Accu diagnose - meten van spanning en interne weerstand.

Het bepalen van de gezondheidstoestand van een accu vereist meer dan alleen het controleren van de open klemspanning. Hoewel een voltmeter een eerste indicatie kan geven, vertelt dit slechts een fractie van het volledige verhaal. Een accu met een ogenschijnlijk normale spanning kan onder belasting volledig inzakken als gevolg van een verhoogde interne weerstand. Deze parameter is een cruciale graadmeter voor de werkelijke prestaties en resterende levensduur.

De interne weerstand is de som van alle elektrische weerstanden binnen de accu, veroorzaakt door factoren als de geleiding van de elektrolyt, de porositeit van de platen en de corrosie van de roosters. Naarmate een accu veroudert of beschadigd raakt, neemt deze weerstand toe. Het gevolg is dat er onder belasting een grotere spanningsval optreedt binnenin de accu zelf, waardoor er minder bruikbare spanning beschikbaar komt voor de aangesloten apparatuur. Dit manifesteert zich in trage starts, dimmend licht of het vroegtijdig afslaan van systemen.

Een complete accu diagnose combineert daarom altijd twee metingen: de rustspanning en de interne weerstand (of conductantie). Moderne accutesters voeren deze analyse snel uit door een gecontroleerde wisselstroom- of pulsbelasting op de accu te plaatsen. Deze professionele aanpak onthult sluipende problemen lang voordat de accu volledig uitvalt, en stelt u in staat om op basis van feiten te beslissen over onderhoud of vervanging.

Accu diagnose: meten van spanning en interne weerstand

Een grondige diagnose van een accu gaat verder dan het meten van de rustspanning. Het bepalen van de interne weerstand is een cruciale tweede stap om de werkelijke gezondheid en bruikbaar vermogen van de accu vast te stellen.

De open klemspanning (spanning zonder belasting) geeft een eerste indicatie van de laadtoestand. Meet deze spanning met een digitale multimeter wanneer de accu minstens enkele uren heeft gerust. Een volledig geladen 12V loodzuuraccu toont ongeveer 12,6 tot 12,8V. Een spanning onder 12,4V duidt op een gedeeltelijke ontlading, en onder 12,0V is de accu diep ontladen.

De interne weerstand is de weerstand binnenin de accu, veroorzaakt door elektrolyt, platen en verbindingen. Een lage interne weerstand is essentieel: hierdoor kan de accu hoge stromen leveren met minimale spanningsval. Naarmate een accu veroudert of beschadigd raakt, neemt deze weerstand toe.

Voor een praktische meting hebt u een multimeter en een geschikte belasting nodig, zoals een autolamp of een speciaal belastingapparaat. Meet eerst de open klemspanning (U1). Sluit vervolgens de belasting aan voor een korte periode (bijvoorbeeld 5-10 seconden) en meet direct de spanning onder belasting (U2). Meet ook de stroom (I) die vloeit.

Bereken de interne weerstand (R_intern) met de formule: R_intern = (U1 - U2) / I. Het resultaat is in Ohm. Voor een gezonde 12V auto-accu ligt deze waarde typisch tussen de 3 en 10 mΩ (milliohm). Een waarde boven 20 mΩ duidt vaak op een versleten of defecte accu die bij hoge belasting, zoals starten, zal falen.

Combineer altijd beide metingen. Een normale rustspanning gecombineerd met een te hoge interne weerstand wijst op capaciteitsverlies: de accu houdt wel spanning, maar kan geen stroom meer leveren. Deze accu zal in de praktijk snel uitvallen.

Stap-voor-stap methode voor het meten van de interne weerstand met een multimeter

De interne weerstand van een spanningsbron, zoals een batterij of accu, kan niet direct worden gemeten met een multimeter. De methode vereist het meten van spanning onder twee verschillende belastingen en het toepassen van een berekening.

Benodigdheden: een multimeter, een precies bekende belastingsweerstand (bijvoorbeeld 10 Ohm met voldoende vermogen) en eventueel een tweede weerstand met een andere waarde voor verificatie.

Stap 1: Meet de open klemspanning (U₀). Zet de multimeter op het gelijkspanningsbereik (DC V). Verbind de meetprobes direct met de plus- en minpool van de te testen spanningsbron, zonder enige belasting. Noteer de gemeten spanning. Dit is de open-klemspanning of bronspanning.

Stap 2: Sluit de belastingsweerstand (R_belasting) aan. Verbind de precies bekende weerstand parallel over de polen van de bron. Zorg voor een goede en veilige aansluiting.

Stap 3: Meet de belaste spanning (U_belast). Meet met de multimeter, nog steeds in de spanningsstand, de spanning over de aangesloten belastingsweerstand. Noteer deze waarde. De spanning zal lager zijn dan in stap 1.

Stap 4: Bereken de stroom (I) door de kring. Gebruik de Wet van Ohm met de gemeten belaste spanning en de bekende weerstandswaarde. De formule is: I = U_belast / R_belasting.

