Внутреннее сопротивление батареи — зарядка и эксперимент

Внутреннее сопротивление — это клеточное свойство всех батарей, которое вызывает «сопротивление» потоку электронов от отрицательного полюса к положительному полюсу батареи. По сути, это мера того, насколько сложно электрическому току проходить через батарею.

Например, если у вас есть батарея типа АА с внутренним сопротивлением 0,2 Ом, при протекании через батарею силы тока 1 ампер будет падать 0,2 вольта. Если у вас есть батарея на 100 ампер-часов с внутренним сопротивлением 0,1 Ом, 10 вольт упадет, если через батарею будет течь 100 ампер.

Внутреннее сопротивление, также известное как «внутренний импеданс», является мерой сопротивления, которое испытывает батарея, когда она вынуждена подавать ток через свои клеммы. Аккумулятор с более высоким внутренним сопротивлением будет рассеивать больше энергии в виде тепла и, следовательно, менее эффективен. Например, если две батареи одинакового напряжения подключить к нагрузке, а затем отключить от нагрузки, батарея с более высоким внутренним сопротивлением вернется в полностью заряженное состояние гораздо дольше. Внутреннее сопротивление влияет не только на то, как быстро батарея может быть перезаряжена, но и на то, какую работу она может выполнить, прежде чем ее нужно будет перезарядить.

Внутреннее сопротивление батареи зависит от того, насколько сильно ее просят работать. Чем усерднее его просят работать, тем выше будет его внутреннее сопротивление — в этом есть смысл, верно? Если вы просите двигатель вашего автомобиля работать все быстрее и быстрее, в конце концов вы будете давить на него столько, сколько сможете, и ничего не добьетесь. В конечном итоге вы будете давить так сильно, что сожжете свой двигатель. То же самое и с батареей: если вы просите ее производить 1 ампер при 1 вольте (1 А × 1 В), это не слишком сложно для нее, но если вы просите ее производить 100 ампер при 100 вольтах, это не так уж сложно. слишком тяжело для этого.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Внутреннее сопротивление батареи во время зарядки

Внутреннее сопротивление аккумулятора имеет большое значение в процессе зарядки. Если не учитывать сопротивление батареи, перезарядка приведет к повышению температуры и выделению газа.

Как мы уже говорили, внутреннее сопротивление аккумуляторов является одним из основных факторов, определяющих время зарядки и стоимость зарядки. Это сопротивление уменьшает количество энергии, доступной для использования в батарее.

Внутреннее сопротивление батареи не следует путать с ее последовательным сопротивлением, которое также может повлиять на время зарядки и стоимость зарядки. Последовательное сопротивление вызвано неидеальным контактом между двумя металлическими пластинами в аккумуляторе. Внутреннее сопротивление, с другой стороны, исходит из неотъемлемого свойства самой батареи.

Внутреннее сопротивление является одним из наиболее важных электрических свойств батареи. Это мера того, насколько батарея сопротивляется потоку тока. Некоторые батареи имеют очень низкое внутреннее сопротивление и очень эффективны, в то время как другие имеют высокое внутреннее сопротивление по сравнению с другими батареями.

Внутреннее сопротивление и то, как оно влияет на батарею, зависит и от других факторов, таких как размер батареи и температура. Чем выше температура, тем ниже будет внутреннее сопротивление.

Внутреннее сопротивление влияет на то, насколько хорошо аккумулятор может разряжать нагрузку. Чем больше внутреннее сопротивление, тем больше тепла будет выделяться при разряде нагрузки. Это связано с тем, что потери мощности при зарядке и разрядке нагрузки от внешнего источника напряжения больше, чем при замене его идеальным источником напряжения с нулевым внутренним сопротивлением.

Когда батарея заряжается и разряжается, электроны проходят через батарею, вызывая химические реакции, которые приводят к увеличению напряжения. По мере увеличения напряжения растет и внутреннее сопротивление батареи. Внутреннее сопротивление батареи изменяется во время циклов заряда и разряда. Основными факторами, влияющими на изменение внутреннего сопротивления при заряде и разряде, являются электролит, температура и время.

