на что влияют ампер часы в аккумуляторе шуруповерта
Влияет ли ёмкость аккумуляторной батареи на мощность инструмента? 2.0 против 5.0 Ah
Практика показывает, что в некоторых случаях более емкая аккумуляторная батарея показывает большую эффективность, чем менее емкая. Тестирование батарей 2.0Ah и 5.0Ah. Теоретическое обоснование результатов.
В инструментальные комплекты включаются аккумуляторы с разной ёмкостью. Большинство из тех, кто хорошо знаком с аккумуляторными инструментами, знает, что между ампер-часами и мощностью есть зависимость. Но каковы ее масштабы? Чтобы выяснить это, решено было протестировать элементы питания Makita 18V LXT с емкостью 2.0Ah и 5.0Ah.
Вольты и Ампер-часы
В аккумуляторах 18V и 20V Max, чтобы получить номинальные 18 Вольт, используются ряды из 5 ячеек. Каждая ячейка вкладывает свои 3,6V (4V у Max), и в результате их последовательного соединения на выходе получается 18V (5×3,6). В конструкции батареи Makita 2,0Ah один ряд из 5 ячеек. Батарея с емкостью 5,0Ah состоит из 2 рядов, которые соединены параллельно. Это сохраняет напряжение на уровне 18V, но до 5,0 Ah увеличивает количество электричества, выдаваемого за 1 час.
Сразу бросается в глаза, что 5 Ампер-часов, это более чем в два раза больше, чем 2 Ампер-часа, хотя количество ячеек всего лишь удвоено. Это из-за использования разных аккумуляторов. Оба варианта имеют один типоразмер – 18650 (диаметр 18 мм, длина 65 мм), но имеют разную плотность энергии. Получается, что к удвоенному количеству ячеек у более емкой еще и более высокая плотность энергии. Если говорить в общем, то больше ампер-часов означает увеличенное время работы, а бо́льшую мощность означает более высокое напряжение.
Сравнение аккумуляторов Макита 18V LXT 2,0 и 5,0 Ah
18V LXT 2,0Ah
18V LXT 5,0Ah
Влияет ли ёмкость батареи на мощность инструмента?
Высокоскоростной тест: 1-дюймовое высокоскоростное шнековое сверло
В качестве испытательного материала, из-за его плотности, использовались сложенные вместе плиты OSB для чернового пола. В реальной работе сверлить 5 слоев плиты не приходится, но такое решение нивелирует проблемы, возникающие из-за узлов или других несоответствий в структуре пиломатериалов. Тестирование проводилось высокоскоростными 1-дюймовыми шнековыми сверлами Bosch Daredevil. С этими супер-гладкими сверлами 5,0 Ah показала небольшое преимущество в пределах 4,33-4,48 секунд.
С более емкой батареей сверление шнековым сверлом ускорилось на 3,35%.
Высокоскоростной тест: 1-дюймовое перовое сверло
Для проведения теста использовался тот же материал и 1-дюймовые перовые сверла Bosch Daredevil. Они сверлят не так плавно, как шнековые, и требуют немного большей мощности. Но сверлить на высокой скорости все еще позволяют. За счет формы небольшой промежуток во времени при использовании разных батарей, который был зафиксирован в первый раз, увеличился до 3,59-4,00 секунд.
С более емкой батареей сверление перовым сверлом ускорилось на 10,25%.
Низкоскоростной тест: 1,5-дюймовое корончатое сверло
Для проведения низкоскоростного теста вместе сложили две необработанные доски сечением 50×100 мм. Сверлили полуторадюймовым корончатым сверлом Milwaukee Switchblade. Поскольку с очередным сверлом возросла требуемая мощность, увеличился и разрыв между временем сверления с использованием разных аккумуляторов. Инструменту с батареей на 5,0Ah понадобилось 10,28 секунд, а с 2,0Ah понадобилось 12,08 сек.
С более емкой батареей сверление корончатым сверлом ускорилось на 14,90%.
Низкоскоростной тест: корончатое сверло диаметром 2-9/16″
Последний тест проведен корончатым сверлом Switchblade диаметром 2-9/16″, требующим от дрели гораздо большей мощности. И опять аккумуляторы емкостью 5,0Ah показали свое преимущество. Сверление с менее емкой батареей заняло 11,26 секунд против 14,60 секунд с батареей на 5,0Ah.
