Akumulátory v malých domácích elektronických zařízeních
V této oblasti se můžeme setkat s akumulátory integrovanými a vyměnitelnými. Výměnné akumulátory bývají často u ručního nářadí nebo starších typů mobilních telefonů, integrované akumulátory u spotřební elektroniky (notebooky), novějších typů mobilních telefonů atd. Výměna integrovaného akumulátoru je celkem složitá a většinou se musí rozmontovat případně nahradit část celého zařízení. U vyměnitelných akumulátorů je možné nahradit kus za kus, výměna je tedy jednodušší.
Jaké parametry akumulátoru sledovat u drobné elektroniky?
Pokud se zaměříme například na notebooky, z typového štítku na spodní straně lze vyčíst modelovou řadu přístroje. Na typovém štítku je dále uvedeno maximální vstupní napětí, jaké je přístroj schopen snést. Tento údaj je velmi důležitý u vyměnitelných akumulátorů, protože použitím akumulátoru s vyšším výstupním napětím můžete přetížit a zničit elektronické součástky v obvodu a tím zničit i celý přístroj!
Dalším parametrem je kapacita akumulátoru (výdrž), která se běžně uvádí v Ah (ampérhodiny) či mAh (miliampérhodiny). 1 Ah znamená, že akumulátor je schopen dodávat elektrický proud 1 A po dobu 1 h. Ovšem při porovnání 2 akumulátorů o stejné hodnotě Ah si dejte pozor. Každý z nich může mít jiné napětí a tím dodávat i jiné množství elektrického proudu! Nesprávnou volbou můžete zničit svůj přístroj! Pro porovnání kapacity a výpočet přibližné doby výdrže akumulátoru se používá jednotka Wh (watthodiny) či odvozené jednotky – nejčastěji mWh a kWh (miliwatthodiny a kilowatthodiny).
Wh vypočítáte vynásobením kapacity v Ah výstupním elektrickým napětím, čili:
3,2 Ah x 20 V = 64 Wh
4,8 Ah x 20 V = 96 Wh
Ve výše uvedeném příkladu máme 2 akumulátory se stejným výstupním elektrickým napětím a rozdílnou kapacitou v Ah. Pokud bude mít notebook spotřebu 20 W za hodinu, pak:
64 Wh / 20 W = 3,2 h
96 Wh / 20 W = 4,8 h
S prvním akumulátorem vydrží notebook pracovat cca 3,2 h, s druhým pak o poznání déle, 4,8 h.
Praxe je však náročnější a díky dalším faktorů (materiál a stáří akumulátoru, teplota, odpor, zátěž, kvalita a účinnost nabíječky atd.) bude práce, kterou je schopen akumulátor dodat, vždy nižší než teoretický výpočet.
U teploty se na chvíli zastavme. Se snižující se teplotou se do určité míry snižuje i kapacita akumulátoru, proto by se měl dobíjet při konstantní teplotě ideálně okolo 20 °C. Není dobré ani jeho přehřívání, jak z hlediska jeho životnosti, tak z hlediska životnosti součástek, které jsou v jeho okolí.
V souvislosti s akumulátory ještě zmíním tzv. paměťový efekt. Tento jev vede ke zkrácení životnosti akumulátoru. Týká se především starších typů akumulátorů a dobíjecích baterií (Nikl-metalhydridové a Nikl-kadmiové), které bylo potřeba vždy úplně vybít a dobít, aby se nesnižovala jejich kapacita. Modernější Lithium-iontové (Li-ion) a Lithium-polymerové (Li-pol) paměťovým efektem téměř netrpí, ale nesvědčí jim pravidelné hloubkové vybíjení (zvlášť citlivé jsou Li-ion).
Věděli jste, že životnost akumulátoru hodně ovlivní i volba nabíječky?
V evropské síti je elektrické napětí 230 V a střídavý elektrický proud. Běžná drobná elektronika jako notebook, mobilní telefon či tablet však zvládnou pouze nižší elektrické napětí a stejnosměrný elektrický proud. Proto se k jejich připojení k elektrické zásuvce používají adaptéry neboli měniče napětí.
Na obrázku 1 je adaptér, který mění vstupní elektrické napětí z elektrické zásuvky (230 V) na výstupní elektrické napětí (output) do zařízení (nabíječka LENOVO, OUTPUT je 19 V).
Na adaptéru také záleží, jak je nabíječka kvalitní, a dokonce i to, jak dlouho se zařízení nabíjí. Kvalitní nabíječky nabíjí zařízení nejprve vyšším elektrickým proudem a s blížícím se koncem nabíjení elektrický proud klesá do úplného nabití. Tyto nabíječky mohou být vybaveny udržovacím režimem (zajistí, aby se zařízení po nabití nepřebíjelo). To, jestli má nabíječka udržovací režim, je však dle mého názoru, například u notebooků nebo mobilních telefonů, velice špatně dohledatelný údaj.
Některé mobilní telefony podporují tzv. rychlonabíjení, což je nabíjení s větším přenosem elektrické energie. Běžné nabíječky mobilních telefonů nabíjejí průměrně elektrickým proudem 2 A při napětí 5 V, což představuje výkon 10 W. Rychlonabíječky pracují s vyšším elektrickým napětím, vyšším elektrickým proudem či obojím. Rychlonabíječka tak může dobíjet např. s elektrickým napětím 6 V a elektrickým proudem 3 A, což dá výkon 18 W (Ohmův zákon). Tomu musí být uzpůsobeno celé zařízení. Větší elektrická energie, kterou přístroj pojme za určitý čas, se projeví vyšším záhřevem akumulátoru i celého přístroje!
Pár praktických rad…
Elektrická zařízení vybavené akumulátorem, které se používají v běžných domácích spotřebičích je nutné aspoň 1x za měsíc nabít. Je to z důvodu, že akumulátory trpí samovybíjením, přičemž tento děj může vést až k trvalému poškození akumulátoru. Příkladem může být elektrický čistič oken, který se používá pouze sezóně. Pokud by se akumulátor v něm nenabil i mimo sezónu, mohl by se samovybíjením poškodit.
…U tužkových baterii hrozí vytečení. Důvodem je kaskáda chemických reakcí, jejichž produkty naleptají ochranný obal baterie a obsah vyteče. V lepším případě baterie vyměníte a zařízení funguje dál, v horším případě vyteklé baterie rozleptají nebo zoxidují kontakty a zařízení se už nedá opravit (například svítilny, masážní strojky, digitální váhy, meteostanice, atd.)
…Věděli jste, že je možné nechat nabíječku připojenou v elektrické síti (elektrické zásuvce) aniž byste k jejímu druhému konci měli připojeno zařízení (např. notebook)? Nabíječka začne pracovat teprve až ve chvíli, kdy je propojena s elektrickou sítí a spotřebičem. Pohlídejte si však kvalitu, zejména si dejte pozor na neoriginální levné nabíječky. Mohou zničit nejenom samotný přístroj, ale způsobit i požár. U kvalitnějších nabíječek se můžeme setkat s udržovacím proudem (udržovací režim) nebo s automatickým vypínáním, takže nedochází k přebíjení, což je velice výhodné například pro notebooky v kancelářském provozu.
Pokud nabíjíte jakékoliv zařízení, dbejte na to, aby bylo zařízení včetně nabíječky umístěné na pevném a nehořlavém podkladu. Důvod je zřejmý, při nabíjení dochází k zahřívání nejen adapteru, ale i samotného akumulátoru v zařízení, které v případě nevhodného odvětrávání můžou být poškozeny, nebo můžou v nejhorším případě způsobit požár. To platí, zejména při používání rychlonabíječek.