ความลับของแบทเตอรีตะกั่ว-น้ำกรด (ตอนที่ 3)

การกำหนดความจุของแบทเตอรี ใช้วิธีบอกความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้า แบบดั้งเดิมใช้วิธีหาค่ากระแสไฟฟ้าคงที่ แบทเตอรีสามารถจ่ายได้ 30 ชม. แล้วประจุไฟฟ้าหมดพอดี ระดับที่ถือว่าประจุไฟฟ้าหมด คือ เหลือแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่อเซลล์เพียง 1.75 โวลท์ ถ้าเป็นแบทเตอรีแบบ 12 โวลท์ (6 เซลล์) ก็เหลือแรงเคลื่อนไฟฟ้า 10.5 โวลท์ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าแบทเตอรีลูกหนึ่งจ่ายกระแสไฟฟ้า และที่ 2 แอมแปร์ ตลอด 20 ชั่วโมง แล้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองเหลือ 10.5 โวลท์พอดี เขาก็จะเอากระแสไฟฟ้าคูณด้วยเวลาเป็นชั่วโมง คือ 2 คูณ 20 ได้ 40 แอมแปร์ชั่วโมง หรือ 40 AH ที่บ่งบอกไว้ข้างแบทเตอรี

วิธีวัดความมาตรฐานนี้ เป็นแบบจ่ายกระแสน้อยในเวลานานมาก คือ 20 ชั่วโมง พอให้มันจ่ายกระแสมากๆ เช่น ให้จ่ายกระแสไฟฟ้าสัก 20 แอมแปร์ มันก็น่าจะจ่ายได้ 2 ชั่วโมงเต็มๆ นะครับ (40 AH หารด้วย 20 A) แต่กลับได้ไม่ถึง 2 ชั่วโมง

กลุ่มประเทศอุตสาหกรรมก็เลยใช้มาตรฐานใหม่ในการกำหนดความจุของแบทเตอรี โดยให้มันจ่ายกระแสไฟฟ้าค่าคงที่ 25 แอมแปร์ ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส แล้วจับเวลาว่ามันจะจ่ายได้นานกี่นาที จนกระทั่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่อเซลล์เหลือ 1.75 โวลท์ มาตรฐานนี้เรียกว่า การวัดความจุสำรอง หรือ RESERVE CAPACITY (RC) เช่น จ่ายได้ 72 นาที เขาก็จะพิมพ์ไว้ข้างแบทเตอรีว่า 72 RC

แบบที่ 3 เป็นการเน้นความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่อุณหภูมิต่ำมาก ซึ่งก็คือความสามารถในการสตาร์ทเครื่องยนต์ในหน้าหนาวของประเทศอุตสาหกรรม อย่างในทวีปยุโรป หรืออเมริกาเหนือ โดยวัดกระแสไฟฟ้าคงที่สูงสุด ที่แบทเตอรีสามารถจ่ายได้ที่อุณหภูมิ -18 องศาเซลเซียส ในเวลา 30 นาที แล้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองเหลือเซลล์ละ 1.4 โวลท์ ใช้ชื่อว่า COLD CRANKING AMP หรือตัวย่อ CCA ผมว่าไม่ค่อยจะถูกต้องนักที่เอาหน่วยของกระแสไฟฟ้าเพราะค่าแอมแปร์มาตั้งชื่อ น่าจะเป็น COLD CRANKING CURRENT หรือ CCC มากกว่า

แบทเตอรีที่จำหน่ายในประเทศอุตสาหกรรมอย่างยุโรปตะวันตก จึงบอกความจุไว้หลายมาตรฐานเลย เช่น 50 AH 74 RC 190 CCA ถ้าความจุเป็นแอมแปร์ชั่วโมง หรือ AH เท่ากัน ค่า RC และ CCA ซึ่งยิ่งมากยิ่งดี จะเป็นตัวตัดสินว่าของใครดีกว่ากันครับ เช่น 50 AH 79 RC 195 CCA ย่อมดีกว่าตัวอย่างแรก 

ตอนอยู่ในรถ แบทเตอรีจะถูกประจุ หรือชาร์จไฟฟ้าเข้าตลอดเวลา โดยอัลเทอร์เนเตอร์ ซึ่งเป็นเครื่องปั่นไฟประจำรถ ทำนองเดียวกับการป้อนน้ำ หรือถ่ายน้ำจากถังหนึ่งไปสู่อีกถังหนึ่ง ระดับน้ำของถังที่ "จ่าย" จะต้องสูงกว่าระดับน้ำของถังที่ "รับ" เสมอ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของอัลเทอร์เนเตอร์จึงต้องสูงกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบทเตอรีเสมอ แต่ไม่ใช่ยิ่งสูงยิ่งดีนะครับ เพราะถ้าสูงเกินควรจะเกิดปฏิกิริยาเร็วเกินไป ระหว่างแผ่นตะกั่ว และน้ำกรด เกิดฟองแกสมาก และทำให้แบทเตอรีอายุสั้นลงกว่าที่ควร แต่ถ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้สูงกว่าแบทเตอรีไม่มาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าแบทเตอรีก็น้อยเกินไป และกินเวลานานมาก กว่าประจุของแบทเตอรีจะเต็ม หรือเกือบเต็ม แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สูงเพียงพอ และไม่ทำให้แบทเตอรีอายุสั้นลง คือ ค่าระหว่าง 13.8 ถึง 14.4 โวลท์ และแรงเคลื่อนไฟฟ้าค่านี้ ก็เป็นค่าของอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดในรถ ตั้งแต่หลอดไฟ มอเตอร์ต่างๆ เครื่องเสียง ฯลฯ หลอดไฟฟ้าสำหรับรถยนต์นั่ง ที่เราเรียกกันว่าหลอด 12 โวลท์ ที่จริงแล้วเป็นหลอดแบบ 14 โวลท์ครับ ต้องออกแบบ และผลิตมาสำหรับแรงเคลื่อน 14 โวลท์ เพื่อให้ใช้งานได้ดี ตอนที่เราขับรถ ซึ่งก็คือตอนที่เครื่องยนต์ และอัลเทอร์เนเตอร์ทำงานนั่นเอง 

ถ้าเปิดไฟตอนดับเครื่องยนต์ ก็จะเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบทเตอรีล้วนๆ มีค่าประมาณ 12.5 โวลท์ ไส้หลอดไฟจะร้อนน้อยกว่าตอนติดเครื่องยนต์เล็กน้อย ความสว่างก็จะลดลงด้วย รถที่ระบบชาร์จไฟมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่ำ เช่น ราวๆ 13 โวลท์ (ซึ่งถือว่าต่ำเกินควร) นั้น มักมีหลอดไฟที่อายุยืนมาก เพราะไส้หลอดอุณหภูมิต่ำ เนื้อโลหะของไส้หลอดจึงกลายเป็นไอช้ากว่า ทำให้ขาดยากครับ มอเตอร์ต่างๆ อุปกรณ์ต่างๆ รวมทั้งอุปกรณ์เครื่องเสียง จะต้องถูกออกแบบให้ทำงานได้ดีกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าตั้งแต่ 12 โวลท์ ไปจนถึงเกือบ 15 โวลท์ ถ้าจะพูดให้ถูกต้องทางเทคนิค เราจะต้องบอกว่าระบบไฟฟ้าของรถยนต์นั่งของพวกเรา เป็นแบบ 14 โวลท์ครับ ไม่ใช่ 12 โวลท์ (อ่านต่อฉบับหน้า)