С более емким источником питания сверление корончатым сверлом 2-9/16″ ускорилось на 25,88%.
Ёмкость аккумуляторой батареи влияет на мощность инструмента, но почему?
Резонно, что если обе батареи имеют на выходе по 18 Вольт, их заряд должен влиять только на время работы, но не на мощность. Некоторое представление о том, почему происходит по-другому, дает более пристальный взгляд на конструкцию аккумуляторного блока. Мощность измеряется в ваттах, и вы можете рассчитать ее, умножив вольты на амперы. Дрели действительно нужно 18V от источника питания, так что это значение остается постоянным. Значит, количество аккумуляторов имеет отношение только к току.
Допустим, дрели Makita XFD07 требуется 360W мощности, чтобы просверлить следующее отверстие. При условии, что напряжение равно 18V, каждая должна обеспечивать ток силой 20A (18V × 20A = 360W). Каждый аккумулятор блока должен давать ток одинаковой силы, поскольку при последовательном соединении этот параметр не суммируется. А значит, все 5 ячеек батареи емкостью 2,0Ah должны поставлять ток силой 20A каждая. В аккумуляторном блоке емкостью 5,0Ah есть два параллельно соединенных ряда ячеек. Это означает, что для получения суммарных 20A от каждой ячейки требуется только по 10A.
Десяти ячейкам, каждая из которых работает наполовину, намного легче поддерживать уровень мощности. Чем сложнее задача, тем сложнее пяти ячейкам, работающим в полную силу, быть настолько же эффективными. То же самое происходит и с длительностью работы батареи между зарядами.
Итоги
Теперь, когда мы знаем, как именно на мощность инструмента влияет емкость аккумуляторной батареи, все выглядит просто. При выполнении более легких задач аккумулятор большего размера не имеет особого преимущества, поэтому сэкономьте на весе и возьмите меньшую батарею. В средних и тяжелых условиях разница будет существенной, и будет оправданным использование батареи большей емкости.
Источник: https://servismakita.ru/remont/ — ремонт электроинструментов Макита.
Если вам понравился материал, поддержите нас донатами. Это просто и безопасно.
Какой шуруповерт лучше: 12 В, 18 В или 24 В?
Ассортимент аккумуляторных шуруповертов сейчас настолько большой, что в любой ценовой категории можно найти инструмент с хорошими техническими характеристиками. Но, сравнивая в каталоге параметры разных моделей, поневоле задумаешься о том, какой из шуруповертов лучше, и почему они комплектуются аккумуляторами с разным напряжением. Мы решили разобраться, как устроены батареи аккумуляторного инструмента, и в чем между ними разница.
Конструкция батарей аккумуляторного инструмента
Все аккумуляторные блоки, которые используются для питания ручного электроинструмента, устроены примерно одинаково. Внутри блока находится несколько стандартных элементов — так называемых «банок». Например, в литий-ионных батареях в качестве элементов используются «банки» стандарта 18650 с номинальным напряжением 3.6 В и высокой токоотдачей, а в никель-кадмиевых — элементы напряжением 1.2 В.
 |
| Конструкция современной батареи для аккумуляторного инструмента. |
Изменяя количество элементов и способ их соединения между собой (последовательно или параллельно), можно получить батареи с разными характеристиками. Они будут отличаться по рабочему напряжению (на практике используются блоки напряжением от 10.8 В до 24 В) и емкости (аккумуляторы ручного электроинструмента имеют емкость от 1 Ач до 12 Ач). Некоторые производители (например, DeWALT) даже выпускают преобразуемые аккумуляторные системы, у которых порядок соединения «банок» через клеммы автоматически меняется в зависимости от того, к какому инструменту подключена батарея: 18-вольтовому или 54-вольтовому.
 |
| Способы соединения «банок» в аккумуляторах на примере батарей DeWALT Flexvolt. |
Зависимость между напряжением и мощностью шуруповерта: есть или нет?
