Наиболее распространенными элементами питания являются цилиндрические ААА, АА, С и D, применяемые для питания разнообразных бытовых устройств.
Один элемент можно встретить обычно лишь в настенных или настольных часах, прочие устройства (напольные и кухонные весы, домашние эллипсоидные тренажеры, велотренажеры, тонометры, алкотестеры и пр.) требуют 2, 3 или 4 элементов, в зависимости от требуемого напряжения питания устройства.
Элементы обладают конечной электрической емкостью, и со временем устройство отказывает, выдавая при этом на дисплее (индикаторе) код ошибки, из которого следует, что комплект элементов необходимо заменить.
Разберем вопрос подробнее. Несколько элементов питания всегда соединяются последовательно, параллельное соединение приведет к порче элементов ввиду протекания уравнительных токов.
При последовательном соединении элементов через них протекает один и тот же ток нагрузки, при этом электродвижущие силы (ЭДС) отдельных элементов складываются. ЭДС одного элемента типов ААА, АА, С и D одинакова (определяется не размерами, а материалом электродов и электролитом) и равна порядка 1,5 В.
Вопреки распространенному мнению, при разрядке элемента, вплоть его его полного отказа, ЭДС почти не меняется. Меняется лишь напряжение на нагрузке, примерно по представленному ниже графику.
Уменьшение же напряжения на нагрузке (что и приводит, в конечном счете, к отказу в работе) объясняется увеличением внутреннего сопротивления элемента по мере его разряда. Внутреннее сопротивление увеличивается вследствие расходования материалов положительного и отрицательного электродов, а также изменения свойств электролита.
Внутреннее сопротивление соединенных последовательно элементов равно сумме внутренних сопротивлений отдельных элементов, и вот здесь и зарыта собака, диктующая наиболее оптимальное поведение при отказе устройства вследствие разряда элементов.
Наивно полагать, что при работе устройства от 4 элементов питания они все износятся (разрядятся) одновременно. Даже принадлежность элементов к одной производственной партии не гарантирует полной идентичности свойств, их внутреннее сопротивление будет изменяться в разной степени ввиду действия случайных причин.
Работоспособность же устройства определится тем элементом, который наиболее сильно изменил свое внутреннее сопротивление и тем самым "заблокировал" работу остальных элементов. И менять в подобном случае все элементы комплекта, как это настойчиво рекомендуют инструкции по эксплуатации, расточительно.
Наиболее оптимально выявить тот самый элемент, что отказал первым. Его внутреннее сопротивление может даже возрасти до таких величин, что напряжение на нем "переполюсуется" (только в процессе работы, а не при измерении в свободном состоянии).
Выявить этот элемент можно специальным прибором, измеряющим напряжение под нагрузкой (например, вот этим самодельным простым устройством).
Или же, при наличии измерительного прибора для измерения тока (в составе тестера или мультиметра), выставить его в режим измерения тока (для начала на самом грубом пределе измерения, например, 3 А или 10 А), и за короткое время измерить ток короткого замыкания каждого из элементов.
Опасности в том никакой нет, ни для поработавшего элемента, ни для измерительного прибора. Общее правило таково: из комплекта элементов всегда удаляется лишь один, самый худший (при измерении тока короткого замыкания - элемент с наименьшим током).
Именно этот единственный элемент и следует утилизировать, остальные же элементы, вместе со свежим элементом, вновь вставляются в устройство, и так до следующего отказа в работе, после чего процедура повторяется.
Вы удивитесь, сколько времени устройство еще проработает после замены всего одного элемента вместо комплекта полностью.