Изменение внутреннего сопротивления зависит от нескольких факторов, таких как электролит, температура и время. В литий-ионных батареях с течением времени зарядки и разрядки концентрация ионов лития в графитовых частицах уменьшается, что известно как «эффект челнока». В этом процессе эффект челнока можно разделить на две части: сначала медленное челночное движение, а затем через некоторое время быстрое челночное движение.

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Калькулятор внутреннего сопротивления батареи

Внутреннее сопротивление — это параметр батарей, который обычно используется для расчета их выходной мощности. Хотя внутреннее сопротивление аккумуляторов можно рассчитать вручную, гораздо проще использовать аккумуляторный калькулятор. Калькулятор батареи, или R-CALC, использует значения I2R для определения внутреннего сопротивления батареи. Есть несколько калькуляторов внутреннего сопротивления батареи, которые можно использовать для получения правильных значений. Калькуляторы доступны онлайн.

Внутреннее сопротивление вызвано химическими реакциями внутри батареи, которые создают резистивные падения напряжения. Его можно рассчитать по следующей формуле:

Внутренний резистор = Напряжение батареи / Ток батареи, где «Напряжение батареи» — это напряжение разомкнутой цепи батареи, а «Ток батареи» — измеренный или рассчитанный ток.

Типичный автомобильный аккумулятор имеет значение внутреннего сопротивления от 0,0015 Ом до 0,05 Ом.

Веб-сайт калькулятора очень прост в использовании и дает правильный ответ для желаемых расчетов.

Эксперимент с внутренним сопротивлением батареи

Внутреннее сопротивление — это явление, которое приводит к падению напряжения в батарее по мере того, как от нее отводится ток. Это распространенная проблема в электрических цепях, поэтому важно понимать внутреннее сопротивление, чтобы не допустить разрушения вашего проекта.

После того, как вы использовали батарею один раз, вы не можете положить ее обратно в хранилище и ожидать, что она будет работать вечно. Даже если вы меняете разряженную батарею на новую, оставшаяся мощность будет истощена внутренним сопротивлением старой батареи. Это следует учитывать всякий раз, когда вы создаете электрическую цепь с батареями, потому что в зависимости от размера вашего проекта вам может понадобиться больше или меньше энергии, чем вы начали.

Для простого эксперимента вы можете протестировать три батареи разного размера и возраста: щелочную батарею на 9 В, купленную сегодня новой, щелочную батарею на 9 В Duracell, которая использовалась лишь наполовину, когда прошлой зимой ее нашли на гаражной распродаже, и щелочную батарею на 9 В от Eveready. около 1979 года. Соединил их параллельно с помощью зажимов типа «крокодил» и запустил тестовую схему, потребляющую около 1 ампера тока. Для каждого теста измерьте, сколько времени требуется мультиметру, чтобы считать 0 с батарей.

Результаты должны быть следующими:

Совершенно новая щелочная батарея должна запускаться с 1,5 В и терять 0,2 В в час, что согласуется с информацией, которую вы можете найти в Интернете о падении напряжения для двух свежих батарей типа АА, соединенных последовательно: около 0,2 В в день, или 2% от общее напряжение каждый день. Есть заметная разница между этой батареей и второй, которая простояла полгода; этот был свежим, тогда как старый уже потерял большую часть своего заряда. Для разрядки двух 9-вольтовых батарей может потребоваться примерно одинаковое время, так как они обе намного старше, чем две другие батареи. Тем не менее, они должны показывать довольно схожие результаты друг с другом, несмотря на разницу в возрасте. Старая батарея может запускаться с 1,1 В и через час выдавать на 0,3 В меньше, чем новая батарея, что согласуется с доступной информацией, которую вы всегда можете найти в Интернете: 9-вольтовая щелочная батарея теряет около 0,1 В каждый месяц, когда ее не используют. после того, как он был использован один раз.