Из курса электротехники известно, что мощность электродвигателя прямо пропорциональна напряжению, которое подается на обмотки. Из этого можно сделать вывод, что чем больше вольт в аккумуляторе — тем мощнее шуруповерт. Правда ли это? Между голой теорией и практикой лежит целая пропасть. На деле на мощность аккумуляторного инструмента также влияют:
Учитывая сказанное выше, несложно сделать вывод, что напряжение аккумуляторного блока — это далеко не единственный фактор, влияющий на отдаваемую мощность электроинструмента. Поэтому нередко случается, что «брендовый» 12-вольтовый шуруповерт на практике оказывается значительно более мощным и полезным в работе, чем дешевый 18-вольтовый «китаец».
 |
| Шуруповерт Makita DF330DWE и его китайский клон идентичны по напряжению и конструкции, но существенно отличаются по цене и характеристикам. |
Классы шуруповертов по напряжению аккумулятора
После небольшого экскурса в конструкцию батарей и основы электротехники самое время рассмотреть поподробнее аккумуляторные шуруповерты. Они комплектуются батареями с напряжением:
Отдельно стоит сказать о разнице в методах измерения напряжения. Японские и европейские производители, руководствуясь правилами EPTA (European Power Tools Association), указывают номинальное напряжение, а американские — напряжение полного заряда. Поэтому один и тот же инструмент в Европе получает маркировку «10.8 В», а за океаном — «12 В». То же касается шуруповертов с батареями на 18 В и 20 В — это инструмент одного класса, просто напряжение измерено разными способами.
Влияние напряжения батареи на другие характеристики шуруповерта
Все параметры аккумуляторного инструмента «увязаны» между собой. Чем больше напряжение и емкость батареи — тем больше ее вес и размеры. К примеру, батарея 10.8-вольтового шуруповерта может состоять всего из трех литий-ионных «банок» по 3.6 В каждая, а для 18-вольтового аккумулятора их нужно как минимум пять (на практике «банок» внутри батареи обычно больше ради увеличения ее емкости). К тому же, повышенное напряжение требует более мощного электродвигателя и более массивного редуктора, а это также приводит к увеличению веса и размеров инструмента. Поэтому для работы в ограниченном пространстве или над головой стоит купить шуруповерт с батареей на 10.8 В, потому что он будет более компактным и легким. А 18-вольтовые модели лучше брать тем, у кого на рабочем месте достаточно пространства для использования более крупного инструмента.
 |
| Разница в размерах между 18-вольтовыми батареями Bosch емкостью 4 Ач, 8 Ач и 12 Ач. |
Есть и другие нюансы, которые следует учитывать при выборе шуруповерта. Например, большое значение имеет конструкция двигателя. Современные инструменты с бесщеточными двигателями даже при напряжении 10.8 В имеют больше мощности и крутящего момента, чем многие 18-вольтовые модели с обычными коллекторными моторами, благодаря уменьшенному энергопотреблению и меньшим потерям на трение и нагрев.
Совместимость батарей с другими видами инструмента
Стоимость батареи (особенно, если речь об аккумуляторных блоках большой емкости) нередко достигает половины цены самого инструмента. Поэтому стоит сразу же задуматься о том, как выбрать шуруповерт таким образом, чтобы впоследствии экономить на аккумуляторах.
К счастью, производители электроинструмента уже позаботились об этом. Многие из них вокруг одного типа аккумулятора строят целую «экосистему» из разных видов инструмента. То есть, одна и та же батарея может подходить к шуруповерту, дрели, шлифовальной машине, электролобзику, реноватору и другим устройствам. Некоторые фирмы выпускают даже мощные перфораторы, бетонорезы, газонокосилки и электровелосипеды, работающие на одном, двух или трех стандартных аккумуляторах от шуруповерта. У Milwaukee, например, «экосистема» 18-вольтового инструмента состоит из более чем 200 моделей.
 |
| Более 200 моделей инструмента и садовой техники Milwaukee могут работать от одной и той же батареи 18 В. |
Выводы
Невозможно однозначно ответить на вопрос о том, какой шуруповерт лучше: на 12 В, 18 В или 24 В. Каждый из них — это некий компромисс между мощностью, временем работы на одной зарядке, размерами и весом. Хотя 18-вольтовые модели самые популярные, не всегда есть смысл переплачивать за них. Лучше выбирать инструмент исходя из того, какие работы вы будете выполнять с его помощью. Шуруповерт — ваш основной помощник, и вы работаете день напролет? В таком случае, стоит купить качественную 18-вольтовую модель с емким аккумулятором и запасной батареей. Используете шуруповерт в качестве вспомогательного инструмента для отдельных операций, не требующих особой мощности? Тогда недорогое 12-вольтовое устройство от какого-нибудь бюджетного бренда будет в самый раз.
