หลักการทำงานของแบตเตอรี่รถยนต์

แบตเตอรี่รถยนต์ แบตเตอรี่รถยนต์ทำหน้าที่สำรองไฟสำหรับใช้ในรถยนต์ ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าขึ้นมาเองได้ โดยทำงานควบคู่กับอุปกรณ์ในรถยนต์อีกชิ้นหนึ่ง เรียกว่า ไดชาร์จ ซึ่งทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้าใช้ในรถยนต์และสำรองกลับมาไว้ในแบตเตอรี่ ไดชาร์จทำงานเมื่อเครื่องยนต์ทำงานเท่านั้น ดังนั้นตอนสตาร์ทเครื่องยนต์ จึงใช้ไฟมาจากแบตเตอรี่ล้วนๆ แต่เมื่อเครื่องยนต์ติดแล้ว ไดชาร์จจะทำหน้าที่ผลิตไฟเพื่อเลี้ยงระบบไฟฟ้าทั้งหมดและสำรองไฟกลับมาที่แบตเตอรี่   โดยทั่วไปแบตเตอรี่รถยนต์ ทำหน้าที่จ่ายไฟอยู่ 2 หน้าที่หลักๆ จ่ายไฟสำหรับการสตาร์ทเครื่องยนต์ ซึ่งใช้ไฟจำนวนมากเป็นระยะเวลาสั้นๆ จ่ายไฟไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ในรถยนต์ เช่น ไฟหน้า-หลังรถ วิทยุ ไฟส่องสว่างภายในรถยนต์ ซึ่งจะใช้ไฟจำนวนไม่มาก แต่ถ้าลืมเปิดทิ้งไว้ ก็อาจจะทำให้แบตเตอรี่หมดได้ หลักการทำงานของแบตเตอรี่รถยนต์ แบตเตอรี่รถยนต์โดยทั่วไปจะเป็นชนิดตะกั่วกรด ซึ่งประกอบไปด้วยแผ่นตะกั่วและกรดซัลฟิวริก ซึ่งทำปฏิกิริยากันแล้วเกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น โดยมีหลักการทำงานดังนี้   1. แบตเตอรี่ทั่วไปมี 6 เซลล์ เซลล์แต่ละเซลล์มีแผ่นตะกั่วสองแผ่น โดยแผ่นแรกทำจากตะกั่วและอีกแผ่นทำมาจากตะกั่วไดออกไซด์ เซลล์แต่ละเซลล์สามารถผลิตพลังงานได้ประมาณ 2 โวลต์ ในแบตเตอรี่รถยนต์ส่วนใหญ่มีเซลล์ 6 เซลล์ ดังนั้นแบตเตอรี่จึงมีแรงดัน 12 โวลต์ 2. แผ่นตะกั่วที่ถูกแช่อยู่ในกรดซัลฟิวริก ก่อให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างแผ่น ในทางวิทยาศาสตร์กรดซัลฟิวริกทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 3. […]

หลักการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ โดยไดชาร์จ

รถยนต์ในปัจจุบันใช้ไฟฟ้าค่อนข้างมากในการสตาร์ทเครื่องยนต์และใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ถ้าพลังงานมาจากแบตเตอรี่อย่างเดียว แบตเตอรี่ก็จะหมดอย่างรวดเร็ว ดังนั้นรถยนต์จึงมีแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จไฟกลับเข้าไปได้ รวมถึงระบบชาร์จไฟเพื่อจะทำให้แบตเตอรี่เต็มอยู่ตลอดเวลา ส่วนสำคัญในระบบชาร์จไฟในรถยนต์คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ(Alternator) หรือที่เรียกในไทยว่า ไดชาร์จ ซึ่งในทางเทคนิคแล้วไดชาร์จทำหน้าที่แปลงพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยสร้างไฟฟ้ากระแสสลับขึ้น แล้วนำมาเปลี่ยนเป็นไฟฟ้ากระแสตรง เพื่อนำไปชาร์จแบตเตอรี่และอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ในรถยนต์ ไดชาร์จสามารถทำงานได้ดีแม้ความเร็วของเครื่องยนต์จะต่ำก็ตาม จึงเหมาะกับรถยนต์ที่ใช้ในเมืองได้เป็นอย่างดี (ในอดีตรถยนต์มีการใช้ไฟฟ้าน้อย จึงใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หรือที่เรียกว่า ไดนาโม แต่ไดนาโมมีประสิทธิภาพต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วของเครื่องยนต์ต่ำ รวมถึงไดนาโมมีน้ำหนักมากกว่าไดชาร์จ) หลักการทำงานของไดชาร์จ ไดชาร์จมีส่วนประกอบหลักสามตัวและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 1. สเตเตอร์ (Stator) 2. โรเตอร์ (Rotor) 3. ไดโอด (Diode)   เมื่อสายพานไดชาร์จหมุนรอกของไดชาร์จ โรเตอร์ภายในไดชาร์จจะหมุนด้วยความเร็ว โรเตอร์นั้นเป็นกลุ่มของแม่เหล็กที่หมุนด้วยความเร็วภายในสเตเตอร์ ซึ่งเป็นรังของสายทองแดง การหมุนของแม่เหล็กด้วยความเร็วสูง จะเกิดการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าขึ้นผ่านสายทองแดงไปยังไดโอดซึ่งจะเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าจากกระแสสลับไปเป็นกระแสตรงที่แบตเตอรี่รถยนต์สามารถใช้งานได้ หลังจากนั้น ไฟฟ้ากระแสตรงจะมาผ่านตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ซึ่งทำหน้าที่ตัดกระแสไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่หากแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 14.5 โวลต์ ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการชาร์จแบตเตอรี่เกิน (Overcharged) หรือเกิดไฟลุกไหม้ได้ แต่หลังจากที่แบตเตอรี่เริ่มหมดลง กระแสจากไดชาร์จก็สามารถกลับมาชาร์จแบตเตอรี่ได้อีกครั้ง

