое напряжение — если у адаптера более высокое напряжение, но ток тот же, то устройство, вероятно, отключится при обнаружении перенапряжения. Если этого не произойдет, то он может работать и греться сильнее, чем обычно, что может сократить срок службы устройства или вызвать немедленное повреждение.
• Слишком высокий ток — если адаптер имеет правильное напряжение, но ток больше, чем требуется для входа устройства, проблем не должно быть. Например, если у Вас есть ноутбук, который требует ввода постоянного тока 19В / 5А, но Вы используете адаптер постоянного тока 19В / 8А, Ваш ноутбук все равно получит требуемое напряжение 19В, но будет потреблять только 5А тока. Это плюс длоя срока службы блока питания, так как ему придется выполнять меньше работы.
• Слишком низкий ток — если адаптер имеет правильное напряжение, но номинальный ток адаптера ниже, чем на входе устройства, то может произойти несколько вещей. Устройство может включиться и просто потреблять больше тока от адаптера, чем рассчитано. Это может привести к перегреву или выходу из строя адаптера. Или устройство может включиться, но адаптер может не выдержать, в результате чего напряжение упадет (см. Выше слишком низкое напряжение). Для ноутбуков, работающих на адаптерах с пониженным током, Вы можете увидеть заряд батареи, но ноутбук не включается или может работать от батареи, но батарея не заряжается. Итог: плохая идея использовать адаптер с более низким номинальным током, так как это может вызвать перегрев.
Все вышеперечисленное — это то, что Вы можете увидеть, основываясь на простом понимании полярности, напряжения и тока. Эти перспективы не принимают во внимание различные защиты универсальность адаптеров и устройств. Производители могут также добавить звезд в свои рейтинги. Например, Ваш ноутбук может быть рассчитан на 8А, но на самом деле он потребляет только около 5А. И наоборот, адаптер может быть рассчитан на 5А, но на самом деле может выдерживать токи до 8А. Кроме того, некоторые адаптеры и устройства будут иметь функции переключения напряжения или тока или функции обнаружения, которые будут регулировать выход / потребление в зависимости от того, что необходимо. И, как уже упоминалось выше, многие устройства будут автоматически отключаться, прежде чем это приведет к повреждению. При этом, я не рекомендую обманывать запас по мощности. Чем сложнее устройство, тем больше вероятность того, что что-то пойдет не так.
Есть какие-нибудь предостерегающие истории об использовании неправильного адаптера переменного / постоянного тока? Расскажите нам в комментариях!
Прямая и обратная полярность при сварке инвертором
Понимать, что такое прямая полярность и что значит обратная полярность при сварке инвертором, должен каждый, кто берет в руки электрод и собирается подчинить себе металл для создания новых шедевров.
Что такое полярность на сварочном инверторе?
Это одна из характеристик сварочного процесса, которая обозначает, куда подключается «плюс» — на электрод или на изделие. Технически полярность зависит от варианта подсоединения кабеля массы и кабеля с электрододержателем (или горелкой) к сварочному оборудованию. Выбранный способ присоединения напрямую влияет на технологический процесс сварки на постоянном токе (DC). Именно на постоянном, так как переменный ток (AC) не характеризуется одной полярностью — там происходит постоянная смена полярности.
Зачем менять полярность при сварке
Выбор полярности влияет на то, какой будет сварочная дуга и на каком участке будет происходить большее нагревание. При прямой полярности сильнее будет нагреваться поверхность металлических заготовок, а при обратной — электрод.
Первый вариант отличается стабильной дугой и отлично подходит для соединения деталей большой толщины (от 5 мм). А при обратной полярности тепло сосредотачивается на электроде, поэтому он быстрее плавится. Тот факт, что сами заготовки в этом режиме нагреваются меньше, позволяет применять его для работы с тонкостенными деталями.
Полезный совет для тех, кто все еще сомневается, какой вариант подключения оборудования выбрать: обратите внимание на маркировку на пачке электродов, которыми вам предстоит работать. Помимо прочей информации, она содержит рекомендации по выбору параметров, в том числе рода тока и полярности. Существуют универсальные покрытые электроды, которые могут применяться на прямой и обратной полярности, а также на переменном токе. Рутиловые электроды, как правило, универсальные. А расходные материалы с основным покрытием обычно используют для работы на постоянном токе обратной полярности, но бывают исключения.