Выбор шуруповерта по напряжению и другим параметрам
При выборе подходящего для выполнения определённых задач шуруповёрта стоит обращать внимание на различные характеристики. Среди них важнейшими являются не только мощность прибора и ёмкость его аккумулятора, но и напряжение батареи, и даже значение крутящего момента.
При проведении строительных и ремонтных работ шуруповёрт является незаменимым инструментом, упрощающим закручивание различных видов крепёжных изделий, а иногда даже – сверление отверстий. И, несмотря на то, что существует два варианта исполнения этого прибора – сетевые и аккумуляторные, чаще для выполнения бытовых задач выбирается именно последний вариант. При этом обращается внимание на параметры самого электроинструмента и на такие его характеристики, как напряжение в шуруповерте, его мощность, крутящий момент и ёмкость аккумулятора. Каждый из этих показатель важен для оценки и правильного выбора прибора. Тогда как покупать из-за одной только подходящей мощности или напряжения не стоит.
Основные параметры аккумулятора и самого инструмента
Главным из параметров, которыми характеризуется работа шуруповёрта, является напряжение аккумуляторной батареи, от которой, в свою очередь, зависит мощность электродвигателя и крутящий момент. Для бытовых моделей отличие шуруповертов по напряжению небольшое – в среднем, оно находится в диапазоне 10,8–14,4 В. Более производительные варианты, предназначенные для постоянного использования, могут комплектоваться батареями на 24–36 вольт.
Зависит напряжение аккумулятора шуруповерта и от типа батареи – ответить, в чем отличие, можно, зная, какие металлы использовались для её изготовления. Для никель-кадмиевых аккумуляторов, больших по размеру при аналогичной ёмкости, значение показателя кратно 1,2 В (именно такое напряжение у одного элемента, из которых составляется аккумуляторный блок), для литий-ионных – 3,6 В.
Среди других, не менее важных характеристик можно отметить:
Различают два типа крутящего момента шуруповёртов – пусковой (больший по величине и требующийся для запуска прибора в работу) и постоянный, то есть рабочий. Значение параметра у современных моделей оборудования может регулироваться – узнать, сколько режимов можно выбрать у конкретного прибора, можно узнать в имеющейся на него документации. Причём, у инструментов с импульсным режимом работы (включение вращающейся части рывками) возможностей по вкручиванию больше – позволяя периодически увеличивать крутящий момент, они могут вкрутить шуруп большего размера.
Выдаваемое значение крутящего момента у электромоторов не постоянно и зависит, в первую очередь, от скорости мотора, чем выше обороты, тем ниже момент на валу.
Кроме вольтажа шуруповерта и его мощности следует оценивать и ёмкость аккумулятора. Характеристика измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах. Чем больше показатель, тем дольше сможет проработать шуруповёрт без подзарядки.
Средняя ёмкость аккумуляторной батареи бытовой модели составляет 1300 мАч, чего хватает на 2–3 часа работы. Профессиональное оборудование требует большего времени выполнения работ – и мастеру, который пользуется шуруповёртом на протяжении целого рабочего дня, стоит приобрести модель с аккумулятором уже от 1,5–2,0 Ач и более.
Какой аккумулятор лучше литиевые или никель-кадмиевые
Этот вопрос о том, какой аккумулятор лучше для шуруповерта, поставлен не совсем корректно. Все зависит от ситуации и от продолжительности времени, в течение которого будет использоваться инструмент.
разновидности аккумуляторных батарей
Разнообразие аккумуляторных батарей обусловлено тем, что в качестве электродов и электролитов могут использоваться различные химические элементы. От правильного выбора накопителя энергии зависит качество работы используемого электроинструмента. Наибольшее распространение в области электроприборов получили следующие 3 вида:
Литиевый аккумуляторный блок меньше весит при тех же показателях емкости, что у кадмия. Но это не является основным показателем, исходя из которого следует выбирать аккумулятор для шуруповерта.