ทำไมรถยนต์สตาร์ทไม่ติด? ทำไมแบตเตอรี่หมดไฟ? รวมถึงทางออกของปัญหานี้

  ทำไมรถยนต์สตาร์ทไม่ติด รถยนต์สตาร์ทไม่ติด มาได้จากหลายสาเหตุ แต่เหตุผลหลักคือ แบตเตอรี่เสื่อมหรือมีแรงดันและค่า CCA ไม่พอที่จะสตาร์ทเครื่องยนต์ได้ ซึ่งการสตาร์ทรถยนต์นั้นใช้แรงดันไฟสูงมากเป็นระยะเวลาสั้นๆ ตามที่เคยเกริ่นไว้ใน “หลักการทำงานของแบตเตอรี่”   ทำไมแบตเตอรี่หมดไฟหรือเสื่อมสภาพ อายุการใช้งานแบตเตอรี่เป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์ได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับอายุของแบตเตอรี่สภาพภูมิอากาศ (ความร้อนทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว) รวมถึงความถี่และระยะทางที่รถยนต์ถูกใช้งาน สรุปหลักการทำงานเบื้องต้นของแบตเตอรี่ (สามารถดูหลักการทำงานโดยละเอียดตามลิ้งนี้): แบตเตอรี่ผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า ในแบตเตอรี่รถยนต์ส่วนใหญ่กระแสไฟฟ้าจะผลิตจากอิเล็กตรอนที่ไหลจากขั้วบวกตะกั่วออกไซด์ไปสู่ขั้วลบ ผ่านสารละลายกรดซัลฟิวริก ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นช้าลงเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใช้งาน (หรือรถยนต์ไม่ได้ถูกใช้งาน) ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพลงอย่างรวดเร็ว ถ้าแบตเตอรี่นั้นเชื่อมต่อกับรถยนต์ (ซึ่งรถส่วนใหญ่ที่จอดทิ้งไว้ ก็ไม่ได้ถอดขั้วแบตเตอรี่ไว้) จะทำให้การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เร็วขึ้น เนื่องจากรถยนต์ที่จอดทิ้งไว้นั้น ยังคงมีอุปกรณ์ไฟฟ้าบางตัวที่ใช้พลังงานอยู่ เช่น สัญญาณกันขโมย ระบบสมองกลในรถยนต์ เครื่องสียง แม้กระทั่งความจำสำหรับตำแหน่งที่นั่ง (Memory for seat position) แต่เมื่อมีกระแสไฟฟ้าเข้าไปชาร์จกับแบตเตอรี่แล้ว แบตเตอรี่ก็สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้อีกครั้ง นั่นคือสิ่งที่ไดชาร์จหรือเครื่องชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ทำ  แต่ถ้าแบตเตอรี่ไม่ได้รับการชาร์จเป็นเวลานาน อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญจากสหรัฐอเมริกาและแคนาดาแนะนำคือ ใช้งานรถยนต์อย่างน้อย 10 กิโลเมตร และใช้งานอย่างน้อยทุก 3-4 วัน เพื่อรักษาระดับสุขภาพของแบตเตอรี่เอาไว้ แต่ในกรณี่ที่ติดเครื่องยนต์และจอดไว้ เพื่อให้ไดชาร์จทำงานนั้น […]