Stap 5: Bereken de interne weerstand (R_intern). Het spanningsverschil tussen de onbelaste en belaste meting wordt veroorzaakt door de spanningsval over de interne weerstand. De formule is: R_intern = (U₀ - U_belast) / I.

Een alternatieve berekeningsformule, die stap 4 integreert, is: R_intern = ((U₀ - U_belast) / U_belast) * R_belasting.

Stap 6: Interpretatie. Een hogere interne weerstand duidt op een versleten of uitgeputte bron. Een gezonde accu heeft een lage interne weerstand, typisch in de orde van milli-Ohms. Herhaal de meting eventueel met een andere belastingsweerstand om het resultaat te verifiëren.

Interpreteren van meetresultaten en bepalen van de accustaat

De gemeten spanning (U_accu) alleen is een onbetrouwbare indicator voor de accustaat. Een hoge spanning onder nulbelasting kan een gezonde accu suggereren, maar een instortende spanning onder belasting verraadt vaak problemen. De combinatie van spanning en interne weerstand (R_int) biedt een veel completer beeld.

Allereerst moet de open klemspanning (OCV) worden gemeten na een voldoende rustperiode. Deze waarde correleert met de laadtoestand (SOC). Een 12V loodzuuraccu met een OCV van 12,6V of hoger is volledig geladen, terwijl 12,0V of lager duidt op een volledig ontladen staat. Voor Li-ion accu's gelden andere, specifieke spanningscurves.

De cruciale test is het meten onder belasting. Sluit een bekende belastingsweerstand (R_belasting) aan en meet de spanning opnieuw (U_belast). De spanningsval (ΔU = U_accu - U_belast) is direct gerelateerd aan de interne weerstand: R_int = ΔU / I, waarbij I de stroom is (I = U_belast / R_belasting). Een lage R_int betekent dat de accu efficiënt stroom kan leveren.

Een gezonde accu behoudt een stabiele spanning onder nominale belasting. Een snelle, diepe spanningsval duidt op een hoge interne weerstand of capaciteitsverlies. Dit is een klassiek teken van veroudering of defect. Vergelijk de gemeten R_int altijd met de specificaties van de fabrikant of met een nieuwe accu van hetzelfde type.

De accustaat wordt bepaald door een combinatie van factoren. Een lage OCV gecombineerd met een zeer hoge R_int wijst vaak op een defecte of diepontladen accu. Een normale OCV maar een te hoge R_int betekent dat de accu zijn nominale stroom niet meer kan leveren; hij is verouderd en moet worden vervangen. Alleen bij een acceptabele OCV én een lage interne weerstand is de accu in goede conditie.

Herhaal metingen bij verschillende temperaturen, aangezien de interne weerstand sterk temperatuurafhankelijk is. Een koude accu presteert tijdelijk slechter. Documenteer alle meetwaarden: OCV, spanning onder belasting, berekende R_int en de omgevingstemperatuur voor een accurate en reproduceerbare diagnose.

Veelgestelde vragen:

Ik meet de accuspanning met een multimeter. De spanning daalt sterk als ik een verbruiker aansluit, maar de accu laadt weer normaal op. Wat kan de oorzaak zijn?

Dit wijst zeer waarschijnlijk op een hoge interne weerstand van de accu. De gemeten spanning zonder belasting (de open-klemspanning) lijkt goed. Op het moment dat u er een verbruiker op aansluit, bijvoorbeeld een lamp of een motor, veroorzaakt de stroom die gaat lopen een spanningsval over die interne weerstand. Dit resulteert in een direct waarneembare daling van de klemspanning. De accu kan daarna nog wel wat lading opnemen tijdens het laden, wat de normale oplading verklaart, maar zijn vermogen om stroom te leveren is aangetast. Dit is een typisch verouderingsverschijnsel bij loodzuur- en lithium-ion-accu's, waarbij chemische veranderingen en sulfatering de interne weerstand verhogen. Voor een definitieve diagnose zou u een belastingstest of een meting van de interne weerstand met een gespecialiseerde accutester moeten uitvoeren.

Hoe meet ik nauwkeurig de interne weerstand van een accu?

Een directe en betrouwbare methode gebruikt twee metingen. Zorg eerst dat de accu volledig is opgeladen. Meet de open-klemspanning (U1) zonder enige belasting. Sluit vervolgens een bekende, geschikte belastingsweerstand (R_belasting) aan die een aanzienlijke stroom trekt, maar binnen de specificaties van de accu blijft. Meet direct daarna de klemspanning onder deze belasting (U2). Het spanningsverschil (U1 - U2) gedeeld door de stroom (I = U2 / R_belasting) geeft de interne weerstand (R_intern). Dus: R_intern = (U1 - U2) / I. Gebruik bij voorkeur een weerstand die een stroom in de grootteorde van de C-waarde van de accu trekt voor een realistische belasting. Professionele accutesters voeren deze berekening automatisch uit.