Безусловно, количество циклов заряда-разряда у кадмиевых элементов в разы меньше, чем у литиевых. Стандарт для Ni-Cd составляет 500, а для Li — 1500, что, безусловно, вначале наводит на мысль о том, что литиевые батареи намного лучше и легче по весу.
При выборе аккумуляторов важно учитывать тот факт, что старение никель-кадмиевых батарей зависит исключительно от выработанных ими циклов, а не от их реального возраста!
Срок службы литий-ионных АКБ, в отличие от кадмия, напрямую зависит именно от возраста по годам. Через 3 года уже выйдут из строя, даже если ими не пользовались.
Никель-кадмиевые батареи, напротив, будут жить долго даже в том случае, если их использовали редко.
Например, при покупке шуруповерта, бывшего в употреблении, не стоит брать его с литиевыми аккумуляторами. Есть большая доля вероятности того, что в случае, если инструмент не использовался долгое время, или был подвергнут заморозке часто, его аккумуляторный блок уже непригоден к использованию.
Если же бу «шурик» продается с кадмиевыми аккумуляторами, они могут сохранить до 60% заряда, независимо от того, рабочий был инструмент или нет.
Если шуруповерт используется не очень часто, литиевые аккумуляторы скорее «постареют», чем отслужат свои положенные 1500 циклов. Поэтому для периодического бытового использования нет смысла покупать инструмент с литиевыми аккумуляторами.
Кадмий может служить от 3 до 5 лет, независимо от того, используются батареи, или нет. Он также спокойно может лежать на складе, сохраняя свои свойства, в отличие от лития. Если вы не планируете использовать шуруповерт часто, ответ на вопрос о том, как выбрать аккумулятор, будет кратким и правдивым: выбирайте кадмий.
Таким образом становится ясно, что никель-кадмиевые батареи, по сути дела, ничуть не хуже литиевых. Главный вопрос состоит только в сфере применения обоих видов химических элементов питания.
При использовании каждого из них в нужное время и в нужном месте и тот, и другой могут быть одинаково полезны и хороши.
Ni-MH батареи
Никель─металлогидридные аккумуляторы распространены меньше, чем никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов.
К их преимуществам стоит отнести отсутствие токсичных компонентов, экологически чистое производство, незначительный «эффект памяти» и меньший саморазряд, чем у никель-кадмиевых батарей.
Кроме того, если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторными батареями, никель─металлогидридные имеют большую ёмкость и выдерживают большее число циклов заряд-разряд.
Ni-MH АКБ имеет следующие плюсы:
Хранить никель-металлогидридные элементы питания необходимо наполовину заряженными и в прохладном месте.
Литий-ионные (Li ion). Самые современные аккумуляторы
Размышляя о том, как выбрать аккумуляторный шуруповерт, отметим, что самые современные литий-ионные аккумуляторы также имеют свои плюсы и минусы.
Перечислим их достоинства:
Недостатки у них также есть и они достаточно серьезные:
Еще один важный нюанс, о котором нужно помнить – хранение аккумуляторного шуруповерта. Никель-кадмиевые батареи можно хранить в разряженном виде. Никель- металлогидридные, наоборот, перед длительным хранением (несколько месяцев) нужно полностью зарядить.
Про литий ионные аккумуляторы нужно сказать отдельно: им все равно, заряженными или разряженными вы их будете хранить. Однако, помните о том, что они довольно быстро «стареют». Поэтому покупайте инструмент с такими источниками питания не для разовых работ, а интенсивного использования. Уже через 1 год литиевый аккумулятор потеряет около 30% своей первоначальной емкости, а через 2 года батарею придется выбросить.
Особенности выбора
Как известно, профессиональные шуруповерты отличаются большей стоимостью, но это не случайно. Они сделаны с большим запасом прочности, для чего используются более качественные и дорогие материалы. Кроме того, они обладают большей мощностью, что дает возможность вкручивать более длинные саморезы и/или работать с более жесткими материалами.
Внутренние шестерни редуктора могут быть выполнены из пластика или металла. Разница между профессиональным и бытовым шуруповертом будет в ресурсе
Чтобы решить бытовой или профессиональный шуруповерт вам нужен, оцените объем работ, который необходимо будет выполнить. Если вы начинаете стройку или капитальный ремонт, наверное, нужна профессиональная или полупрофессиональная модель. Если инструмент нужен будет периодически — что-то выкрутить/закрутить время от времени, бытового более чем достаточно. При такой работе ресурс профи инструмента просто не будет востребован. Так что выбрать шуруповерт по этому критерию не очень сложно.