Что будет, если неправильно выбрать полярность на сварочном инверторе?
Если не следовать рекомендациям по подбору полярности, указанным на маркировке, то результат работы будет отличаться от заявленного производителем.
В этом случае возможны следующие последствия:
- недостаточное проплавление;
- неравномерная форма шва;
- сильное разбрызгивание металла;
- нестабильное горение дуги;
- возможно появление различных дефектов (непровар, прожог, межваликовое несплавление);
- низкая производительность наплавки.
Прямая и обратная полярность при сварке MMA
На любом сварочном аппарате имеются два стандартных разъема для подключения кабелей. Если к «минусу» мы присоединим кабель с электродом, а в гнездо «плюс» установим кабель с зажимом массы, то это обеспечит прямую полярность. А если наоборот, «минус» — на изделие, а «плюс» — на электрод, то полярность на сварочном инверторе будет называться обратной. Для работы методом MMA можно применять оба режима, в зависимости от того, какие детали предстоит соединить, из какого они материала, какие расходники мы будем применять и каким методом варить.
TIG — Особенности аргонодуговой сварки
Процесс TIG на постоянном токе производится только при прямой полярности или на переменном токе. И этому есть объяснение. Как известно, для ручной аргонодуговой сварки используют вольфрамовые электроды. Несмотря на то, что для их производства используют тугоплавкий металл, они все же могут расплавиться при работе, если раскалятся до температуры плавления. Чтобы этого избежать, не нужно допускать их перегрева. А как мы помним, при обратной полярности на электрод подается «плюс», на котором выделяется больше тепла. Именно по этой причине обратную полярность для метода TIG и не используют.
Второй вариант для аргонодуговой технологии — сварка на переменном электрическом токе. Такая методика применяется для соединения деталей из алюминия и его сплавов. Одна из самых больших проблем этого металла состоит в необходимости очистки его поверхности от оксидной пленки. На прямой полярности разрушения оксидной пленки не происходит, а обратную полярность применить мы не можем, так как произойдет разрушение вольфрамового электрода из-за перегрева. В качестве компромиссного решения мы используем переменный ток, в котором присутствует и прямая, и обратная полярность. На прямой полярности достигается максимальная глубина проплавления, а на обратной происходит очистка от оксидной пленки.
MIG/MAG. Особенности полуавтоматической сварки
Процесс MIG/MAG обычно производится на токе обратной полярности (например, с применением сварочной проволоки Lincoln Electric SuperArc L-56). Исключение составляет лишь полуавтоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой (FCAW-SS) — этот метод осуществляется на токе прямой полярности. Для этого подойдет порошковая проволока от производителя Lincoln Electric: Pipeliner NR-208-XP и Innershield NR-207.
Плюсы и минусы прямой и обратной полярности
В заключении еще раз тезисно перечислим основные отличия, преимущества и недостатки.
- большее нагревание заготовок;
- проплавление металла большей толщины;
- применяется для метода TIG, так как вольфрамовый электрод меньше нагревается;
- подходит для процесса MIG/MAG с применением порошковой самозащитной проволоки.
- большее нагревание электрода/проволоки;
- подходит для соединения тонколистовых деталей;
- меньшее проплавление металла;
- применяется для ручной дуговой и полуавтоматической сварки.
Стоит сказать, что для РД чаще всего применяется обратная полярность, так как за счет ускоренного плавления электрода удается достичь большей производительности. Риск получить прожог сварного шва снижен. Однако есть и недостатки: этот метод характеризуется менее активным проплавлением металла, а также возможностью перегрева электрода.
Каждый, кто планирует начать работы по металлообработке, должен понимать, что значит обратная полярность при сварке инвертором и прямая, какой режим подключения выбрать для аргонодугового аппарата, а какой для полуавтомата. Когда специалист знает, на что влияет выбор рода тока и полярности, он способен грамотно настроить параметры и максимально точно выполнить стоящие перед ним задачи. Надеемся, что статья помогла разобраться, как подключать сварочный аппарат, плюс и минус вы теперь без труда найдете. И так же легко определите, как выбрать полярность в зависимости от применяемой технологии.