При выборе мощности стоит принимать во внимание не только то, какая мощность шуруповерта указана в информации от производителя. Из-за слишком большой производительности прибор может закручивать шурупы слишком сильно, вдавливая их шляпку в поверхность. В результате внешний вид покрытия портится, а крепёж, при необходимости, практически невозможно выкрутить.
Выбирая, какой вольтаж лучше для шуруповерта, следует учитывать, что напряжение является главным параметром прибора. Так, например, мощность мотора шуруповерта Makita DDF343SHE составляет 700 Вт, при напряжении 14,4В и ёмкости батареи 1300 мАч и вращающем моменте 36 Нм. Тогда как у другой модели Hammer ACD182 более слабый двигатель (22 Нм) и не такой ёмкий аккумулятор (1200 мАч) – и, кажется, что этот прибор слабее примерно на 40%. Однако за счёт напряжения 18 В «Хаммер» способен закрутить больше крепежа без подзарядки, даже уступая конкуренту по ёмкости батареи.
Понять, почему менее производительный на первый взгляд шуруповёрт уступает более мощному, можно, проведя небольшой расчёт:
В процессе выбора шуруповёрта желательно учитывать наличие в комплекте к нему запасного аккумулятора. Некоторые модели имеют даже 2 дополнительные батареи. С одной стороны, такая комплектация будет стоить дороже (тем более что стоимость аккумуляторной батареи составляет до 80% от цены оборудования), однако работать с ним будет гораздо удобнее. При этом выполнения бытовых задач дополнительный аккумулятор не нужен – время выполняемых с его помощью работ редко превышает 1–2 часа. Тогда как в процессе постоянного использования шуруповёрта (например, для ремонтных работ или сборки мебели) вторая батарея позволяет не прерывать работу дольше, чем на несколько минут. Разряженный аккумулятор ставится на зарядку, а запасной устанавливается в прибор.
При отсутствии необходимости в продолжительных работах, для которых может понадобиться шуруповёрт, покупать модель с дополнительными батареями не рекомендуется не только из-за её повышенной стоимости. Просто эксплуатационный срок такого аккумулятора небольшой, и уже через пару лет пользователю придётся покупать новую деталь, не израсходовав даже половины ресурса старой.
Подведение итогов
Не стоит стремиться приобрести наиболее мощный инструмент. При избыточной мощности вы будете ввинчивать шурупы слишком сильно, шляпка будет глубже поверхности, что портит внешний вид и затрудняет вывинчивание шурупов, если в этом возникнет необходимость.
Прежде чем выбрать, какая мощность шуруповерта подойдет именно вам, следует определиться, для каких целей инструмент будет использоваться. Для редкого использования в домашней мастерской подойдет простой маломощный инструмент, с напряжением 12В, емкостью 1.5Ач и максимальным крутящим моментов 25Нм. Таким инструментом можно работать при сборке мебели и вкручивать небольшие саморезы для крепления домашних предметов интерьера (гардины, картины и т.д.).
Всегда старайтесь выбирать шуруповерт с 2 аккумуляторами в комплекте, поскольку батареи это дорогая запасная часть.
Стоит отметить, что мощность аккумулятора шуруповерта, хотя и является важным параметром при выборе подходящей модели, гораздо важнее показатели напряжения, ёмкости и типу аккумулятора. А уделять внимание крутящему моменту чаще всего стоит только, если с его помощью будет проводиться не только вкручивание, но и сверление. Также следует знать, что максимальная мощность шуруповерта аккумуляторного из всех имеющихся в продаже моделей у прибора с напряжением 36 В, моментом 60 Нм и ёмкостью 3000 мАч. Таким оборудованием достаточно сложно и не слишком удобно пользоваться повседневно без наличия профессионального опыта. А, значит, стоит остановить свой выбор на менее производительных вариантах, выпускаемых известными и надёжными брендами типа Bosch, Hitachi, Makita, AEG, Dewalt и Metabo. Даже если купить шуруповерт незначительными характеристиками данные модели шуруповертов прослужат долгие годы.